專利名稱：電力系統(tǒng)自動化的視覺信息辨識監(jiān)控方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)自動化的視覺信息辨識監(jiān)控方法，特別適用于對電力系統(tǒng)內的斷路器、隔離開關、繼電保護壓板、煤粉倉等各部分作直接或間接的采集監(jiān)控視覺信息，達到實時自動報警或控制。
目前在電力系統(tǒng)的工業(yè)生產過程從監(jiān)測、控制及自動化已形成一個相對獨立的系統(tǒng)，自動化系統(tǒng)包括傳感信息的采集、信息傳輸、計算機處理、顯示報警及控制。電力系統(tǒng)中電氣量的傳感，由電流或電壓互感器變換成模擬量，或是利用溫度及壓力傳感器，而對于電網中的斷路器(開關)和刀閘位置信號則是利用機械傳動的輔助接點構成開關量，亦即利用“0”或“1”狀態(tài)來判別“接通”或“斷開”位置，因此在電力系統(tǒng)的傳感器大都屬于接觸式的，其主要缺點是1.需要在被測、被控設備上裝設輔助器件，如接點等，因此其可靠性差。
2.當接點的數(shù)量要求多時，還需裝設輔助繼電器，使可靠性下降。
3.需要安裝大量的傳輸電纜，使用不方便。
4.電網中的許多部位控制不能安裝接觸式傳感器作自動控制，給電力系統(tǒng)自動報警或控制造成困難。具體表現(xiàn)如下在發(fā)電廠和大型變電站中，3/2開關結線和復雜電網的樞紐廠(站)有大量的繼電保護壓板，多達上千個，這些壓板的開斷位置是隨變電站和電網運行方式的變化而改變。一次運行方式改變有時涉及到上百個壓板改變。規(guī)定操作人員應掌握并保證壓板位置改變的正確性。由于操作人員難以熟記而造成保護誤動作和事故時有發(fā)生。目前也想用引出接點或引線等辦法但均無法實現(xiàn)自動監(jiān)測。
發(fā)電廠的煤粉倉內煤位的測量目前大多是用人工升降浮子來測量監(jiān)視其煤粉位以保證電廠的連續(xù)發(fā)電，這種方法工人勞動強度大，需不定期手動操作，同時測量結果誤差大，不能連續(xù)觀測。國外也利用超聲波傳感器測量煤粉倉內煤位，但是價格昂貴，很難推廣。
電力系統(tǒng)中的模擬操作盤、系統(tǒng)控制屏、斷路器柜、隔離開關柜等設備，在電網操作運行中大都通過對斷路器、隔離開關、接地刀等進行機械聯(lián)鎖或電氣聯(lián)鎖的“接觸式”傳感方式來防止電氣誤操作事故，而現(xiàn)行的機械聯(lián)鎖、電氣聯(lián)鎖等裝置可靠性差，機械部分易出現(xiàn)生銹、卡澀等現(xiàn)象，容易出現(xiàn)誤操作事故，同時操作人員增加了勞動強度并工作不方便。
本發(fā)明的目的在于避免上述背景技術中的不足之處而提供一種電力系統(tǒng)中非接觸式傳感器實現(xiàn)電網操作運行、監(jiān)控、報警的視覺信息辨識方法，同時本發(fā)明還具有圖像視覺傳感器的大面積、多自由度、可移動和可遙測等特點，能對許多不宜直接接觸、危險場所、或隱蔽等處電力操作裝置進行自動監(jiān)控或報警。并本發(fā)明還具有制作簡單，操作簡便，成本低廉，性能可靠，便于在多種場合推廣應用等特點。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的利用CCD攝像機1、電纜2、視頻放大器3、高速圖像數(shù)字采集卡4、計算機5、打印機6、報警裝置7構成的視覺信息辨識監(jiān)控系統(tǒng)進行操作，操作方法步驟如下①CCD攝像機1直接監(jiān)控采集構成電力系統(tǒng)自動化的斷路器柜9、隔離開關柜10、系統(tǒng)控制屏11、系統(tǒng)模擬盤12、煤粉倉13、輸煤帶14、煤場15等各部分視覺信息。
②在計算機5內事先存入系統(tǒng)各部分的正常工作或極限狀態(tài)的基準視覺信息。
③將系統(tǒng)各部分采集的實時監(jiān)控視覺信息輸入計算機5與事先存入計算機5中的系統(tǒng)各部分的正常工作或極限狀態(tài)的基準視覺信息進行的比較辨別，將結果輸入至打印機6、報警裝置7、或作為控制信號8輸出以對系統(tǒng)各部分進行實時監(jiān)控。
本發(fā)明方法還可以通過以下措施達到本發(fā)明進行操作的CCD攝像機1所監(jiān)控采集的系統(tǒng)各部分的視覺信息可以是被監(jiān)控對象的間接視覺信息。
本發(fā)明進行操作的CCD攝像機1監(jiān)控采集煤粉倉13內的儲煤量的視覺信息通過煤粉倉13外的光源18照射煤粉倉13內的光柱21，利用光柱21隨煤粉倉13內煤粉位高低成相關變化的視覺信息作為輸入計算機5的視覺信息，與計算機5內事先存入的煤粉倉13內儲煤量基準圖像視覺信息比較判別，計算機5直接以數(shù)字形式顯示煤粉位高低并由打印機6打印輸出，同時把比較判別結果輸入報警裝置7作自動報警及控制。
本發(fā)明相比背景技術有如下優(yōu)點1.本發(fā)明采用CCD攝像機的視覺圖像信息對電力系統(tǒng)的多種場合進行監(jiān)控、報警，因此具有對被監(jiān)測目標進行直接或間接的采集監(jiān)控視覺信息，而且具有大面積，多自由度，可移動和可遙測等特點進行監(jiān)控報警。
2.本發(fā)明屬于非接觸式傳感器采集被監(jiān)測的信息，因此它能實現(xiàn)許多不宜直接接觸、危險場合、或隱蔽等場合進行監(jiān)控，避免了現(xiàn)行裝置輔助接點不良和大量電纜線等弊病。
3.本發(fā)明制作簡單，操作簡便，成本低廉，性能可靠，便于推廣應用。不受任何環(huán)境影響，能進行全天候的工作。
以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。


圖1是本發(fā)明系統(tǒng)構成的原理方塊圖。
圖2是本發(fā)明CCD攝象機1監(jiān)控配置示意圖。
圖3是本發(fā)明監(jiān)控采集煤粉倉13內的儲煤量視覺信息示意圖。
圖4-a是本發(fā)明監(jiān)控采集斷路器柜9中斷路器19合分視覺信息示意圖。
圖4-b是本發(fā)明監(jiān)控采集隔離開關柜10中隔離開關20合分視覺信息示意圖。
圖5是本發(fā)明監(jiān)控采集系統(tǒng)控制屏11、模擬盤12中繼電保護壓板工作狀態(tài)視覺信息示意圖。
圖6是本發(fā)明計算機5視覺信息辨識流程圖。
參照圖1至圖6，本發(fā)明是利用CCD攝像機1、電纜2、視頻放大器3、高速圖像數(shù)字采集卡4、計算機5、打印機6、報警裝置7構成的視覺信息辨識監(jiān)控系統(tǒng)進行操作。其中CCD攝像機1對被監(jiān)測目標進行直接或間接的采集監(jiān)控視覺信息，這種視覺信息屬于非接觸式傳感器采集的被監(jiān)測目標的圖像信息。因此CCD攝像機1采集的視覺圖象信息范圍廣，面積大，多自由度，可以在任何位置角度采集視覺信息。同時采集視覺信息CCD攝像機1可以移動或可遙測進行操作。本發(fā)明系統(tǒng)工作時CCD攝像機1安裝在被測目標的附近，采集被測目標的視覺圖像信息，然后被測目標的視覺圖像信息通過長電纜2傳輸?shù)揭曨l放大器3，視頻放大器3把輸入的視覺圖像信息進行放大后輸入高速圖像數(shù)字采集卡4，一般視頻放大器3在遠距離傳輸時應用，近距離傳輸可以不用。高速圖像數(shù)字采集卡4把輸入的模擬視覺圖像信息轉換成數(shù)字視覺圖像信息后輸入計算機5進行實時處理，計算機5把處理結果輸入至打印機6實時打印輸出結果，并輸出報警信號至報警裝置7進行對監(jiān)控結果報警。還輸出實時控制信號8輸入被監(jiān)測目標進行自動保護控制。實施例CCD攝像機1采用德國進口的CCV-931型CCD攝像機制作。電纜2采用市售普通的視頻電纜制作。視頻放大器3采用臺灣進口的CN-4401型視頻放大器制作。高速圖像數(shù)字采集卡4采用市售的V512B型A/D模塊轉換器制作。計算機5采用市售PC-486/66型微機制作。打印機6采用市售LBP-KT型激光打印機制作。報警裝置7采用聲音報警器制作。安裝時CCD攝像機1均安裝在被測任何目標的附近、任何位置上進行監(jiān)測，視頻放大器3一般安裝在CCD攝像機1與計算機5的傳輸之間，高速圖像數(shù)字采集卡4安裝在計算機5內，打印機6安裝在計算機5附近室內，報警裝置7一般安裝在操作人員值班工作現(xiàn)場。
本發(fā)明其系統(tǒng)操作方法步驟如下①CCD攝像機1直接監(jiān)控采集構成電力系統(tǒng)自動化的斷路器柜9、隔離開關柜10、系統(tǒng)控制屏11、模擬盤12、煤粉倉13、輸煤帶14、煤場15等各部分視覺信息，如圖2所示。
②在計算機5內事先存入系統(tǒng)各部分的正常工作或極限狀態(tài)的基準視覺信息。
③將系統(tǒng)各部分采集的實時監(jiān)控視覺信息輸入計算機5與事先存入計算機5中的系統(tǒng)各部分的正常工作或極限狀態(tài)的基準視覺信息進行比較辨別，將結果輸入至打印機6、報警裝置7、或作為控制信號8輸出以對系統(tǒng)各部分進行實時監(jiān)控。
實施例對監(jiān)控采集斷路器柜9、隔離開關柜10中的斷路器19、隔離開關20合、分視覺信息方法如圖4所示，CCD攝像機1對斷路器柜9、隔離開關柜10中的所有斷路器19、隔離開關20進行實時攝錄圖像視覺信息。然后輸入計算機5中，與計算機5事先存入的當時運行方式斷路器19、隔離開關20合、分的基準圖像視覺信息進行比較，如不相符則報警裝置7發(fā)出報警信號。
實施例對監(jiān)控采集系統(tǒng)控制屏11、系統(tǒng)摸擬盤12中繼電保護壓板22或斷路器23工作狀態(tài)視覺信息方法如圖5或圖2中所示。檢查所有繼電保護壓板22或斷路器23的位置是否符合當時的運行方式，首先CCD攝像機1對控制屏11、摸擬盤12中所有繼電保護壓板22或斷路器23進行實時攝錄圖像視覺信息，然后輸入計算機5中，與計算機5事先存入的當時運行方式所有的繼電保護壓板22或斷路器23基準位置圖像視覺信息進行比較，如不相符或違反正確操作程序則報警裝置7發(fā)出報警信號。
實施例對監(jiān)控采集輸煤帶14工作狀態(tài)視覺信息方法如圖2所示。檢查發(fā)電廠輸煤帶14的皮帶工作狀態(tài)是否偏移或輸送的煤24是否有堆積，首先CCD攝像機1對輸煤帶14及輸送的煤24進行實時攝錄圖像視覺信息。然后送入計算機5中，與計算機5中事先存入的當時運行方式的輸煤帶14及輸送煤24堆積運行狀況的基準工作狀況進行比較，如不相符則報警裝置7發(fā)出報警信號。
實施例對發(fā)電廠煤場管理監(jiān)控采集發(fā)電廠煤場1 5的任意形狀的煤堆25的煤量視覺信息方法如圖2所示。目前對于發(fā)電廠煤場15的堆煤量25都靠整理煤場人員用丈量的方法計算，其勞動強度大而且測量結果也不精確。本發(fā)明利用CCD攝像機對發(fā)電廠任意形狀的煤堆25進行實時攝錄長、寬、高位置的大小圖像信息，然后送入計算機5中，與計算機5庫存中事先存入的基準圖像視覺信息進行處理計算，將計算結果可直接送打印機6將堆煤量的實時測量結果打印輸出。
以上電力系統(tǒng)各部分自動化的視覺信息辨識監(jiān)控方法均屬對被監(jiān)控對象采集直接視覺信息。本發(fā)明CCD攝像機1所監(jiān)控采集的系統(tǒng)各部分的視覺信息可以是被監(jiān)控對象的間接視覺信息。實施例在電力系統(tǒng)中某變電站要判斷遠方輸送來的線路是否停電或有電，則在電網上連接一個電磁鐵轉換裝置，當有電時吸動其裝置的鐵片，當無電時裝置的鐵片釋放，CCD攝像機1只要監(jiān)控采集電磁鐵轉換裝置的鐵片位置是否改變的圖像視覺信息輸入計算機5，與計算機5中事先存入的電磁鐵轉換裝置鐵片位置基準圖像視覺信息進行比較，將比較結果輸出控制信號8輸出告示。就能自動的利用本發(fā)明方法間接的辨識遠方電網是否停電或有電。
實施例圖3所示是本發(fā)明用CCD攝像機1監(jiān)控采集煤粉倉13內的儲煤量的視覺信息通過煤粉倉13外的光源18照射煤粉倉13內的光柱21，利用光柱21隨煤粉倉13內煤粉位高低成相關變化的視覺信息輸入計算機5，與計算機5內事先存入的煤粉倉13內儲煤量基準圖像視覺信息比較判別，計算機5直接以數(shù)字形式顯示煤位高低并由打印機6打印輸出，同時把比較判別結果輸入報警裝置7作自動報警及控制。同樣這種方法CCD攝像機1所監(jiān)控采集的被監(jiān)控對象的圖像視覺信息是采用測量光柱21高度變化的間接視覺信息來判別煤粉倉13內的煤位高低變化。
本發(fā)明計算機5中事先存入的系統(tǒng)各部分的正常工作或極限狀態(tài)的基準視覺信息均為計算機5進行辨識的軟件程序，由計算機5的基準圖像視覺信息軟件程序完成對被測對象圖像視覺信息的大小、通斷、有無等狀態(tài)的識別，達到電力系統(tǒng)自動化的報警和監(jiān)控。本發(fā)明中計算機5的辨識運行按圖6給出的流程圖進行具體程序設計。本發(fā)明方法也可擴展應用于鐵路調度等其它領域進行視覺信息辨識監(jiān)控。
權利要求
1.一種電力系統(tǒng)自動化的視覺信息辨識監(jiān)控方法，它利用CCD攝像機(1)、電纜(2)、視頻放大器(3)、高速圖像數(shù)字采集卡(4)、計算機(5)、打印機(6)、報警裝置(7)構成的視覺信息辨識監(jiān)控系統(tǒng)進行操作，其特征在于①CCD攝像機(1)直接監(jiān)控采集構成電力系統(tǒng)自動化的斷路器柜(9)、隔離開關柜(10)、系統(tǒng)控制屏(11)、系統(tǒng)模擬盤(12)、煤粉倉(13)、輸煤帶(14)、煤場(15)等各部分視覺信息；②在計算機(5)內事先存入系統(tǒng)各部分的正常工作或極限狀態(tài)的基準視覺信息；③將系統(tǒng)各部分采集的實時監(jiān)控視覺信息輸入計算機(5)與事先存入計算機(5)中的系統(tǒng)各部分的正常工作或極限狀態(tài)的基準視覺信息進行比較辨別，將結果輸入至打印機(6)、報警裝置(7)、或作為控制信號(8)輸出以對系統(tǒng)各部分進行實時監(jiān)控。
2.根據(jù)權利要求1所述的電力系統(tǒng)自動化的視覺信息辨識監(jiān)控方法，其特征在于CCD攝像機(1)所監(jiān)控采集的系統(tǒng)各部分的視覺信息可以是被監(jiān)控對象的間接視覺信息。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的電力系統(tǒng)自動化的視覺信息辨識監(jiān)控方法，其特征在于CCD攝像機(1)監(jiān)控采集煤粉倉(13)內的儲煤量的視覺信息通過煤粉倉(13)外的光源(18)照射煤粉倉(13)內的光柱(21)，利用光柱(21)隨煤粉倉(13)內煤粉位高低成相關變化的視覺信息作為輸入計算機(5)的視覺信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電力系統(tǒng)自動化的視覺信息辨識監(jiān)控方法，它利用CCD攝像機、視頻放大器、高速圖像數(shù)字采集卡、計算機、打印機、報警裝置等構成辨識系統(tǒng)，對電力系統(tǒng)的斷路器、隔離開關、繼電保護壓板、煤粉倉等各部分采集實時視覺信息與計算機5中基準圖像視覺信息比較后輸出監(jiān)控信號。本發(fā)明能對不宜接觸、危險隱蔽等的場合進行大范圍、多自由度、可移動的監(jiān)控報警。它操作簡便、性能可靠、應用范圍廣。
文檔編號H02B15/00GK1141525SQ95108290
公開日1997年1月29日 申請日期1995年7月26日 優(yōu)先權日1995年7月26日
發(fā)明者張次衡 申請人:張次衡