基于光电和无线传输技术的SF6断路器在线监测系统

发布时间：2017-10-21 20:17

  本文关键词：基于光电和无线传输技术的SF6断路器在线监测系统

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【摘要】：变电站设备状态监测及状态检修是智能变电站的一个重要的组成部分,传统监测方法是采用预防性试验、定期停电进行检查的“计划检修”,这样不仅会影响生产,而且存在试验周期较长、费用相对较高、无法发现突发性的设备故障、无法实时监控设备故障发展趋势等一系列缺点。在变电站的开关柜中,指针式仪表由于结构简单,直观性好,抗电磁干扰性强被广泛运用。针对SF6压力表的表盘用绿色代表安全、黄色代表临界危险、红色代表危险的共性,本文通过摄像头定时采集图像,利用中值滤波、骨骼化、最小二乘法、二值化等图像处理技术,经过三个步骤:圆心位置的判断、颜色区域的角度范围的判断、判断压力表的状态和强度值,得到压力表的状态和强度。图像处理结果通过Zig Bee无线网络发送给控制室内的PC机,在Lab VIEW中呈现出来,可以直观的观察到各个压力表的状态和强度值,并可以刷新指定压力表的状态。系统的前端模块分为:监测终端模块、无线中介点模块、无线接收模块。监测终端模块包含摄像头模块、用来遮挡光线的电机模块、用于图像处理的STM32模块和用于无线发送的Zig Bee模块,其内烧录Zig Bee终端程序;无线中介点采用Zig Bee模块,分为两类分别烧录RN+节点和RN-节点的程序;无线接收模块采用Zig Bee模块,内烧录协调器的程序,供PC机接收和发送指令。系统的后台设计基于Lab VIEW软件开发平台,包括数据采集、数据分析、压力表状态显示、数据文本记录、数据曲线显示几部分,将各个压力表的状态生动地展示在人们的面前。最后在实验室内对Zig Bee无线网络的节点距离进行了测试,得出可靠的传输距离,验证了基于光电和无线传输技术的SF6断路器在线监测系统的可行性。
【关键词】：图像处理 在线监测 Zig Bee Lab VIEW
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM561.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-12
• 1.1 课题背景及意义9
• 1.2 SF6压力表检测的国内外现状9-11
• 1.3 本文主要研究内容11-12
• 第2章 SF6压力表在线监测系统方案12-18
• 2.1 系统的必要性12-13
• 2.2 系统总体结构设计13-14
• 2.3 系统的目标功能14
• 2.4 摄像头的选择14-15
• 2.5 无线网络的选择15-17
• 2.6 本章小结17-18
• 第3章 指针式仪表图像处理算法18-28
• 3.1 SF6压力表状态介绍18-19
• 3.2 图像处理算法原理19-20
• 3.2.1 中值滤波19
• 3.2.2 骨骼化19
• 3.2.3 最小二乘法19-20
• 3.2.4 阈值-二值化20
• 3.3 图像处理20-26
• 3.3.1 摄像头参数配置21
• 3.3.2 圆心的判断21-22
• 3.3.3 颜色区域的判断22-25
• 3.3.4 判断压力表指针所指向的颜色25-26
• 3.4 本章小结26-28
• 第4章 系统前端各模块的设计28-52
• 4.1 ZigBee网络协议及路由算法28-38
• 4.1.1 ZigBee协议框架28-30
• 4.1.2 拓扑结构和组网概述30-31
• 4.1.3 路由算法31-34
• 4.1.4 ZigBee提高自身抗干扰性能技术介绍34-35
• 4.1.5 混和路由算法35-37
• 4.1.6 通信协议编写37-38
• 4.2 检测终端模块38-44
• 4.2.1 摄像头模块38
• 4.2.2 步进电机模块38-39
• 4.2.3 图像处理模块39-40
• 4.2.4 电源模块40-41
• 4.2.5 ZigBee监测终端模块41-43
• 4.2.6 ZigBee终端节点的流程图43-44
• 4.3 无线通信中介点44-45
• 4.4 无线接收模块45-49
• 4.5 实验测试49-50
• 4.6 本章小结50-52
• 第5章 后台系统设计52-57
• 5.1 LabVIEW介绍52
• 5.2 LabVIEW特点52-53
• 5.3 操作界面53-56
• 5.4 本章小结56-57
• 第6章 结论与展望57-58
• 参考文献58-60
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果60-61
• 致谢61

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