變電站智能巡檢機器人設計說明書

1、小凡”智能機器人設計說明書，、變電站人工巡檢現(xiàn)狀分析1、人工巡檢的內容、方式、周期和要求根據(jù)國家電網(wǎng)公司變電站管理規(guī)范、無人值守變電站管理規(guī)范（試行）、 安徽省電力公司變電設備管理維護標準 的意見和要求，目前，某供電公司集 控站巡視管理規(guī)定如下：1.1變電站設備巡視，分為正常巡視（含交接班巡視）、全面巡視、熄燈巡 視和特殊巡視，各類巡視應做好記錄。正常巡視（含交接班巡視）：除按照有關要求執(zhí)行外，有人值守變電站還應嚴格執(zhí) 行交接班設備巡視，必須在規(guī)定的周期和時間內完成。無人值班變電站：集控站 所轄站每日1次；其它集控站所轄站每2日1次。熄燈檢查： 應檢查設備有無電暈、放電、接頭有無過熱發(fā)紅現(xiàn)象。

2、有人值班變電站，無人值班變電站每周均應進行 1次。全面巡視（標準化作業(yè)巡視）：應對設備全面的外部檢查，對缺陷有無發(fā)展作出 鑒定，檢查設備的薄弱環(huán)節(jié)，檢查防誤閉鎖裝置，檢查接地網(wǎng)及引線是否好。無 人值班變電站每月進行2次，上半月和下半月各進行1次。特殊巡視： 應視具體情況而定。下列情況時應進行特殊巡視：大風前、后；雷 雨后；冰雪、冰雹、霧天；設備變動后；設備新投入運行后；設備經過檢修、改 造或長期停運后重新投入系統(tǒng)運行后； 設備異常情況；設備缺陷有發(fā)展時；法定 節(jié)假日、重要保電任務時段等。在法定節(jié)假日、重要保電任務時段，各無人值班 變電站每日至少巡視一次。1.2迎峰度夏期間除正常巡視外，增加設備

3、特巡和紅外測溫。無人值班變電 站每日巡視1次。紅外測溫分為正常紅外測溫、發(fā)熱點跟蹤測溫、特殊保電時期 紅外測溫三種。正常紅外測溫周期為各變電站每周不少于一次， 晚高峰時段進行。主要針對長期 大負荷的設備；設備負荷有明顯增大時；設備存在異常、發(fā)熱情況，需要進一步 分析鑒定；上級有明確要求時，如：特殊時段保電等。發(fā)熱點跟蹤測溫應根據(jù)檢測溫度、 負荷電流、環(huán)境溫度、氣候變化等進行發(fā)熱值 的比對，分析設備發(fā)熱點變化，確定發(fā)熱性質。其周期為有人值守變電站每日1 次，晚高峰時段進行。無人值班變電站每個巡視日1次或值班長視發(fā)熱情況每日 1次。特殊保電時期、迎峰度夏期間應進行全面測溫、重點測溫及發(fā)熱點跟蹤測溫

4、。 測溫記錄應記錄全面，主要應包含發(fā)熱設備運行編號、發(fā)熱部位具體描述、發(fā)熱 點溫度、該臺設備其它相相同部位溫度（或同類型設備相同部位溫度）、負荷電流大小、測溫時間、天氣狀況、環(huán)境溫度等信息。2、人工巡檢有效性分析變電站值班員進行人工巡檢，對運行設備進行感觀的簡單的定性判斷， 主要 通過看、觸、聽、嗅等感官去實現(xiàn)的。人工巡視對設備外部可見、可聽、可嗅的 缺陷能夠發(fā)現(xiàn)，例如：油位、油溫、壓力、滲漏油、外部損傷、銹蝕、冒煙、著 火、異味、異常聲音、二次設備指示信號異常等。人工巡檢受人員的生理、心理素質、責任心、外部工作環(huán)境、工作經驗、技 能技術水平的影響較大，存在漏巡，漏發(fā)現(xiàn)的可能性。且對于設備內部

5、的缺陷， 運行人員無專業(yè)儀器或者儀器精確度太低，通過簡單的巡視是不能發(fā)現(xiàn)的，比如 油氣試驗項目超標，設備特殊部位發(fā)熱、絕緣不合格等缺陷；還有一類缺陷只能 在操作的過程中才能發(fā)現(xiàn)，如機械卡澀、閘刀分合不到位、閘刀機構箱門損壞等。另一方面，由于無人值班變電站增多， 許多變電站的距離也較遠，在站內出 現(xiàn)事故或大風、大雪及雷雨后因集控站無法出車不能及時巡視時，造成集控站值 班員不能及時了解現(xiàn)場設備狀態(tài)， 及時發(fā)現(xiàn)隱患，危急電網(wǎng)的安全運行。特別是 無法及時了解出現(xiàn)問題的變電站情況，失去優(yōu)先安排處理的機會。巡視人員巡視設備時需要站在離設備較近的地方， 對巡視人員的人身安全也 有一定的威脅，特別是在異?，F(xiàn)象

6、查看、惡劣天氣特巡，事故原因查找時危險性 更大。綜上所述，無人值班變電站的人工巡檢存在及時性、可靠性差，花費人工較 多，存在較大的交通風險和巡視過程風險，巡視效率低下?！?、變電站設備巡檢機器人系統(tǒng)結構組成“小凡”攜帶紅外熱像儀，高清數(shù)字攝像機，聲音探測器三種電站設備檢測 裝置，以自主和遙控的方式代替人對室外高壓設備進行巡檢，以便及時發(fā)現(xiàn)電 力設備的內部熱缺陷及外部機械或電氣問題。例如異物，損傷，發(fā)熱，漏油等給運行人員提供診斷電力設備運行中的事故隱患和故障先兆的有關數(shù)據(jù)。該機器人系統(tǒng)的非接觸式移動檢測與變電站綜合主動化的接觸式監(jiān)控結合，可以真正形成全監(jiān)控方式，大大提高變電站設備運行的安全可靠性。

7、1、機器人系統(tǒng)的整體結構該機器人的整體結構主要包括基站，移動體控制系統(tǒng)以及由可見光圖像攝像 機，紅外圖像攝像機和聲音探測器 等組成的電站設備檢測系統(tǒng)三部分。移動體 是整個機器人系統(tǒng)的移動載體和信息采集控制載體， 主要包括移動車體，移動體 運動控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng)。對于移動體還需要進行有效的監(jiān)視、控制和管理，為 此建立了一個基站?；九c移動體之間通過無線網(wǎng)橋組成一個無線局域網(wǎng)?？梢姽鈭D像，紅外圖像通過視頻服務器的視頻流數(shù)據(jù)和移動體控制系統(tǒng)信息等數(shù)據(jù)匯 集到網(wǎng)絡集線器后，經無線網(wǎng)橋，網(wǎng)絡集線器一起通過電力系統(tǒng)內部網(wǎng)絡傳到運 行監(jiān)控終端，通過連接到電力系統(tǒng)局域網(wǎng)上的計算機可根據(jù)訪間權限實時測覽變 電站

8、設備的可見光和紅外視頻圖像， 機器人本身運行情況等相關信息，并且可以 控制機器人移動體的運動等檢測系統(tǒng)由紅外測溫儀和可見光攝像機等裝置組成， 均安裝在移動體即智能巡檢機器人上。該系統(tǒng)可以完成變電站設備外觀圖像和內 部溫度信息的米集和處理考慮到機器人的運行環(huán)境。 其中機器人米用三輪輪式移 動小車 前2輪為驅動輪，由1個電機分別驅動，差速轉向，后1輪為萬向輪。機器 人外形流暢，直線運動性與轉彎性能好。2、機器人控制系統(tǒng)機器人系統(tǒng)主要包括移動體運動控制子系統(tǒng)和工作子系統(tǒng)兩大部分，移動體 運動控制子系統(tǒng)硬件由PC104主板和PMAC-10運動控制卡和電機驅動器組成，主 要負責機器人在巡檢過程中的運動行

9、為的控制移動。3、變電站檢測系統(tǒng)本機器人系統(tǒng)為變電站設備非電氣信號的采集提供了一個移動載體平臺，在 這個平臺上可以搭建不同的檢測系統(tǒng)或裝置。目前在該平臺上搭建了遠程在線式 紅外熱像儀系統(tǒng)，可見光圖像采集處理系統(tǒng)，聲音采集處理系統(tǒng)。在無人值班變 電站一些通過電氣信號難以檢測的運行狀態(tài)， 例如變壓器漏油，絕緣氣體壓力變 化，火災和盜竊等可借助機器人所攜帶的圖像來檢測 ；變壓器開關及各種電氣接 頭內部發(fā)熱可以利用機器人攜帶的紅外熱像儀來檢測；變壓器等設備的聲音異常 可以利用聲音采集處理系統(tǒng)進行識別。3.1遠程紅外監(jiān)測與診斷系統(tǒng)本設計采取在線式紅外熱成像裝置。本系統(tǒng)包括紅外圖像采集裝置，紅外圖 像處理

10、模塊，圖像顯示，存儲，查詢和報表生成模塊。該診斷系統(tǒng)可根據(jù)預先設 定的設備溫度閾值，自動進行判斷，對超出報警值的設備在基站主控計算機上給 出聲音和文本報警；借助可見光圖像識別，能判斷一些關鍵設備的內部溫度梯度， 不但可以形成某一時刻變電站的一些關鍵設備的設備溫度曲線，也可以生成某一設備在一定歷史時間內的時間一溫度曲線。3.2遠程圖像監(jiān)測與診斷系統(tǒng)本系統(tǒng)在無人值守變電站先利用機器人基站系統(tǒng)對移動體發(fā)送來的可見光圖 像進行分析，只傳輸分析結果或待進一步確定的圖像。首先對采集的圖像進行預 處理，識別出被監(jiān)測的電力設備，通過將該圖像與上次采集的圖像進行差圖像分 析、累積圖像分析、相關分析、區(qū)域標識、紋

11、理描述和評判等處理。結合對應設 備的參數(shù)庫確定其是何設備。如有畸變發(fā)生則存儲結果，向上一級傳輸及發(fā)出告 警信號。不再傳輸?shù)恼D像可由調度員人工遠程調用。這就使信道的傳送效率大為提高，而且調度員也不必時刻注視監(jiān)視屏幕。 無人值守變電站中的電力設備 種類繁多，針對關鍵設備進行遠程圖像監(jiān)測和狀態(tài)診斷并與其他監(jiān)測系統(tǒng)相結合 使變電站運行的可靠性大為提高。3.3遠程聲音監(jiān)測與診斷系統(tǒng)噪聲檢測子系統(tǒng)是變電站巡檢機器人功能的一部分，主要是對變壓器的噪聲 進行采集和分析。通過機器人攜帶的聲音探測器進行噪聲數(shù)據(jù)采集，并將噪聲數(shù)據(jù)經過無線網(wǎng)傳回基站。本系統(tǒng)主要包括如下3個模塊1）噪聲采集傳輸模塊，其任務是在巡檢機器人上實時采集噪聲信號