智能巡檢機器人在變電運維工作中的改進及應用

王智慧

摘要：隨著機器人制造技術的進步和電網(wǎng)本身建設的需求，變電站智能巡檢機器人系統(tǒng)逐漸在國內(nèi)得到廣泛應用，如何應用機器人巡檢系統(tǒng)將是一個新的挑戰(zhàn)。變電站智能巡檢機器人用于替代人工完成變電站巡檢中遇到的急、難、險、重和重復性工作。如何充分利用好機器人巡檢系統(tǒng)，建立良好的運維管理模式，從而解放人力，使得簡單的人力作業(yè)向自動化作業(yè)轉(zhuǎn)移，從而提升人力資源管理、設備管理水平，助力電網(wǎng)穩(wěn)步運行，將是我們探索的重大管理課題。因此，本文對智能巡檢機器人在變電運維工作中的應用進行分析研究。

關鍵詞：智能巡檢機器人;變電站：變電運維;應用

隨著設備技術、計算機網(wǎng)絡科學的快速發(fā)展，現(xiàn)代化的電網(wǎng)逐步向大規(guī)模、復雜化的方向發(fā)展。在電網(wǎng)規(guī)模不斷的發(fā)展壯大，而人力的結(jié)構性缺員現(xiàn)象卻越來越嚴重，這就造成了電力系統(tǒng)傳統(tǒng)的運行、操作、維護等方式與方法面臨著新的挑戰(zhàn)，如何進一步適應新形勢下的電網(wǎng)巡視、測溫等工作，是電力員工面臨的重點和難點。變電站智能巡檢機器人的應用是一個全新的嘗試，通過采用新技術、新手段以減輕工作人員的運行維護負擔，有效保障設備安全可靠運行，也是解決當前困境的一個有效途徑。

1智能巡檢機器人系統(tǒng)組成

智能巡檢機器人系統(tǒng)包括基站層和機器人移動站兩層結(jié)構。基站層通過其數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)處理及視屏監(jiān)控等模塊接收和處理巡檢數(shù)據(jù)，相當于一個監(jiān)控后臺。它也具備圖像處理和模式識別功能，可以自動識別設備缺陷，并自動預警。通信層分為無線網(wǎng)橋基站和無線網(wǎng)橋移動站兩大模塊，它通過無線網(wǎng)絡傳輸協(xié)議為基站與機器人移動站提供數(shù)據(jù)傳輸通道。移動機器人與監(jiān)控后臺之間為無線通信。另外，當機器人虧電時，可自動返回充電室自行充電。

2智能巡檢機器人的功能

2.1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(fā)現(xiàn)人或者動物侵入到電力系統(tǒng)時，智能機器人就會利用通信站，向監(jiān)控中心發(fā)出自動報警。即使變電站內(nèi)不設員工進行看管，也可以在監(jiān)視中心內(nèi)發(fā)現(xiàn)站內(nèi)設備的異常，并且當機器人自身出現(xiàn)故障或者斷電時，機器人也會自動發(fā)出報警，會在關機前儲存已經(jīng)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(fā)現(xiàn)故障，對設備進行檢修，將損失降到最小。例如，某變電站出現(xiàn)設備故障而引起高溫的現(xiàn)象，巡視機器人通過傳感技術，及時發(fā)現(xiàn)該位置的溫度變化極具升高，異常超出安全范圍內(nèi)，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。

2.2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(tǒng)，實現(xiàn)對機器人的手動控制，可以遠程操作機器人工作，實現(xiàn)變電站遠方設備工作，并且當設備出現(xiàn)一些小故障時，檢修人員趕到現(xiàn)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(fā)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。

2.3自主巡檢監(jiān)盤功能

智能巡檢機器人的操作簡單，除了支持全自主巡檢之外，而且可以實施遙控巡檢。全自主巡檢模式是機器人能根據(jù)設置好的路線自主巡檢，而遙控巡檢就是在操作人員的手動控制下進行巡檢工作。全自主巡檢又可以分為例行全面巡檢和特殊轉(zhuǎn)向巡檢。其中，例行巡檢模式下，機器人可以根據(jù)設定好的時間、路徑等信息，自行啟動并進行巡檢工作;特殊轉(zhuǎn)向巡檢時指由工作人員選定具體工作內(nèi)容，手動啟動之后，再由機器人按照選定好的內(nèi)容進行巡檢。

在巡檢工作中，智能巡檢機器人的工作內(nèi)容較多，要對變電站的設備、儀表進行各種數(shù)據(jù)采集、分析，同時要對變電設備工作環(huán)境的溫度、濕度、風向、降水等實施監(jiān)控，檢測結(jié)果客觀性比較強，實現(xiàn)了標準化和全過程管理。

3智能巡檢機器人在變電站中的運維應用

在變電站中，巡檢機器人具備三種巡檢技術，主要為機器視覺功能、設備熱缺陷鑒別以及紅外測溫技術。

機器視覺功能主要是對圖像進行處理，并將無關緊要的“雜質(zhì)”去掉，消除因自然環(huán)境而導致的圖像模糊，例如光照、雨水、雪花等，從而提升巡檢圖像的清晰度。在處理掉“雜質(zhì)”之后，再對圖像進行高精度匹配以及物體識別處理，能夠有效地對設備進行主動識別，并對設備的狀態(tài)進行識別，主要能夠檢測出設備的油位計表位、儀表數(shù)值、刀閘開合情況以及外觀情況等;設備熱缺陷識別功能主要是通過紅外檢測功能對互感器、變壓器等設備進行檢測，分析這些設備的母線連接頭、開關觸頭的溫度，并利用溫度升上情況以及同類設備的溫度差進行對比，從而分析出設備的溫度變化是否異常，并對該設備是否故障進行評估，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常并且能夠確定設備故障，則會自動報警，從而提醒維修人員進行及時的維修;紅外測溫技術主要是在紅外圖像識別中，利用紅外測溫技術對設備或區(qū)域的溫度進行檢測，分析各個設備、區(qū)域的溫度差異情況，并與歷史數(shù)據(jù)進行分析、對比，從而保障溫度巡檢的有效性、可靠性。

在機器人巡檢之前，可以在系統(tǒng)當中錄入變電站的設備分布、場地詳細圖、所需要巡檢設備的分布圖以及巡視線路圖，從而使機器人依據(jù)預先設定的線路進行巡視檢查，更加便利的對變電站內(nèi)設備、電路進行運維管理。

智能機器人能夠在日常巡檢工作中替代人工對變電站內(nèi)設備、線路進行有效巡檢，可以以自動、本地或遠程遙控的方式及時發(fā)現(xiàn)故障問題。巡檢過程中能夠測量設備的噪音、溫度、設備的外觀、儀表數(shù)值以及刀閘開合情況等，其具備高客觀性、高標準化、高智能化以及多樣化的巡檢特點。在巡檢過程中，能夠形成時間、線路、巡視內(nèi)容以及報表管理為一體的管理日志，從而實現(xiàn)全程巡視管理、監(jiān)控，給操作人員提供及時、可靠的設備信息，給運維管理人員提供可靠的數(shù)據(jù)分析與決策支持。

4機器人巡檢系統(tǒng)的實施成效

4.1提高設備健康水平

用機器人巡檢后，能及時發(fā)現(xiàn)設備缺陷，對不能及時處理的缺陷，能定時定期巡查監(jiān)視跟蹤，保證設備的安全穩(wěn)定運行。

4.2減輕人員勞動強度

自然條件較為惡劣的環(huán)境下，使用智能巡檢機器人代替人去巡視設備，既保證惡劣氣候巡視人員的安全又能提高巡視質(zhì)量，為變電站的安全穩(wěn)定運行提供保障。

4.3降低設備運維成本

駐點變電站安裝了遠端服務器，使巡檢機器人能實現(xiàn)遠程控制功能。當變電站無人值守而需要巡檢或其他原因無法到達變電站進行巡檢時，可在駐點的巡檢機器人系統(tǒng)后臺直接下發(fā)巡檢任務，遠程控制機器人巡檢，既節(jié)約成本，提升應急響應能力，提升工作效率。

5結(jié)束語：

隨著無人值守變電站的發(fā)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(fā)揮在電網(wǎng)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(tǒng)，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。

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