CN116027185A - 变电站高压断路器分合闸速度检测的误差消除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种变电站高压断路器分合闸速度检测的误差消除方法，属于变电站高压断路器分合闸速度检测技术领域。包括构建棋盘格的世界坐标系和像素坐标系；获取高压断路器运动速度的分辨率和最大量程；本发明提供的变电站高压断路器分合闸速度检测的误差消除方法通过在高压断路器的动作触头上设置棋盘格，并构建棋盘格的世界坐标系以及像素坐标系，计算出高压断路器运动速度的分辨率以及最大量程，再根据该分辨率以及最大量程计算出高压断路器的速度误差，最后根据该速度误差计算出实际的分合闸的动作速度，即可实现对高压断路器动作速度的精确测量，可靠性更高，且更加方便。
Description
技术领域
本发明涉及变电站高压断路器分合闸速度检测技术领域，具体地涉及一种变电站高压断路器分合闸速度检测的误差消除方法。
背景技术
变电站是把一些设备组装起来，用以切断或接通、改变或者调整电压，在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点，变电站主要分为：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。其中，低于切换或接通电压的包括高压断路器。
高压断路器的检修是变电站运检过程中较为重要的工序之一，因为其承载着电网安全可靠运行的重任。在对高压断路器检修的过程中，一般需要对其分合闸的速度特性进行检测，现有的速度检测方法有使用高速相机对高压断路器中动作触头上目标点的动作进行拍摄，以获得其轨迹以及速度特性。但是由于动作触头的动作很快，高速相机对目标点的识别存在像素上的误差，进而导致分合闸速度检测存在一定误差，影响对该高压断路器检修的判断。
本申请发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术的上述方案具有速度检测过程中存在误差影响对高压断路器检修的判断的缺陷。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种变电站高压断路器分合闸速度检测的误差消除方法，该变电站高压断路器分合闸速度检测的误差消除方法具有消除高速相机识别图像中像素上的误差的功能。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种变电站高压断路器分合闸速度检测的误差消除方法，包括：
构建棋盘格的世界坐标系和像素坐标系；
获取高压断路器运动速度的分辨率和最大量程；
根据所述高压断路器运动速度的分辨率和最大量程计算所述高压断路器的速度误差；
根据所述速度误差获取所述高压断路器分合闸的动作速度。
可选地，获取高压断路器运动速度的分辨率和最大量程包括：
根据公式(1)计算所述高压断路器在两帧之间的运动速度，
其中，V为所述高压断路器在两帧之间的运动速度，L为像素坐标系中棋盘格宽度上的像素数，S为两帧之间高压断路器行程的像素数，f为帧率，l为所述棋盘格的宽度大小；
根据公式(2)计算所述运动速度对应的分辨率，
其中，Re为所述运动速度对应的分辨率。
可选地，获取高压断路器运动速度的分辨率和最大量程还包括：
根据公式(3)计算所述运动速度的最大量程，
Vmax＝s·f， (3)
其中，Vmax为所述运动速度的最大量程，s为所述高压断路器的总行程。
可选地，根据所述高压断路器运动速度的分辨率和最大量程计算所述高压断路器的速度误差包括：
根据公式(4)获取所述高速相机速度的误差传递公式，
其中，Δy为所述高速相机速度的误差传递值，Δxn为第n个像素和为第n-1个像素的x轴坐标差值，y＝f(x1,x2,…xn)；
根据公式(5)计算所述高速相机速度的绝对误差，
其中，Ea为所述高速相机速度的绝对误差，Δl为所述棋盘格的宽度误差值，ΔS为所述棋盘格的两帧之间高压断路器行程的像素数误差值，ΔL为所述棋盘格宽度上的像素数误差值。
可选地，根据公式(5)计算所述高速相机速度的绝对误差包括：
根据公式(6)获取两帧之间高压断路器行程的像素数和所述帧率的函数关系，
其中，α为第一比例系数。
可选地，根据公式(5)计算所述高速相机速度的绝对误差还包括：
根据公式(7)获取像素坐标系中棋盘格宽度上的像素数和所述高速相机的分辨率的函数关系，
L＝β·P， (7)
其中，β为第二比例系数，P为相机分辨率。
可选地，所述误差消除方法还包括：
将所述公式(7)带入公式(2)，可得所述运动速度的分辨率如公式(8)所示，
其中，Re为所述运动速度对应的分辨率。
可选地，所述误差消除方法还包括：
将所述公式(6)和所述公式(7)带入公式(5)，可得所述高速相机速度的绝对误差如公式(9)所示，
其中，Ea为所述高速相机速度的绝对误差。
另一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有指令，所述指令用于被机器读取以使得所述机器执行如上任一所述的误差消除方法。
通过上述技术方案，本发明提供的变电站高压断路器分合闸速度检测的误差消除方法通过在高压断路器的动作触头上设置棋盘格，并构建棋盘格的世界坐标系以及像素坐标系，计算出高压断路器运动速度的分辨率以及最大量程，再根据该分辨率以及最大量程计算出高压断路器的速度误差，最后根据该速度误差计算出实际的分合闸的动作速度，即可实现对高压断路器动作速度的精确测量，可靠性更高，且更加方便。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是根据本发明的一个实施方式的变电站高压断路器分合闸速度检测的误差消除方法的流程图；
图2是根据本发明的一个实施方式的变电站高压断路器分合闸速度检测的误差消除方法中获取运动速度最大量程的流程图；
图3是根据本发明的一个实施方式的变电站高压断路器分合闸速度检测的误差消除方法中计算绝对误差的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
图1是根据本发明的一个实施方式的变电站高压断路器分合闸速度检测的误差消除方法的流程图。在图1中，该误差消除方法可以包括：
在步骤S10中，构建棋盘格的世界坐标系和像素坐标系。其中，在需要对高压断路器分合闸速度进行检测前，在高压断路器的动作触头上粘贴设置棋盘格，并将该棋盘格设置在高速相机的画面内部，根据该高速相机的画面构建棋盘格的世界坐标系以及像素坐标系。
在步骤S11中，获取高压断路器运动速度的分辨率和最大量程。其中，需要根据棋牌的像素大小以及棋盘格的宽度等参数，计算出高压断路器的运动速度的分辨率以及最大量程。
在步骤S12中，根据高压断路器运动速度的分辨率和最大量程计算高压断路器的速度误差。其中，在获取到高压断路器的运动速度的分辨率以及最大量程后，根据该值计算出高速相机在高压断路器分合闸过程中的测量误差。
在步骤S13中，根据速度误差获取高压断路器分合闸的动作速度。其中，根据测量出来的动作速度以及测量误差，即可获取高压断路器分合闸实际的值，更便于后续对高压断路器分合闸速度特性的诊断。
在步骤S10至步骤S13中，先在动作触头上安装棋盘格，并构建棋盘格的世界坐标系和像素坐标系。计算出高压断路器运动速度的分辨率和最大量程，并根据该值获取高压断路器的速度误差，根据该速度误差即可计算出高压断路器分合闸的实际动作速度，即可实现对高压断路器分合闸的速度特性的准确判断。
传统的高压断路器的分合闸速度检测是使用高速相机对高压断路器中动作触头上目标点的动作进行拍摄，以获得其轨迹以及速度特性。但是由于动作触头的动作很快，高速相机对目标点的识别存在像素上的误差，进而导致分合闸速度检测存在一定误差，影响对该高压断路器检修的判断。在本发明的该实施方式中，采用获取高压断路器的分合闸的速度误差的方式，能够实现对高压断路器动作速度的精确测量，可靠性更高，且更加方便。
在本发明的该实施方式中，为了获取高压断路器运动速度的分辨率和最大量程，还需要对棋盘格的像素以及宽度大小进行计算，具体地步骤可以如图2所示。具体地，在图2中，该误差消除方法可以包括：
在步骤S20中，根据公式(1)计算高压断路器在两帧之间的运动速度，
其中，V为高压断路器在两帧之间的运动速度，L为像素坐标系中棋盘格宽度上的像素数，S为两帧之间高压断路器行程的像素数，f为帧率，l为棋盘格的宽度大小。
在步骤S21中，根据公式(2)计算运动速度对应的分辨率，
其中，Re为运动速度对应的分辨率。
在步骤S22中，根据公式(3)计算运动速度的最大量程，
Vmax＝s·f， (3)
其中，Vmax为运动速度的最大量程，s为高压断路器的总行程。
在本发明的该实施方式中，为了计算出高压断路器的速度误差，还需要对高压断路器运动速度的分辨率和最大量程进行计算，具体地步骤可以如图3所示。具体地，在图3中，该误差消除方法可以包括：
在步骤S30中，根据公式(4)获取高速相机速度的误差传递公式，
其中，Δy为高速相机速度的误差传递值，Δxn为第n个像素和为第n-1个像素的x轴坐标差值，y＝f(x1,x2,…xn)。
在步骤S31中，根据公式(5)计算高速相机速度的绝对误差，
其中，Ea为高速相机速度的绝对误差，Δl为棋盘格的宽度误差值，ΔS为棋盘格的两帧之间高压断路器行程的像素数误差值，ΔL为棋盘格宽度上的像素数误差值。具体地，两帧之间高压断路器行程的像素数和帧率的函数关系可以根据公式(6)得出，
其中，α为第一比例系数。
像素坐标系中棋盘格宽度上的像素数和高速相机的分辨率的函数关系可以根据公式(7)得出，
L＝β·P， (7)
其中，β为第二比例系数，P为相机分辨率。
将公式(7)带入至公式(2)中，可得到运动速度的分辨率如公式(8)所示，
其中，Re为运动速度对应的分辨率。
在公式(6)和公式(7)带入公式(5)，可得高速相机速度的绝对误差如公式(9)所示，
其中，Ea为高速相机速度的绝对误差。具体地，速度误差主要和世界坐标系下的棋盘格宽度的测量误差、像素坐标系下的棋盘格像素宽度和断路器行程有关。由公式(9)可知提高相机的分辨率和帧率可提高测量的精度。一般断路器的行程为5～20cm，最大速度一般不超过10m/s，当l＝1mm，L＝10pixel，f＝1000FPS，V的最高分辨率：Re＝0.1m/s，V最大量程为：Vmax＝100m/s。
另一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有指令，指令用于被机器读取以使得机器执行如上任一的误差消除方法。
通过上述技术方案，本发明提供的变电站高压断路器分合闸速度检测的误差消除方法通过在高压断路器的动作触头上设置棋盘格，并构建棋盘格的世界坐标系以及像素坐标系，计算出高压断路器运动速度的分辨率以及最大量程，再根据该分辨率以及最大量程计算出高压断路器的速度误差，最后根据该速度误差计算出实际的分合闸的动作速度，即可实现对高压断路器动作速度的精确测量，可靠性更高，且更加方便。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (9)
1.一种变电站高压断路器分合闸速度检测的误差消除方法，其特征在于，包括：
构建棋盘格的世界坐标系和像素坐标系；
获取高压断路器运动速度的分辨率和最大量程；
根据所述高压断路器运动速度的分辨率和最大量程计算所述高压断路器的速度误差；
根据所述速度误差获取所述高压断路器分合闸的动作速度。
2.根据权利要求1所述的误差消除方法，其特征在于，获取高压断路器运动速度的分辨率和最大量程包括：
根据公式(1)计算所述高压断路器在两帧之间的运动速度，
其中，V为所述高压断路器在两帧之间的运动速度，L为像素坐标系中棋盘格宽度上的像素数，S为两帧之间高压断路器行程的像素数，f为帧率，l为所述棋盘格的宽度大小；
根据公式(2)计算所述运动速度对应的分辨率，
其中，Re为所述运动速度对应的分辨率。
3.根据权利要求2所述的误差消除方法，其特征在于，获取高压断路器运动速度的分辨率和最大量程还包括：
根据公式(3)计算所述运动速度的最大量程，
Vmax＝s·f， (3)
其中，Vmax为所述运动速度的最大量程，s为所述高压断路器的总行程。
4.根据权利要求1所述的误差消除方法，其特征在于，根据所述高压断路器运动速度的分辨率和最大量程计算所述高压断路器的速度误差包括：
根据公式(4)获取所述高速相机速度的误差传递公式，
其中，Δy为所述高速相机速度的误差传递值，Δxn为第n个像素和为第n-1个像素的x轴坐标差值，y＝f(x1,x2,…xn)；
根据公式(5)计算所述高速相机速度的绝对误差，
其中，Ea为所述高速相机速度的绝对误差，Δl为所述棋盘格的宽度误差值，ΔS为所述棋盘格的两帧之间高压断路器行程的像素数误差值，ΔL为所述棋盘格宽度上的像素数误差值。
5.根据权利要求4所述的误差消除方法，其特征在于，根据公式(5)计算所述高速相机速度的绝对误差包括：
根据公式(6)获取两帧之间高压断路器行程的像素数和所述帧率的函数关系，
其中，α为第一比例系数。
6.根据权利要求5所述的误差消除方法，其特征在于，根据公式(5)计算所述高速相机速度的绝对误差还包括：
根据公式(7)获取像素坐标系中棋盘格宽度上的像素数和所述高速相机的分辨率的函数关系，
L＝β·P， (7)
其中，β为第二比例系数，P为相机分辨率。
7.根据权利要求6所述的误差消除方法，其特征在于，所述误差消除方法还包括：
将所述公式(7)带入公式(2)，可得所述运动速度的分辨率如公式(8)所示，
其中，Re为所述运动速度对应的分辨率。
8.根据权利要求6所述的误差消除方法，其特征在于，所述误差消除方法还包括：
将所述公式(6)和所述公式(7)带入公式(5)，可得所述高速相机速度的绝对误差如公式(9)所示，
其中，Ea为所述高速相机速度的绝对误差。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有指令，所述指令用于被机器读取以使得所述机器执行如权利要求1至8任一所述的误差消除方法。
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