智能巡檢機器人在變電站的應用分析

1、 智能巡檢機器人在變電站的應用分析 摘要：電力系統(tǒng)是一個集多學科技術應用的綜合性系統(tǒng)，在當前電網規(guī)模不斷擴大的背景下，電網的運營和維護成為了電網管理中必須重點考慮的問題。巡檢是電網運維工作中十分重要的一環(huán)，而傳統(tǒng)的以人工為主的變電站巡檢模式不僅耗費人力物力，而且安全性也難以得到保證，顯然已經不能再適應當前的電網發(fā)展需求。為此，各種高新技術紛紛被引進到電網的管理中，其中智能巡檢機器人就是最具代表性的應用之一。關鍵詞：智能巡檢機器人；變電站；應用1變電站智能巡檢的需求分析我國在變電站的巡檢中采用了以人工巡檢為主的模式，這種依賴于人的巡檢方式雖然可以充分利用人的主觀判斷能力，但也存在著明顯的不足。例

2、如體力消耗過大、巡檢過程中人身安全難以保證、設備運行狀態(tài)難以準確判斷、夜間無法巡檢、人為誤差顯著等等。這一系列的問題，使得變電站的管理領域對智能化巡檢提出了強烈的需求。變電站智能巡檢機器人系統(tǒng)為網絡分布式架構，如圖1 所示。整體分為三層：集控層、基站層和終端層。其中，集控層包括遠程監(jiān)控后臺和電力專網，基站層包括本地監(jiān)控后臺和通信網絡，終端層包括機器人主體、充電房等。圖1 變電站智能巡檢機器人系統(tǒng)網絡架構2變電站智能巡檢機器人的優(yōu)勢2.1巡視頻次有保障智能巡檢機器人巡視設備少受天氣、人員等因素制約，可按固定周期和路線，對預定的巡視點進行可見光和紅外檢測，確保巡視點每次都能按時巡視到位。2.2巡視

3、質量高智能巡檢機器人可以對巡視點的儀表讀數進行可見光拍照并識別，對越限的讀數自動報警；對設備外觀進行可見光拍照并遠傳至有人值守場所；對瓷瓶破裂放電閃絡、滲漏油等進行性缺陷實現遠方人工識別定位；對設備易發(fā)熱部位進行紅外檢測，并自動判別溫度超限和報警。2.3實現對個別部位的不間斷巡視如果設備出現嚴重缺陷，就可以讓智能巡檢機器人不間斷地對缺陷部位進行監(jiān)控，一旦缺陷繼續(xù)發(fā)展就立即報警，提醒運維人員進行處置，人工巡視就很難做到這一點。2.4可以在不適宜人員巡視的場所進行巡視因滅弧后sf6氣體含有劇毒物質，不適宜人員進入，此時就可以讓智能巡檢機器人進入故障區(qū)域拍照上傳，讓有關人員掌握現場情況，并采取相應的

4、措施進行處置。2變電站設備智能巡檢機器人功能分析2.1巡檢功能智能巡檢機器人實現對變電站戶外設備的任意設定時間的定時巡檢，并能夠完成遙控巡檢、定點巡檢、臨時巡檢等操作。2.2檢測功能智能巡檢機器人配置有拾音器、紅外熱成像儀、可見光攝像儀等設備，能夠從監(jiān)控后臺采集獲取聲音和視頻，減少或消除視頻監(jiān)控盲點，較好地提高智能巡檢機器人的作業(yè)效率。2.3紅外測溫功能智能巡檢機器人能夠利用車載紅外熱成像儀設備，測量變電站中所有設備的接頭溫度，并進行故障報警和信息回饋，防止變電站內設備出現過載過熱的現象。2.4機器視覺識別功能智能巡檢機器人能夠識別變電站戶外設備儀表的數據，并采集戶外設備的圖像信息，如：sf6

5、氣體壓力值、開關分合位置等，并進行故障識別、存儲和上傳。2.5噪聲識別功能要基于fft原理提取噪聲特征，從時域和頻域不同維度采集和分析相關數據，包括電容器、變壓器的運行噪聲數據，判定設備的運行正常狀態(tài)，并進行故障信號預警和發(fā)送。2.6微氣候大數據采集功能智能巡檢機器人可以實時在線采集變電站的降水、風速、溫濕度等數據，并實現數據分析和報表生成。2.7機器人自檢功能智能巡檢機器人利用其獨立齊備的自檢系統(tǒng)，進行變電站電源、電機驅動狀態(tài)、通信狀態(tài)進行實時自檢，并對故障信息進行就地指示和上傳。2.8集群調配使用功能智能巡檢機器人可以在多座變電站中可調配使用，完成相應的巡檢務。3智能巡檢機器人在變電站的應

6、用3.1系統(tǒng)功能智能巡檢機器人作為一個智能化電子系統(tǒng)，可以根據設計者的意愿和實際需求進行功能模塊的集成，具有很大的靈活性。但從當前的應用來年看，智能巡檢機器人在變電站中應用最多的功能主要包括路徑規(guī)劃、故障檢測、定位導航、遠程控制等等。當系統(tǒng)向現場巡檢機器人下發(fā)任務指令后，機器人需要通過內部算法模塊自動進行最優(yōu)路徑的規(guī)劃，一般需要經過路徑搜索、路徑篩選和路徑模擬實驗等步驟，并經過人為的修正后，方可確定實際的巡檢路徑。故障檢測則主要依賴于紅外成像系統(tǒng)的溫度檢測功能，機器人通過紅外測溫實時分析各設備的溫度分布情況，并對過熱的地方進行拍照，同時采集設備發(fā)出的故障聲音，然后根據預設的條件進行故障分析和定

7、位。定位導航是機器人按照規(guī)劃路徑行進的必要前提，變電站一般采用無軌導航，因此機器人內部實際上是導入了一個gis地圖，也可以自帶gps定位終端，使其可以自主完成定位、前進、拐彎、避障等功能。遠程控制是當前變電站巡檢機器人必不可少的功能，一方面，當機器人本身出現故障或出現突發(fā)情況時，需要由人對其進行遠程操控，防止事故發(fā)生。另一方面，對于一些較復雜的巡檢或維修工作，單靠算法是不現實的，可由技術人員遠程協(xié)助完成。3.2工作流程變電站巡檢機器人在整個工作過程中，主要依賴于監(jiān)控中心、管理中心、通信系統(tǒng)、機器人等四個環(huán)節(jié)的相互協(xié)調。首先，由技術人員在監(jiān)控中心的系統(tǒng)界面上編輯好需要執(zhí)行的巡檢任務，然后將巡檢任

8、務轉換為機器指令，通過通信系統(tǒng)的發(fā)送端將指令發(fā)送到機器人的主控芯片上，機器人在接收到指令后，會調用相應的算法模塊進行路徑規(guī)劃，該路徑會先反饋回監(jiān)控中心，由監(jiān)控中心的技術人員根據實際情況進行修正并確認后，再次發(fā)送回機器人終端，機器人會根據確認后的路徑開始巡檢。其次，機器人在巡檢過程中會根據任務指令分別完成每一個子任務，并將結果記錄實時反饋給遠程監(jiān)控中心，機器人前方攝像頭的畫面也會同步傳輸到監(jiān)控中心，實現巡檢過程的可視化。接著，機器人巡檢中產生的數據會通過監(jiān)控中心的大屏幕顯示出來，通過gis系統(tǒng)的應用，技術人員可以直觀地了解每一個設備的運行狀態(tài)。最后，機器人完成巡檢任務后，會進行一個綜合評估，評估

9、結果返回給監(jiān)控中心，完成巡檢任務。到此，一個完整的機器人智能巡檢過程就完成了。監(jiān)控中心則需要通過大數據平臺進行數據的統(tǒng)計分析，在現有數據基礎上預測變電站各設備的未來運行狀態(tài)趨勢，為變電站的管理提供決策依據。結語綜上所述，智能巡檢機器人在變電站設備巡視中的設計和應用不斷深入，要全面認識和分析智能巡檢機器人在變電站戶外設備巡檢中的功能，從終端層、通訊層、基站層等不同層級進行設計和分析，實現戶外設備智能巡檢機器人的全方位、全覆蓋、全識別設備檢測。后續(xù)還要進一步深入研究能夠自主進入開關室、保護室進行室內設備巡檢的智能巡檢機器人，加強智能巡檢的覆蓋面和巡檢實效，實現對變電站全站設備的全方位巡視和管控。參考文獻1陳