变电站智能巡检机器人的可靠运用张兴

变电站智能巡检机器人的可靠运用张兴

张兴焦稳任雅棣

（国网苍南县供电公司浙江温州325802）

摘要：加强智能机器人的验收管理、使用管理、维护管理、存储运输管理及检验管理，规范变电运维班组智能巡检机器人集中管理与应用，提高了变电站智能巡检机器人的运用可靠性，确保了变电站设备巡视质量。

关键词：智能巡检机器人；自主巡视和监控；优化模式

引言

对变电站电气设备进行定期巡视，迅速获得变电设备的状态信息并及时发现变电设备的缺陷和隐患，是保障变电站的安全稳定运行的关键。当今智能电网的建设推进了变电站无人化的发展进程，利用变电站自动巡检机器人取代人工对变电设备状态进行检测是一种便捷、可靠和经济的技术手段。本文对变电站自动巡检机器人的结构系统、无线充电系统以及工作流程作了简要介绍，最后将自主式移动机器人巡检与传统人工巡检作了对比。

1基站系统

变电站自动巡检机器人采用了分层控制系统，主要分为基站系统和机器人移动体系统两个部分。基站系统一般位于变电站主控室的计算机上，负责对变电设备的监控以及对机器人本体的控制。基站系统包括基站计算机、网络集线器、无线网桥、打印机等硬件设备，它基于PC、Windows操作系统并采用了C#面向对象编程语言开发设计，提供了良好的人机交互界面。基站系统功能主要体现在两个方面，一是接收运行操作人员的各种操作指令，再将这些指令发送到机器人移动体系统，对移动体的动作、运动等进行控制。二是接收机器人移动体传递的各种检测信息及其运行状态信息，并对其进行数据处理和分析，从而可以迅速有效地获得变电设备监控信息和机器人移动体的运行状态。基站系统主要由以下几个模块组成:巡检任务管理模块、配置模块、机器人本体控制模块、视频检测模块、图像检测模块、报警输出模块、数据存储模块、数据查询模块、机器人运行状态显示模块和电子地图模块等。

2移动体系统

变电站自动巡检机器人移动体系统承载了变电设备检测功能，主要包括机器人动作控制子系统和机器人工作子系统两个部分，其总体结构机器人移动体系统结构巡检机器人动作控制子系统的硬件主要由PC104主板、运动控制卡和电机驱动器组成，主要用于机器人的移动站导航定位、电动机驱动控制、运动控制、云台动作控制等。巡检机器人工作子系统由红外热像仪、可见光摄像机、图像/视频服务器、电源监测系统、无线通信设备等装置组成，主要负责设备红外信息采集、可见光图像采集、视频信息采集、状态信息上传、能源管理和网络通信等功能。

3变电站智能巡检机器人可靠运用的主要做法

狠抓变电站智能巡检机器人调试及验收管控环节：

指派专人全过程参与前期调试工作，确保机器人本体、监控后台、远程集控系统等技术指标合格率达到100%，施工质量合格率达到100%，设备设施覆盖率应达到100%，识别率不低于95%，备品备件、技术支持、质保及培训服务等售后服务到位率达到100%，合同及技术协议、技术规范书所要求的厂家提供的原始资料、安装调试相关施工设计图纸、施工方案等前期资料完备率达到100%。对监测点逐个跟踪验收，确保监测点表计读书清晰，识别精度控制3%以内；一次设备环境、外观、分合状态、压力、油位、油温清晰可辨；红外测温精度控制在±2℃或±2%以内；无法覆盖、识别的监测点落实整改计划，并跟踪整改落实。

3.1积极开展变电站智能巡检机器人管理培训工作

为落实变电站智能巡检机器人的可靠运用，在专业所内全面开展智能巡检机器人使用管理培训工作，对机器人操作界面、巡检任务设置、巡检数据统计、自动生成报表导出等进行了模拟实训操作，并对机器人现场的使用管理、维护管理、存储运输管理及检验管理进行了相关培训，确保全员培训到位，管理办法宣贯到位，制定变电运维室智能巡检机器人应用补充规定，有效提高了管理成效，进一步巩固了变电站智能巡检机器人运用可靠性。

3.2优化完善变电站智能巡检机器人工作模式针对变电站智能巡检机器人的性能指标及运行特性，结合变电站一次设备分布情况，合理规划巡检路径，设定灵活多样的巡检任务，对重点设备重点巡视，分合状态、压力、油位红外测温分类巡视，在保证巡视内容的前提下有效地解决了巡检机器人充电时间过长，巡检耗时长等不足；机器人巡检过程中，对巡检情况进行监视，并对告警信息和异常数据进行分析判断，必要时应进行人工核对。定期开展机器人运行环境、充电小室、机器人固件等维护工作，更好地提高了智能巡检机器人运用可靠性。

4评估与改进

采取“三个重点三步走”以来，成效明显，经现场运行和检测，智能巡检机器人能逐步替代人工巡检，目前例巡、特巡任务已逐步移交智能巡检机器人；待智能机器人巡检系统进一步完善和提升，将可全面接替人工巡检任务，实现24h全站全设备安全巡检，特别是在高温、大负荷、和新投入设备运行后以及大风、雾天、冰雹、冰雪、雷雨后，巡视任务尤其繁重且环境恶劣，采用智能机器人巡检可减轻巡视人员的劳动强度、并在恶劣天气条件中代替运行人员对部分设备完成巡检工作。

4.1工作效率更高

目前，智能巡检机器人兼具了读取设备表计、油温数值，测量接线点温度，分析异常，声光报警等功能，能24h全天候待命，无论白天黑夜，随时在站内巡检。工作人员根据季节变化和用电负荷的峰值将5个变电站的巡检任务数据录入巡检机器人系统中，机器人既可以根据各个站的不同需求进行定时的自动巡视，也可以由后台操作人员直接对它下达命令，对重点设备或可疑点进行随时巡视，而一旦巡视过程中出现了超过正常数值的可疑点，它还会通过声光报警通知电脑前的监控人员。

4.2运维质量更好

对一些影响电力系统安全运营的非量化因素，如TV油位、断路器是否有气体泄漏等，由巡检人员主观描述纪录，描述语言随人员不同而不同，对以后的故障分类和系统分析都增加了处理难度；对于一些量化的表计数据记录也因为人员不同而出现一定的偏差；采用智能机器人巡检系统的数字化处理，可实现标准统一和描述统一，从而提升了系统的标准化、智能化水平。

4.3需要改进的地方

智能巡检机器人的自主充电时间过长，巡检耗时长是提高智能巡检机器人的巡检效率的一大瓶颈，同时云台累计误差导致识别率下降需进一步优化，巡检任务打断后无法自动生成数据报表有待完善。

结束语

变电站自动巡检机器人以自主或遥控的方式，携带红外热像仪、可见光摄像机等检测仪器对变电站的运行状态实时检测，并将检测信息利用网络通道传递给控制室，使运行人员无需到变电站现场即可完成变电站巡检工作。但不足之处在于巡检机器人的工作能力还需进一步提高，这就需要采用更好的新技术全面地检测变电站运行状态，为运行操作人员提供准确可靠的检测信息。同时将变电站自动巡检机器人系统和电力系统中其他子系统密切关联起来，更好地为电网服务。

参考文献:

［1］宋庭会．智能变电站运行与维护［M］．北京:中国电力出版社，2013．

［2］朱德恒，严璋，谈克雄，等．电气设备状态监测与故障诊断技术［M］．北京:中国电力出版社，2009．

［3］胡启明，胡润滋，周平．变电站巡检机器人应用技术［J］．华中电力，2011，24（5）:36-43．

［4］高青，冯李军，张鹏．智能巡检机器人的研究［J］．电气时代，2012（4）:74-76．