機器人巡檢系統在變電站運維管理中的應用

郭碧翔 王靜 曹莉 程靜 張治新

摘要：隨著電網建設步伐加快，采用機器人技術進行變電站巡檢，既具有人工巡檢的靈活性、智能性，同時也克服和彌補了人工巡檢存在的一些缺陷和不足，更適應智能變電站和無人值守變電站發展的實際需求。三集五大、無人值守以來，變電站運維人員不斷減少，降低變電站的運維成本，提高巡檢作業和管理的自動化和智能化水平。因此，本文就機器人巡檢系統在變電站運維管理中的應用進行分析。

關鍵詞：機器人；巡檢系統；變電站運維管理；應用

電力行業的持續、穩定運作是保障各個行業發展的必要前提。隨著科技的發展，變電站中的巡檢從人為巡檢轉變為機器人巡檢。在日常巡檢過程中，會通過各種科學手段，對變電站中的各個設備、線路進行安全、有效的巡檢，從而保障變電站的持續、可靠運行。

1巡檢機器人簡介

變電站巡檢機器人能夠替代人工對室外變電站進行必要的巡視巡檢。智能巡檢機器人具備多個高科技技術，主要為可見光CDD、紅外熱像儀等，通過這些技術對變電站的設備、線路進行實時的巡檢，以遠程遙控或按照規定線路自動檢測的方式，替代人工對高壓設備進行檢測，能夠及時有效的發現變電站內設備的各類問題，給變電站工作人員提供及時、準確的事故預兆，提前發現故障隱患。

變電站當中的巡檢工作具備重復性高、嚴密性強、危險性高以及緊急性高的特點，以人工進行巡檢很難滿足各項要求，并且會有一定的安全隱患。對此，機器人的應用有效地消除了這些隱患，利用機器人所具備的紅外熱像儀、監控收音技術以及可見光CDD攝像技術對室外高壓設備、線路進行實時的巡檢。同時，機器人的巡檢工作可以獨立于工作人員進行，能夠依據程序在某個時間段，在無人值守或無人操作的情況下對高壓設備進行有效的巡檢。機器人還能夠有效地輔助工作人員對室內、外設備進行故障分析，對帶電設備的異物懸掛、熱缺陷等問題進行實時檢測，分析故障原因，發現故障地點，從而提升維修人員的維修效率，從而起到事半功倍的效果。

2智能巡檢機器人基本功能

變電站智能巡檢機器人系統分為基站系統層和移動站系統層兩部分。

基站系統層主要由無線網橋和監控計算機組成，主要功能是動態顯示機器人當前采集的可見光圖像和紅外圖像，自動采集和存儲可見光圖像和紅外圖像，并經行分析和處理，實時顯示機器人當前的方位和運動狀態，顯示機器人的電源狀態，并進行分析和異常報警，查詢機器人現場采集的歷史數據，并進行對比分析，提供友好的操作界面，完成機器人監測功能，為機器人運行提供相應的命令及環境信息。

移動站系統層主要由電源系統、導航系統、檢測系統、控制系統、通訊系統以及運動系統六部分組成，主要負責導航定位信息的采集處理，按照預先設定好的巡視路線，自動完成巡視任務，在預設點自動定位、自動采集可見光圖像和紅外圖像，上傳至基站，完成巡視任務后自動充電，在迅速過程中遇到障礙物時自動停車，并進行報警。主要組成部分為：機器人本體和充電箱。

智能機器人的運行模式分可見光檢測、紅外檢測、全部檢測三種，在基站系統層可以對智能機器人的運行模式進行控制，可見光檢測主要針對白晝時間，紅外檢測主要針對夜晚時間，全部檢測主要針對實際測試需要同時進行可見光和紅外檢測。運行模式的設置，不僅有效地減少了電源消耗，增加了機器人的使用時間，而且可以保護強光下的紅外熱像儀等設備，延長了設備的使用壽命。

3機器人巡檢系統在變電站運維管理中的應用措施

通過運用機器人在變電站進行巡檢可以在一定程度上提高變電站的管理效率。把機器人融入到變電站的管理中去，并根據實際情況建設有效的規范制度，能夠切實實現無人管理的運行模式。大體的運行模式就是通過使用機器然巡檢系統，能夠在一定時間內實現促進巡檢系統在變電站管理體系中運轉良好的作用。而且還能促進機器然巡檢向著更好的方向發展。

3.1拓展應用機器人巡檢系統，提升運維管理的思路

首先，應用變電站機器人巡檢系統，提出“全面覆蓋、準確可靠、約時高效”的應用管理理念，實現提升運維設備管理和人員管理的應用目標。巡檢機器人項目通過設置充沛適當的巡檢預置位、巡檢路徑，確保表計讀取全面覆蓋、測溫點全面覆蓋；確保獲取設備準確可靠、模式識別數據準確可靠、遠程發布接收命令準確可靠；充分利用巡檢機器人系統的功能作用，使簡單的人力工作向自動化轉移，充分調配其資源，使人力資源調配更靈活高效。

其次，加強對電氣設備的管理，建立和完善各項制度章程，對運行及備用中的設備進行規范管理，是確保變電站設備安全穩定運行，預防各種事故發生的必要措施。變電站設備定期維護、設備缺陷管理、設備測溫管理等，運維管理單位均有設管理專責人。變電站設備表計定期維護及測溫等日常管理由機器人代替人工負責，機器人并承擔相應的設備缺陷發現及跟蹤任務。

3.2巡檢機器人系統排查整改驗收實行責任制、流程化

成立變電站巡檢機器人的驗收小組，對機器人的巡檢任務進行詳細跟蹤排查。將機器人紅外測溫數據與人工測溫數據進行對比，并將機器人拍攝的設備表計照片數據與模式識別的儀表讀數進行對比；對機器人巡檢全站的測溫點和拍攝的設備表計是否全面進行排查；對機器人巡檢系統是否可靠良好運行進行排查；對機器人巡檢數據和人工巡檢數據進行定期比對分析，確保數據準確率和覆蓋率。通過排查問題、整改問題，使運維班組全面掌握本變電站巡檢機器人系統的應用及效果，對因地理環境、設備安裝等原因無法覆蓋或無法準確測溫的紅外測溫點及無法覆蓋或無法準確數字識別的表計做好記錄，列入跟蹤整改。

3.3運維班指定專人負責變電站巡檢機器人系統的日常管理工作

收集所轄變電站的巡檢機器人系統存在的問題及建議，每季度對系統后臺進行一次全面檢查并將內存資料數據進行備份存檔；變電站設備退役、拆除、改造、增加以及場地變更，需對智能巡檢機器人系統進行相應調整時，提前聯系維護人員進行配置與調整；加強對運維人員的技術培訓，使操作人員能夠熟練應用，能處理簡單和常見故障，并編制相應的維護卡規范作業。

3.4優化機器人的界面的使用

人機界面可以在一定程度上反映出溫度曲線對設備運行情況的影響。可以為設備出現問題的時候，提高數據作為參考，還可以避免同樣的事故再次發生。另一方面，通過不斷對聲音的檢測和診斷系統的應用，能夠在一定程度上對機器人巡檢系統起到促進作用，加大其在變電站中的應用規模，還可以促進其水平的提高的發展進步。

結束語：

隨著無人值守變電站的發展趨勢，智能巡檢機器人能更好地代替人工巡檢，最大化的發揮在電網維護工作中的作用，使變電站運維管理更先進更加智能化。應用機器人巡檢系統，并建立良好的運維管理模式，能夠有效的替代人工巡檢，從而降低人員使用率，降低變電站人員成本，減少一些人為因素的不足，提高運維管理效率，提升設備健康水平，提高變電站巡檢工作的自動化和智能化水平，為變電站進一步提升無人值守管理水平奠定堅實的基礎。

參考文獻：

[1]毛琛琳，張功望，劉毅.智能機器人巡檢系統在變電站中的應用[J].電網與清潔能源，2015

[2]陳青.淺析電力系統智能機器人巡檢的應用[J].管理學家，2014

[3]陳玉進.智能機器人巡檢系統在安徽電網的研究與應用[J].安徽電氣工程職業技術學院學報，2015

[4]周立輝，張永生，孫勇，等.智能變電站巡檢機器人研制及應用[J].電力系統自動化，2014