一種配合變電站巡檢機器人工作的智能照明系統設計

仲澤坤　張川　劉建宏

摘?要：目前國內重要的變電站都配置了巡檢機器人，巡檢機器人的運用減少了運行人員巡檢工作量，也為對巡檢結果的分析提供了更好的量化標準。另外一方面，變電站以往的照明系統不適合現有巡檢機器人的工作方式，例如當機器人進入保護小室巡檢時必須人為把保護小室燈具開啟。基于此問題，本文介紹了一種基于LEDIM系統設計的變電站智能照明系統，在對原有照明系統改動不大的情況下實現了集中控制、自動控制、狀態監控等功能，并滿足了巡檢機器人的工作方式。

關鍵詞：變電站;巡檢機器人;智能照明系統;LEDIM系統

在國內變電站普遍使用巡檢機器人的情況下，變電站原有照明系統不適合巡檢機器人的工作方式，例如，當巡檢機器人進入保護小室工作時，必須人為開啟小室照明;當巡檢機器人夜晚工作需要拍攝可見光照片時也需要人為為其開啟開關場的照明系統，且原有照明系統外場燈具控制配電箱分散，無法集中控制。針對遇到的這些問題，本體基于LEDIM系統設計了一種變電站智能照明系統。該系統讓燈具操控更加簡單和集中化，實現了自控控制，提高了工作效率。

一、基于LEDIM系統的變電站智能照明系統設計

基于LEDIM系統通過在原有照明系統中增加網關、耦合器、智能開關模塊、紅外發射模塊等，實現了不改變原有照明系統回路的情況下低成本實現燈具智能控制功能。其中耦合器過濾電網中雜波和干擾信號，實現不同網關下的設備聯動和總控。LEDIM驅動內置存儲器和2顆CPU，可記憶場景，精確計算輸出占空比。可設置斷電重啟后全開、全關或保持斷電前狀態。LEDIM設備輸入端口接110V-240V交流電，低壓輸出，不存在接錯的可能性。

在保護小室門口增加紅外傳感器，當人或機器人進出保護小室將遮擋住紅外線，然后紅外傳感器將信號傳輸給小室內的耦合器，耦合器將控制智能開關，實現了機器人進入小室自動開燈和離開小室自動關燈的功能。對比原有的人為機器人開啟燈具或保持室內燈具敞亮的做法，它具有：減少運行人員工作量、延長燈具壽命、節約用電等優點。保護室門口安裝控制面板，當系統出故障時，工作人員可通過控制面板手動控制小室內燈具。

開關場和保護小室的燈具分控箱改為智能燈具分控箱，箱內主要包括開關模塊、開關量模塊和信號耦合器，信號耦合器通過收集并處理紅外傳感器、分控屏等的信號后，將處理結果發送至開關模塊從而到控制照明系統的目的。

為了實現集中控制和遠程控制，該套系統還包括PC（包括中央控制軟件）及網關。通過PC端，我們可以遠程控制開關場和小室內的燈光系統，并監測燈具開關狀態。該套系統還能實時監測站內照明系統的用電量，可以生成周能耗報表、月能耗報表、年能耗報表等。

二、智能照明系統在變電站的應用

該套系統具有集中控制、自動控制和手動控制三種方式。集中控制通過PC端智能照明管理系統在主控室操控室內所有燈具開關，或者通過手機APP遠程操控燈具開關，其中手機APP控制需要增加無線網關，以達到隨時隨地控制燈具開關的目的。自動控制通常配合巡檢機器人工作使用。首先把PC端智能照明管理系統或者小室內智能燈具分控屏設置為自動控制模式，當巡檢機器人或人進入小室工作時，紅外傳感器檢測到紅外信號被遮擋，將發送信號給耦合控制器，耦合控制器控制開關模塊開啟小室內燈具，當機器人或人出小室的時候，紅外傳感器感受到信號，耦合控制器控制開關模塊關閉小室內燈具。若巡檢機器人巡檢計劃是在夜晚對開關場設備進行巡檢，通過設置PC端智能照明管理系統中的自動定時開關燈時間即可，當到機器人巡檢時間，智能照明系統自動打開開關場燈具，為機器人拍攝可見光照片提供條件，巡檢工作結束后，智能照明系統自動關閉開關場燈具。手動控制模式是通過手動點擊小室內智能燈具分控屏上的開關鍵控制相應小室燈具的開關。這幾種控制模式在滿足巡檢機器人工作的前提下，大大方便了工作人員對開關場和小室內的燈具控制，例如當夜晚開關場有檢修工作開展，可以通過遠程控制開啟相應區域的燈具，而以往的做法是需要人到相應工作區域找到相應照明分控箱開啟燈具。

三、結論與展望

本文介紹的配合變電站巡檢機器人工作的智能照明系統達到了設計目的，讓操控變得更加簡單和人性化，解決了巡檢機器人進入小室巡檢需要人為為其開啟燈具問題。對比人為為機器人開啟燈具或者保持小室燈具常亮，該套系統具有實現了自動控制、延長燈具壽命和節約電量等優點。另外，該套系統不對變電站內原有照明回路進行大的改造，經濟型也較好，適合大力推廣。通過PC段還實現了控制可視化，實時了解設備狀態的目的，在未來可以將對空調控制加入該套系統，實現監測空調運行狀態和遠程控制的目的。