变电站机器人巡检系统优化应用分析

变电站机器人巡检系统优化应用分析

金宇

（国网浙江杭州市余杭区供电公司311100）

摘要：本文介绍智能机器人巡检系统结合机器人技术的发展、功能、结构与技术方面的内容进行分析，确定了机器人系统优化的发展和应用，对存在的系统问题进行了优化。并通过实践证明，此系统不但应用效果很好，还有非常大的推广价值。

关键词：变电站；机器人巡检；系统；智能

在国内变电站智能巡检机器人系统得到广泛的应用，是因为国内机器人制造技术的进步和电网建设的需求加大，那当务之急就是变电站机器人巡检系统的应用方法以及系统优化后的应用。

一、智能巡检机器人系统的结构

变电站巡检机器人系统是一个非常复杂的系统，它不仅可以代替工作人员进行变电设备的巡检工作，在发现运行的设备出现异常后还可以及时处理来保证系统安全的恢复运行。变电站巡检智能机器人系统由传感器融合技术、电磁兼容技术、机器人视觉、全面信息的无线传输技术、导航及行为规划技术、安防技术组成。

机器人的整体结构如图1所示，有基站、电站设备检测与监控系统、移动本体3大部分。

图1整体结构

移动本体是机器人系统整体的信息采集控制载体和移动载体，它包括移动体运动控制系统、移动车体和通信系统；但移动本体还要进行监视、管理和控制，因此建立了移动机器人监控中心来更好地完成任务，这个地方就被称为“基站”；基站和移动本体之间组成一个无线局域网是通过一个无线网桥；为了完成内部温度信息采集处理和变电站设备外观图像就要使检测和监控系统是由红外热线仪和可见光CCD摄像机组成。最后通过3G无线网，实现变电站的远程监控。

二、变电站机器人巡检系统的功能

（一）基站系统层

监控主站系统不仅可以把相应的命令及环境数据信息提供给机器人使之进行运动规划，还可以对机器人采集的数据进行分析存储并能够提供专家诊断。它包括机器人遥控、自动巡视、机器人状态信息显示、数据存储和分析、实时图像数据监控、MIS系统接口、设备历史温度分析的主要内容。

（二）移动系统层

运动控制、导航定位、巡视检测、网络通信、主控计算机、能源电池等系统和机器人机械组成了移动站系统。它结合基站控制系统，不仅能够实现机器人运动控制、可见光和红外线数据检测采集、能源管理和补给、状态信息上传等功能，还可以使之完成机器人遥控巡视和自动规划巡视的功能。移动站系统层主要包括了主控计算机系统、运动控制系统、导航定位系统、检测采集系统和动力系统。

三、机器人代替人工工作的方式与优势

（一）红外测温及表计抄录应用

电站智能巡检机器人是通过先设置好的多个监测点，才能进行红外普测，并从多个角度对全站设备进行整体的扫描式温度采集，系统能够对变压器、互感器等设备本体进以及各个开关接头及母线连接头等的温度检测，从而采用温升分析、同类或三相设备的温差比对以及历史趋势的分析手段，以此来实现对设备的自动报警和设备热缺陷的判断。机器人巡检系统不仅能代替人工工作对压力、避雷器泄漏电流的、油位等数据的读取还能通过拍照获取数据，并在获取数据后，系统自动把每个点位数据保留，生成工作人员可以查询的报表，以此来比对每次巡检数据的变化，防止缺陷的发生。

（二）设备跟踪应用

在在机器人巡检发出警告信息时，工作人员应该及时的查看机器人巡检报警的事项，巡检数据和各类图像，以此分析巡检结果并及时发现问题进行人工修复。在设备问题没有成功修复时，巡检机器人可以对设备问题进行实时监控和跟踪。工作人员可以通过远程客户设备，设置缺陷设备跟踪任务，选择时间周期进行跟踪巡检，来对设备的缺陷进行数据实时采集分析，保存设备数据，跟踪数据变化，上传表格。

（三）设备应用的巡视

智能巡检机器人还分为特殊巡视、风险管控巡视、全面巡视三种，特殊巡视里又包含缺陷跟踪、重载设备特巡、防汛抗台、迎峰度夏红外普测这些模块。智能巡检机器人能根据设定好的时间和路径对变电站内所有设备和所有监测点进行巡视，也可以根据人工选择的时间和监测点进行针对性巡视。

四、机器人巡检系统优化的成效

（一）要提高设备的使用时间

在智能机器人在变电站进行巡检后，能够及时的发现设备的缺陷并进行修复；在碰到不能及时处理的缺陷时，可以定时定期进行巡检跟踪，保障设备可以正常安全的运行。

（二）降低了设备的运用和维护成本

因为在驻点变电站安装了远程服务器，使得机器人可以远程控制设备。并且在变电站无工作人员进行需要的巡检时，可以下达巡检命令给站点的机器人，远程控制机器人巡检，不仅可以提升应急响应能力和工作效率，还可以节约成本。

（三）减轻人员的工作

当自然条件恶劣的时候，使用智能机器人代替工作人员巡检，不仅能保证巡检工作人员的安全，还能提高巡视的质量，保障了变电站的稳定安全运行。

（五）系统优化的新技术

在智能机器人巡检系统优化后，有三维电子地图技术、模式识别技术、实时数据曲线分析技术等。变电站选择采用三维虚拟现实技术对变电站进行建模来代替平面地图，使工作人员更直接的确定巡检位置。在变电站中，设备温度会跟它负荷的变化而产生波动，为了判断是因为负荷变化引起的温度波动还是由于设备老化或故障引起的温度问题变化，将机器人巡检产生的报告链接进入MIS系统，就可以使巡检机器人通过变电运行管理系统达到存贮和查询的实现，大程度的提高了巡检数据的智能管理水平。因为运动控制精度、导航停靠精度的限制，使机器人不能每次都完全对准目标，也由于观测距离不同，一次可检测到多个设备，从而影响检测结果。通过模式识别算法就可以有效的分辨并选定目标进行检测，保证数据的准确性，可以及时提供设备信息给变电站。

结语：

变电站智能机器人系统的发展，使机器人能代替人工巡检，并能够最大程度的发挥巡检在电网维护中的作用，使变电站运行和维护管理更加的智能化和科技化。在机器人巡检系统的优化之后，不仅降低了人员使用的次数，降低变电站工作人员的成本，还可以提高设备的健康化水平和变电站巡检工作的自动化、智能化水平，同时也给变电站进一步提升无人管理水平打下基础。

参考文献：

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