智能機器人在變電站中的應用

毛強

摘要：為確保電氣設備的穩定運行，設備巡檢工作是變電站工作人員每天必備的工作，但由于人員素質不同以及環境的影響，巡視效果與質量往往達不到預期的發展。隨著近些年網絡技術的不斷深化，智能機器人開始在變電站網絡運行工作中廣泛應用。文章通過對智能機器人技術應用的分析，探究了智能機器人在變電站中的應用。

關鍵詞：智能機器人；變電站；電氣設備；設備巡檢；智能技術；電力系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM764 文章編號：1009-2374（2016）32-0042-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.32.020

變電站機器人，以智能技術為核心，整合多種前沿技術，使機器人可以通過對電力設備的外觀、溫度、聲音等進行數據的提取與分析，進而判斷設備是否存在某種缺陷，可以在很大程度上提高變電站管理的安全性和穩定性。并且其使用靈活方便，不易受到環境狀態等影響，不僅提高了工作質量，同時也降低了人員成本，對于未來變電站建設具有很大的研究開發前景。

1 智能機器人系統組成

智能機器人系統主要分為基站、機器人移動站、通信站三個部分?；鞠喈斢谝粋€監控的后臺，可以把它理解為機器人的大腦，主要通過Windows系統與C語言對象編程設計實現，使其具有圖像處理和數據識別等功能，它可以通過對設備的監控畫面以及設備信息的傳輸，利用自身的數據庫整合分析，從而判斷變電站的整體功能是否存在異常。機器人移動站相當于機器人的身體，可以對變電站現場進行聲音與圖片的采集，也可以對設備儀器表進行數據的讀取與攝像，同時可以測量變電站內的光照與溫度等，適時地對變電站內部進行全方位監控。通信站可以理解為智能機器人身體內部的循環系統，它分為基站無線網橋和移動站無線網橋兩種，也就是說基站與機器人移動站都可以將自己接受與反饋的信息，利用通信站進行傳遞，實現內部的信息交流，最簡單的例子就是當機器人電量不足時，可以通過系統信息的傳遞，自動返回充電室充電，從而確保智能機器人整體的運作功能。圖1為當前變電站內較為常用的智能機器人：

2 智能機器人技術應用分析

2.1 曲線分析技術

溫度是變電站工作人員檢測設備系統是否正常運作的標準之一，可是單純地通過溫度變化對設備的性能進行判斷往往并不精準。因為在設備運行的過程中，往往會產生一定的負荷變化，這種負荷變化產生最明顯的現象就是設備溫度出現一定的波動，但負荷變化屬于正常的設備運行現象，一般不予理會，可是當變電站中的設備出現老化或者缺陷時，設備中的溫度也會出現波動，這就會給變電站工作人員帶來了一定的干擾，而智能機器人可以利用曲線分析技術，先將日常檢測的溫度報告，輸入到變電站的的MIS系統，機器人通過對這些溫度報告的數據分析，在數據庫中形成一條常規曲線，當設備出現異常變化時，另外一條溫度曲線就會出現，將兩條曲線的變化進行對比分析，就可以快速判斷出哪種是由負荷變化引起的溫度波動，哪種是由設備缺陷引起的溫度波動。可以說曲線分析技術很大程度地提高了智能機器人的數據分析水平。

2.2 模式識別技術

模式識別技術，就像智能機器人的眼睛一樣，可以利用其視覺功能對變電站進行整體的監控。首先，智能機器人可以利用模式識別技術的濾波技術，降低由環境因素對供電站的監控影響，因此即使是在雨雪天氣或者強光照的環境下，也不會影響畫面的監控程度；其次，人工檢測的最大缺陷就是精準度偏低，造成這種誤差的主要原因就是人無法每次精確地判斷觀測距離，觀測的位置不同，觀測的結果也會不同，可是智能機器人卻可以利用模式識別技術，通過精準的算法、智能分辨率、儀器導航等，進行精準的數據定位，確定每天相同的位置進行檢測，從而可以自動鎖定檢測目標。例如斷路器、運行設備SF6壓力表、電流儀器表、油位計等，并且可以同時檢測多個設備，而不會因為檢測的目標增多，而對單獨個體的數據產生影響，因此可以說利用智能機器人的模式識別技術，可以大范圍地提高變電站檢測工作的工作效率。當前變電站所使用的巡視機器人主要包括自動導引車、傳感器等兩種識別形式的機器人，以下是針對該兩種巡邏機器人的優勢分析（如圖2所示）。

2.3 無線射頻識別技術

無線射頻識別技術又稱RFID，是實現智能機器人行為與日常工作內容的主要技術，智能機器人在工作中，經常要進行轉彎、噪聲探視、設備角度轉動等，為了實現這些動作，可以在變電站內的巡視線路上安裝很多RFID標簽。當智能機器人觸碰這些標簽時，就會對RFID標簽中的信息進行讀取，并借助內部感應電流，向智能機器人系統的芯片存儲信息發送任務，機器人閱讀器通過對任務代碼的翻譯，將信息發送到智能機器人內部的執行器上，最后由執行器確定機器人的動作，無線射頻識別技術控制著智能機器人的日常行為，是機器人內部一切功能正常運作的基礎。

3 智能機器人在變電站中的功能應用

3.1 報警功能

智能機器人具有故障報警的功能，這一點對于變電站設備維護具有重要的意義，當智能機器人發現人或者動物侵入到電力系統時，智能機器人就會利用通信站，向監控中心發出自動報警。即使變電站內不設員工進行看管，也可以在監視中心內發現站內設備的異常，并且當機器人自身出現故障或者斷電時，機器人也會自動發出報警，會在關機前儲存已經檢巡的信息，不會影響變電站的正常工作，因此利用機器人的自動報警功能，可以快速地發現故障，對設備進行檢修，將損失降到最小。例如，某變電站出現設備故障而引起高溫的現象，巡視機器人通過傳感技術，及時發現該位置的溫度變化極具升高，異常超出安全范圍內，通過巡視機器人的遠程報警功能，及時通知相關負責人員，便于對該變電站故障及時做出處理措施，減少變電站的損失。

3.2 控制功能

智能機器人的控制功能，具有很好的靈活性，可以有效減少巡檢管理人員的工作量。例如，在進行設備開關與拉閘的操作時，巡檢人員就可以利用后臺的操作系統，實現對機器人的手動控制，可以遠程操作機器人工作，實現變電站遠方設備工作，并且當設備出現一些小故障時，檢修人員趕到現場會花費一定的時間，但是如果檢修人員通過對機器人的控制，讓智能機器人對設備進行檢修，這樣就會有效地縮短檢修時間，進而防止更大故障的發生。智能機器人的控制功能，可以有效緩解員工的工作強度，減輕維護人員的工作壓力。

3.3 巡視功能

變電站的員工主要是依靠看、聽、嗅等主體感官巡視方法，對設備中的故障進行判斷，由于智能機器人是按照人的感官進行研發的。在變電站中，智能機器人首先應具有的就是巡視功能，智能機器人中的攝像機類似人眼，可以對電力系統中的儀器表以及設備運行狀況進行自動監測。而智能機器人中的六氟化硫檢測傳感器就像人的鼻子一樣，可以利用其嗅覺監測變電站開關內是否存在液體泄漏。智能機器人中的紅外測溫傳感器就像人的皮膚一樣具有觸覺，可利用其紅外傳感技術對設備中的火災過熱等進行監測，并且當惡劣的氣候環境發生時，人工很難進行巡視，而智能機器人可以有效取代人工巡視功能，完成變電站的嚴峻巡視任務。

4 結語

供電站的電力系統是一個龐大而復雜的結構，對于電力系統的可靠性要求很高，而傳統的人工檢測維修很大程度上已經無法滿足生產的需要。在變電站中應用智能機器人，可以全方位、全智能地對變電站進行檢測和監控，但目前由于我國的智能技術還不成熟，在智能機器人的應用上還存在一定的技術差距，因此在新時期，應該加快科研團隊的步伐，采用新型的工業技術，使我國智能機器人在變電站的應用中不斷普及。

參考文獻

[1] 董吉文，馮立強，魯守銀.變電站巡檢機器人控制系統設計[J].微計算機信息，2013，（5）.

[2] 魯守銀，蘇建軍.機器人在變電站設備巡檢中的應用[J].機器人技術與應用，2014，（5）.

[3] 周立輝，張永生，孫勇，梁濤，魯守銀.智能變電站巡檢機器人研制及應用[J].電力系統自動化，2011，（19）.

[4] 徐正飛，朱輝，錢軍，倪堃.變電站巡檢機器人檢測及控制系統研究[J].機電信息，2013，（30）.

[5] 周立輝，張永生，孫勇，梁濤，魯守銀.智能變電站巡檢機器人研制及應用[J].電力系統自動化，2011，35（19）.

（責任編輯：蔣建華）