智能機器人在變電站巡檢系統(tǒng)中的應(yīng)用

石易　袁新讓　史超　倪千站

摘要：文章結(jié)合變電站巡檢工作現(xiàn)狀，對智能機器人在變電站巡檢系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)勢進(jìn)行分析基礎(chǔ)上，并在其基礎(chǔ)上結(jié)合智能機器人的結(jié)構(gòu)原理，對其在變電站巡檢系統(tǒng)中的具體應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：智能機器人;變電站：巡檢系統(tǒng)

中圖分類號：TM764

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2095-6487（2019）03-0178-02

0引言

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展與廣泛應(yīng)用的今天，變電站工作越來越依靠信息技術(shù)以及自動化控制等現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用與發(fā)展，無人值守智能變電站成為其現(xiàn)代化建設(shè)與發(fā)展的重要方向。變電站工作運行狀況的日常巡視與定期巡檢管理，是確保變電站安全、穩(wěn)定運行的關(guān)鍵，由于變電站巡檢工作會受到有關(guān)工作人員的技術(shù)能力、素質(zhì)、環(huán)境因素等各方面情況影響，導(dǎo)致變電站巡檢的工作質(zhì)量和效率受到影響，從而對變電站安全、穩(wěn)定運行產(chǎn)生制約。針對這種情況，為促進(jìn)保證變電站巡檢工作質(zhì)量和效率提升，采用智能機器人代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工巡檢工作模式，將是今后智能變電站建設(shè)的發(fā)展方向。在變電站巡檢系統(tǒng)中合理設(shè)計與應(yīng)用智能機器人，不僅能夠有效克服人工技能與環(huán)境因素等情況的制約影響，而且能夠有效提升其工作質(zhì)量和效率，作用優(yōu)勢十分明顯。

1智能機器人在變電站巡檢系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)勢分析

在變電站巡檢工作的開展中，傳統(tǒng)的人工巡檢模式在高溫高負(fù)荷、新投入設(shè)備運行前、遇到較為惡劣的氣候條件下，其巡檢內(nèi)容及其工作難度都會增大，并且容易受到工作人員素質(zhì)的影響，導(dǎo)致巡檢工作質(zhì)量和效率不理想。針對這種情況，采用智能巡檢機器人代替人工巡檢對變電站設(shè)備開展巡視，就能夠有效避免和解決上述情況，很大程度上減輕人工巡檢的難度，使其質(zhì)量和效率得到提升。因此，機器人巡檢具有較為突出的作用和優(yōu)勢[1]。

此外，在變電站設(shè)備及其工作運行的日常檢查中，傳統(tǒng)巡檢工作采用手工記錄方式進(jìn)行檢修信息記錄，該方式容易受到工作人員主觀描述以及信息記錄偏差等因素影響，對變電站運行中的缺陷定級與設(shè)備性能維護(hù)的開展造成一定的不利影響，采用智能機器人進(jìn)行變電站巡檢工作，則能夠較好地避免上述問題。對巡檢信息及時準(zhǔn)確的記錄得到有效保障，具有較為顯著的作用和優(yōu)勢。

2變電站巡檢工作的主要方式與現(xiàn)狀分析

現(xiàn)階段變電站巡檢工作的主要模式包含人工巡檢與遠(yuǎn)程監(jiān)視兩種。其中，在人工巡檢工作中巡檢人員對變電站運行與設(shè)備故障判斷會受到其本身的技術(shù)能力和素養(yǎng)、工作經(jīng)驗等多種因素影響，導(dǎo)致其實際工作開展存在一定局限性，再加上進(jìn)行變電站巡檢中對變電站運行設(shè)備狀態(tài)信息的記錄主要采用人工手寫記錄，會因工作人員的疏忽，導(dǎo)致信息記錄不完整或是與實際情況出現(xiàn)偏差等，進(jìn)一步對變電站巡檢效果及其安全運行產(chǎn)生不利影響[2]。尤其是隨著電力事業(yè)的發(fā)展與電力工程建設(shè)的不斷提升，變電站站內(nèi)設(shè)備數(shù)量及其開關(guān)場區(qū)域越來越廣泛，對變電站巡檢的要求也逐漸提高，傳統(tǒng)人工巡檢將不能滿足今后變電站巡檢的要求。隨著變電站自動化建設(shè)的發(fā)展，采用自動化與智能化、信息化等先進(jìn)技術(shù)實現(xiàn)的遠(yuǎn)程自動化監(jiān)視與巡檢系統(tǒng)在變電站巡檢工作中逐漸實現(xiàn)應(yīng)用，從而進(jìn)一步推動了無人值守變電站的建設(shè)與發(fā)展。

3智能機器人在變電站巡檢系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1智能機器人結(jié)構(gòu)組成分析

變電站巡檢系統(tǒng)中所采用的智能機器人是由多傳感器融合技術(shù)與機電一體化技術(shù)、導(dǎo)航與行為規(guī)劃技術(shù)、安防技術(shù)、無線傳輸技術(shù)等多種現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)集成應(yīng)用設(shè)計實現(xiàn)的。它在變電站工作中能夠通過完全自主或者是遙控操作模式，替代傳統(tǒng)人工巡檢方式，對變電站各設(shè)備及有關(guān)項目進(jìn)行巡檢，并在圖像分析及判斷基礎(chǔ)上，對變電站運行中出現(xiàn)的故障問題及異常情況進(jìn)行快速捕捉和及時上報，為無人值守變電站的建設(shè)與推廣應(yīng)用提供技術(shù)支持，進(jìn)而促進(jìn)電網(wǎng)穩(wěn)定與可靠運行。智能機器人的控制結(jié)構(gòu)如圖1所示。

從上圖可以看出，變電站巡檢系統(tǒng)中所采用的智能機器人，其控制系統(tǒng)采用分層式控制設(shè)計，主要包括基站控制與移動站控制兩個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層。其中，智能機器人的基站控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中主要包含監(jiān)控計算機以及交換機、無線通訊設(shè)備等，該控制結(jié)構(gòu)層中的監(jiān)控主站在Windows操作系統(tǒng)中設(shè)計完成，采用面向?qū)ο缶幊痰腃#語言進(jìn)行開發(fā)設(shè)計，通過友好操作交互界面提供其在變電站巡檢系統(tǒng)中的基站監(jiān)測與控制功能，對智能巡檢機器人的運動規(guī)劃命令及環(huán)境信息進(jìn)行控制，并對其采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與存儲、診斷等。而變電站巡檢系統(tǒng)中智能機器人的移動站控制系統(tǒng)，主要包含主控計算機及運動控制、磁軌道導(dǎo)航定位與巡視檢測、能源電池、網(wǎng)絡(luò)通信、機器人的機械結(jié)構(gòu)等各系統(tǒng)部分，能夠?qū)C器人的運動控制以及導(dǎo)航定位、數(shù)據(jù)采集檢測、狀態(tài)信息傳輸、能源補給控制等進(jìn)行支持，以滿足智能機器人的遙控監(jiān)測與自動規(guī)劃巡檢等作用31.。

3.2智能機器人巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用

通過上述對智能機器人在變電站巡檢系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢及其控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，采用智能機器人開展變電站巡檢與管理應(yīng)用工作，其具體功能不僅體現(xiàn)在使變電站例行巡視的內(nèi)容更加全面、完善，并且將采用更加先進(jìn)的技術(shù)手段開展變電站巡檢工作、實現(xiàn)更加便利與高效的變電站巡檢控制和管理工作。同時，能夠通過聯(lián)動控制等技術(shù)功能，通過遠(yuǎn)程視頻控制交互界面，對變電站設(shè)備及其運行情況進(jìn)行監(jiān)視和控制管理，以滿足變電站運行的現(xiàn)代化管理要求。

在變電站例行巡視中，智能機器人，能夠通過其自主化、本地或者遠(yuǎn)程遙控工作模式來代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工巡檢模式，對變電站開展常規(guī)巡檢，且巡檢內(nèi)容覆蓋變電站設(shè)備溫度、外觀以及刀閘開合狀態(tài)、儀表與儀器設(shè)備噪聲等。機器人巡檢系統(tǒng)不僅檢測方式多樣化，且巡檢操作具有標(biāo)準(zhǔn)化、智能化與客觀性等特征，能夠通過對巡檢內(nèi)容與時間、巡檢路線、報表分析等一體化管理，加強對變電站巡檢全過程的有效控制，以實現(xiàn)更加準(zhǔn)確與全面的數(shù)據(jù)提供，為變電站運行管理決策提供支持。

此外，智能機器人在變電站巡檢系統(tǒng)中的應(yīng)用，還能夠通過其所采用的紅外測溫模式識別技術(shù)、設(shè)備缺陷自動判斷與報警功能、機器視覺與聽覺功能、GIS母線伸縮節(jié)位移監(jiān)測功能等先進(jìn)的檢測技術(shù)功能，對變電站運行與管理進(jìn)行更加全面、方便和高效的巡檢支持。比如，在變電站巡檢中，智能機器人能夠通過系統(tǒng)中的紅外檢測技術(shù)進(jìn)行變壓器、互感器、等變電站設(shè)備的溫度變化檢測，并在檢測分析與對比情況下，對數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行自動判斷，以對變電站設(shè)備的故障和問題進(jìn)行有效識別并自動報警，同時利用智能機器人的機器視覺功能還能夠在圖像預(yù)處理與濾波技術(shù)的支持下，對雨雪、光照等惡劣氣候或環(huán)境因素下的設(shè)備監(jiān)測圖像清晰度進(jìn)行有效處理。并在對設(shè)備圖形進(jìn)行精確匹配與模式識別下，實現(xiàn)設(shè)備外觀狀態(tài)的自動識別與準(zhǔn)確判斷，識別與判斷的內(nèi)容包括設(shè)備外觀異常情況以及刀閘分合狀態(tài)、儀表度數(shù)、油位計位置等，進(jìn)而為變電站的自動化運行與管理提供支持。如下圖2所示，變電站巡檢系統(tǒng)中智能機器人對變電站隔離開關(guān)狀態(tài)的有效識別過程示意圖。

4結(jié)束語

總而言之，智能機器人在變電站巡檢系統(tǒng)中的應(yīng)用分析，有利于促進(jìn)其在變電站自動化建設(shè)中的進(jìn)一步推廣應(yīng)用，進(jìn)而推動無人值守變電站的建設(shè)與發(fā)展，具有十分積極的作用和意義。

參考文獻(xiàn)

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