一種電力物聯(lián)網(wǎng)在變電站巡視中的應(yīng)用方法淺析

魏永柱

【摘 ?要】變電站是用電和供電之間的橋梁，在電力系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。變電站智能化建設(shè)強大智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)條件，現(xiàn)階段智能變電站的主要特點有三種，分別是，信息一體化，電力設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化和電網(wǎng)輔助系統(tǒng)智能化。近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，電力物聯(lián)網(wǎng)也被廣泛關(guān)注。本研究以電力物聯(lián)網(wǎng)提升電網(wǎng)運維效率為基礎(chǔ)，分析了現(xiàn)階段變電站巡視工作的現(xiàn)狀和存在的問題，并且有著對性的提出了一種智能機器人代替人工巡視變電站的方法，探討其應(yīng)用功能以及在電力系統(tǒng)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的作用。

【關(guān)鍵詞】電力物聯(lián)網(wǎng);變電站巡視;應(yīng)用方法

引言

隨著我國電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)智能化已經(jīng)成為一種新的趨勢。為使電網(wǎng)智能化，研究人選采用先進的信息傳輸和控制技術(shù)，創(chuàng)造出了具有中國特色的智能電網(wǎng)系統(tǒng)，其特點包括，信息化，自動化，互動化。電網(wǎng)智能系統(tǒng)依賴于電網(wǎng)每個重要環(huán)節(jié)的穩(wěn)定運行，以及電網(wǎng)參數(shù)的在線監(jiān)測和實時信息控制，所以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用至關(guān)重要。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是指通過互聯(lián)網(wǎng)將人與物，或者是物與物相互聯(lián)系起來，從而實現(xiàn)信息交互應(yīng)用。現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為電網(wǎng)智能化的推助起，其技術(shù)的應(yīng)用滲透到電網(wǎng)生產(chǎn)經(jīng)營的各個方面，形成了電力物聯(lián)網(wǎng)。電力物聯(lián)網(wǎng)可以全面提高智能電網(wǎng)各方面的信息感知識深度、廣度和密度，促進智能電網(wǎng)的全面發(fā)展。研究和使用電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對改進現(xiàn)有電力生產(chǎn)模式，改善現(xiàn)場運營管理效率非常重要。

1.變電站巡視現(xiàn)狀

當前階段，變電站高壓區(qū)域的監(jiān)測通常使用兩種方式同時進行。一種方法是使用在線視頻監(jiān)控，即在變電站的高壓區(qū)域選擇正確位置，在該位置安裝高清監(jiān)控設(shè)備或紅外相機設(shè)備，以便監(jiān)視變電站的整個高壓區(qū)域。另一方法是人工檢查，

維修人員配備雙筒望遠鏡、紅外測溫儀、紅外攝像機等設(shè)備，跟隨高壓區(qū)域的監(jiān)測路線，觀察每一個高壓測量點，記錄變電站總體情況及設(shè)備運行參數(shù)，盡可能的提前發(fā)現(xiàn)問題并組織修復(fù)。

可以看到，人工巡視的方式非常麻煩，不但效率低下，而且還要耗費大量的人力和物力。由于檢測點分散，檢測過程單一乏味，檢測結(jié)果可能會受到巡視檢測人員的心理素質(zhì)、工作環(huán)境、技能水平等多方面因素影響，導(dǎo)致存在漏檢忘檢現(xiàn)象，無法及時發(fā)現(xiàn)變電系統(tǒng)存在的問題，這樣會使檢測到的數(shù)據(jù)不能準確和及時地進入電力信息管理系統(tǒng)。隨著智能電力的建設(shè)逐漸加快，無人監(jiān)督值守的變電站增多，巡邏的工作量也隨之增加。然而，因為人員短缺，導(dǎo)致巡視的質(zhì)量和時間不能得以保證，所以當前變電站巡視迫切需要一個集系統(tǒng)化、智能化、高效化為一體的巡視方式和解決方案。

2.智能巡視機器人

針對現(xiàn)階段變電站巡視工作存在的問題，我們結(jié)合電力物聯(lián)網(wǎng)在變電站巡視過程中的應(yīng)用，研究出一種使用智能機器人代替人工進行巡視檢測的方法。

這種智能巡視機器人的監(jiān)測手段包括：紅外熱像采集處理，高清可見光圖像采集處理以及智能識別。同時，它還可以在現(xiàn)場接受聲音信號，并對其進行處理分析等。智能巡視機器人的紅外采集處理功能可以測量變電站主變溫度和母線基礎(chǔ)溫度，可以使熱缺陷被及時發(fā)現(xiàn)，完全代替了現(xiàn)存的人工紅外槍測試。高清可見光圖像采集處理可以采集現(xiàn)場實時照片，并返回檢測系統(tǒng)以便人工分析。現(xiàn)場的聲音信號采集處理可以檢測變壓器工作情況，變壓器的工作狀態(tài)可以通過測量變壓器的聲音是否正常來確定。智能機器人的工作原理極其簡單：根據(jù)計劃確定的好檢查路徑和暫停點，使智能機器人自動感應(yīng)設(shè)備方向，移向設(shè)備并對其進行全方位掃描，遇到重點設(shè)備，比如連接器，智能巡視機器人可以調(diào)整鏡頭并放大設(shè)備圖片，以便對設(shè)備進行了詳細觀察和研究。其還可以結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)監(jiān)控電壓變化以及電站高壓區(qū)域的運行狀態(tài)，使電壓設(shè)備的安全風險能夠及時被檢測到。

變電站的智能巡視機器人系統(tǒng)是分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，詳細見圖1，整體分為三層，即基礎(chǔ)層、通信層和終端層。巡視機器人后臺，組件，錄像機硬盤，硬件防火墻和智能控制分析軟件組成了其基礎(chǔ)層。通信層則由網(wǎng)絡(luò)交換機、無線橋等組成，通信層是基礎(chǔ)層和終端層的智能網(wǎng)絡(luò)通道。終端層：包括智能巡視機器人，充電攝像頭和固定監(jiān)控設(shè)備等。該系統(tǒng)支持多個變電站同時進行控制，控制中心可使用集控模式對多個智能機器人進行遠程操控，使它們更高效的對變電站進行巡視檢測。

使用智能巡視機器人巡邏檢查變電站，其不但具有人工的靈活性和智慧性，

同時，它還能克服并彌補人工巡檢中存在的一些缺陷和不足。智能機器人的應(yīng)用，有效降低人工勞動強度，減少變電站運行維護成本，提高正常巡邏作業(yè)的效率，增強自動化管理和智能化管理的科技水平，為智能變電站和無人值守變電站提供創(chuàng)新型技術(shù)檢測手段，并為它們提供了綜合安全保障。智能巡視機器人是電力系統(tǒng)智能化的發(fā)展及引導(dǎo)方向，由于它的出現(xiàn)，使變電站智能管理進程得以快速推進。

智能巡視機器人經(jīng)過實際應(yīng)用驗證，其系統(tǒng)運行可靠，檢測正確。使用一個智能巡視機器人就可以將巡視人員工作量減少到約每周26小時。工作時間平均每天僅為4小時，大大降低了人力資源與時間成本。

3.智能巡視機器人的優(yōu)勢

變電站智能機器人巡視監(jiān)控系統(tǒng)可顯著改善變電站運行管理情況：（1）引進智能巡視機器人對變電站高壓區(qū)域進行監(jiān)測，通過對原有維護管理模式進行改造，大大提高了變電站管理的自動化和精確化，降低了巡視人員工作強度，提升了效率和優(yōu)化程度。（2）運維人員可以通過智能機器人巡視系統(tǒng)實時觀察監(jiān)測各變電站高壓區(qū)域，還可以指令機器人去觀察某一設(shè)備及其部件的相關(guān)情況和數(shù)據(jù)，其為無人值守變電站提供額外的技術(shù)監(jiān)測手段，以提高其運行可靠性。（3）由之前的人工巡視模式變?yōu)槿藱C結(jié)合巡視模式，智能巡視機器人通過預(yù)檢發(fā)現(xiàn)問題后，由人工進行確認和檢修，提高了工作效率和準確度。

4.結(jié)論

隨著電力可靠性要求的提高以及電網(wǎng)的發(fā)展和設(shè)備的增加，使得電網(wǎng)的運行維護需要達到更高的標準。電力物聯(lián)網(wǎng)是電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢，它的有效應(yīng)用可以大大提高電網(wǎng)維護的效率，減少運維人員壓力，促進電網(wǎng)管理走向更高的水平。

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（作者單位：國網(wǎng)江蘇省電力有限公司徐州供電分公司）