学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

变电站智能巡检机器人关键技术研究

作　者: 宋晓明
导　师: 樊绍胜
学　校: 长沙理工大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 变电站巡检机器人红外测温不接触供电图像监控图像处理
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 57次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着电网的发展以及变电站电压等级的提高，变电站的站区面积不断扩大，运行环境变得更加复杂，这样使得变电站现场设备的巡视范围和工作量变大，通常釆用人工巡视和其他传统巡视方式，简单依赖于巡视人员的感官和经验，很难做到全面准确巡检，给设备和电网安全运行带来各种隐患。利用巡检机器人辅助人员对设备进行巡视，就能规避隐患，对设备进行可靠的巡检。本文基于湘潭九华220KV变电站的巡检机器人进行了相关研究，介绍了一种基于智能巡检机器人的变电站设备巡检的实用型系统。该系统可以携带红外热像仪、可见光电耦合元件(CCD)等传感器，方以自主或遥控式，辅助人工完成变电站高压变电设备的可见光及红外巡检作业。针对现有图像监控系统的不足和国内外电力设备易发热部位温度检测的缺陷，在智能图像监控系统中融入测温功能，利用红外摄像头对现场电力设备进行实时非精确的温度监控。使集控站工作人员在远程巡视的同时能够得到感兴趣的设备温度信息。本文主要介绍了巡检机器人系统的各种关键技术，其中包括了硬件系统和软件系统的功能及模块设计的介绍，并基于巡检机器人进行了红外测温故障预测的研究，介绍了机器人红外测温原理，分析了设备发热和设备故障之间的关系。并且探讨了图像处理与图像配准融合的几种方法，获得了更佳的图像视觉效果。探索利用非接触供电的方式对巡检小车进行供电，试图解决变电站内无电源难布线问题。并开发了软件界面进行实时监控，做到各被测点的温度实时显示和视频图像显示，从而实现对现场情况进行实时监控，将大大减少值班人员去现场的巡视次数，降低现场工作人员劳动强度，将为电力系统的安全运行提供更可靠的保障。通过实际检验，该设计的方案获得满意的效果。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-14
  1.1 本课题的研究背景与实际意义  10
  1.2 课题研究现状与发展趋势  10-12
    1.2.1 研究现状  10-12
    1.2.2 发展趋势  12
  1.3 本文研究的的主要内容  12-14
第二章巡检机器人系统介绍  14-25
  2.1 巡检机器人总体结构  14-15
  2.2 系统的硬件构成  15-18
    2.2.1 机械部分  15-16
    2.2.2 控制模块  16-18
  2.3 系统总体软件设计  18-21
  2.4 站内无线网络搭建及设备选取  21-24
    2.4.1 变电站特殊的网络环境以及对通信的不良影响  21-22
    2.4.2 针对变电站特殊网络环境的应对方案  22-23
    2.4.3 提高通信质量的方法  23-24
  2.5 本章小结  24-25
第三章红外测温原理及温度特征点分析  25-35
  3.1 红外测温原理概述  25-28
    3.1.1 红外辐射原理  25-26
    3.1.2 红外点测温原理  26-27
    3.1.3 红外热像仪的内部组成结构  27-28
  3.2 温度特征点选择的研究与分析  28-33
    3.2.1 电力设备故障和发热之间的关系  29-30
    3.2.2 设备过热缺陷的分类  30
    3.2.3 设备故障发热的诊断方法和判断依据  30-33
    3.2.4 温度特征点的选择  33
  3.3 影响红外热像测温结果的因素及相关对策  33-34
  3.4 本章小结  34-35
第四章图像处理与图像配准融合  35-50
  4.1 红外图像处理及 MATLAB 仿真  35-41
    4.1.1 空间域低通滤波  35-36
    4.1.2 频域低通滤波  36-37
    4.1.3 中值滤波  37
    4.1.4 邻域平均  37-38
    4.1.5 多帧平均  38-39
    4.1.6 小波变换处理  39-40
    4.1.7 图像处理的软件实现  40-41
  4.2 红外与可见光图像配准  41-43
    4.2.1 图像配准的步骤  42
    4.2.2 最大互信息的图像配准算法  42-43
    4.2.3 最大互信息配准的 MATLAB 仿真  43
  4.3 红外与可见光图像融合  43-49
    4.3.1 图像融合的分类  43-45
    4.3.2 基于金字塔分解的图像融合算法  45-46
    4.3.3 基于变尺度暂态混沌神经网络的图像融合方法  46-48
    4.3.4 红外与可见光图像融合的 MATLAB 仿真  48-49
  4.4 本章小结  49-50
第五章非接触充电技术探究  50-62
  5.1 非接触供电系统特性研究  50-51
  5.2 非接触供电实验系统的总体结构  51-59
    5.2.1 实验系统的组成概述  51-52
    5.2.2 整流滤波电路  52
    5.2.3 高频逆变电路  52-55
    5.2.4 谐振补偿  55-56
    5.2.5 分离变压器  56-59
  5.3 实验仿真及实验结果分析  59-61
    5.3.1 线圈设计仿真  59
    5.3.2 实验结果分析  59-61
  5.4 本章小结  61-62
总结与展望  62-64
参考文献  64-69
致谢  69-70
攻读学位期间发表的学术论文及参加的科研项目  70

变电站智能巡检机器人关键技术研究

内容摘要

全文目录

相似论文