機器人巡檢系統集控中心的應用

張鵬飛 張東輝 石風雷 孫海寧

摘要：現行無人值守變電的日常巡視主要是人工巡視為主，浪費大量的人力物力，無法及時發現站內設備的缺陷和隱患，同時集控中心人員無法實時獲取變電站設備運行工況和各類儀器儀表數值。隨著國家科技發展和電網新技術的應用，智能巡檢機器人代替傳統人工巡視。通過巡檢機器人搭載各類傳感器多角度、多手段實時采集變電站運行設備數據，通過無線局域網技術將采集的現場數據傳輸到后臺數據庫進行大數據挖掘與分析，用圖形化的形式傳送到主機界面為集控人員提供良好的視覺效果，集控人員通過現場實時數據與已有數據和圖像進行對比及時掌握現場設備狀況，遠程遙控巡檢機器人進行變電站設備的定向智能巡檢。

關鍵詞：集控系統;巡檢機器人;變電站

引言

目前變電站內設備如變壓器、斷路器、電流互感器等運檢工作還是沿用多年前的老方法，大量的日常巡檢工作還是采用人工的形式，人工抄錄數據，多次往返現場檢查設備狀況，隨著科學技術的發展及新型智能化變電站的改造，出現了設備在線監測系統、智能輔助系統、室內外巡檢機器人等運檢業務系統產生的數據比較獨立，沒有形成較高的數據綜合應用，有明顯的“信息數據孤島”問題，運檢人員對于變電站設備發生的異常不能及時響應。

目前的監控手段主要是“被動”監控，還需要依靠人工實現。變電站站內一二次設備的測溫工作主要還是依靠運行人員完成，人工手持紅外測溫儀對設備測溫，存在大量監測死角、測量頻率低、不能做到實時測量、同時運行人員無法長時間完成高質量的設備測溫工作。對于變電站設備的遠方操作，由于缺乏有效的監控手段，遠方操作結束后，仍需運行人員到現場確認設備位置，增加了人工執行、確認等工作流程及在往返設備現場所需時間，無法有效的減少運行人員的工作量。

1變電站智能監控系統架構

以220kV老滿城變電站為例，在建設集控站及打造智能終端一體化平臺的背景下，搭建站端一體化變電站智能運檢監控系統，如圖1.1。

在變電站原有輔助系統基礎上，整合數據資源，建立全方位展示變電站設備信息系統。各業務系統數據交互信息除變電站傳統的“四遙”信息以外，還包含紅外熱圖、配置文本、文件等內容。

2變電站智能監控系統特點

2.1巡檢任務管理。

首先建立變電站巡檢機器人RFID標準巡檢點位庫，運行人員可在此基礎上根據實際情況自行添加或減少點位;通過巡檢點設備樹的勾選及模糊查詢篩選功能，快速全面地確定巡檢點以及快速生成抄錄任務;巡檢任務分為全面巡檢、例行巡檢、專項巡檢、特殊巡檢等4類。

2）缺陷跟蹤。對缺陷設備進行自動跟蹤或定點監視。巡檢點位預設設備樹中有異常標識的點位，用戶可在此基礎上根據實際情況自行添加或減少點位。

3）遠方異常告警確認。在獲得 PMS 系統、站內輔助監控系統的告警信息后，機器人可自主或通過人工調用快速到達指定位置，及時查看并核實報警信息，以便迅速制定應對策略，巡檢點位由用戶根據異常告警進行設定。

4）遠方狀態確認。當設備狀態發生變化（如設備倒閘操作、事故跳閘等）時，機器人可自主或通過人工調用到達指定位置，及時查看設備分合閘狀態，核實設備的運行狀態，巡檢點位由用戶根據操作、跳閘等情況進行設定。

5）安防聯動。在獲得安防系統的告警信息后，機器人可自主或通過運行人員調用到達指定位置，判別告警信號類型，啟動相應安防巡視任務。用戶可根據安防系統最近一次告警所對應的安防點位進行點位設定。

6）協助進行應急事故處理。當變電站內發生設備爆炸等突發情況時，遠方運行人員可通過系統導航圖點選指定設備建立特巡任務，并發送指令，機器人第一時間深入事故現場，到達指定位置后，將機器人切換至后臺遙控模式，遙控調整車身位置，旋轉云臺方向，快速定位故障區域，并實時錄制和讀取現場數據，查看相鄰設備利用機器人視頻傳輸向集控站傳送現場信息，運行人員在遠方可快速掌握現場動態，確定處理方案。

2.3 實時監控

實時監控模塊用于實時監視機器人巡檢任務執行的整個過程，并可以對機器人做相應控制。任務路線將以不同顏色標示已巡和未巡設備。

2.4 綜合查詢

1）機器人狀態查詢。狀態顯示包含各設備的運行信息、通信狀態、電池狀態、機器人自身模塊信息、環境狀態及控制狀態等信息。

2）機器人告警查詢。機器人告警查詢主要實現機器人告警信息的查詢、匯總等功能。

3）識別異常點位查詢。識別異常點位查詢實現識別異常點位的查看、匯總、輸出功能。

3預期經濟效益

以 220kV老滿城變電站為例，巡檢機器人對人工巡視維為統計內容，巡視替代率達到 92.7%，年度巡視總小時數下降的表達式為[4]：

（2-1）

其中，表示年度巡視工時下降數量，表示巡視維護類型，按照國網烏魯木齊供電公司巡視標準分為大風特巡、保電預警特巡、重載特巡、停電前預警特巡、雪后和防冰閃特巡、日常巡視等六種，M表示巡視維護類型種數，表示年度內巡視類型的次數，表示巡視類型作業的平均工時，表示巡檢機器人巡視類型作業的工時降低比例。計算得出每年可減少巡視工時897小時。

4結語

通過本文的論述，集控系統與巡檢機器人相結合，解決變電站“信息數據孤島”問題，對于變電站設備出現的問題，運行人員可以通過后臺及時查看運行設備。巡檢機器人和集控系統搭載的紅外熱成像儀，實現了設備的在線測溫，提前發現設備的發熱缺陷。無人值守變電站巡檢機器人大大減少運行人員往返變電站的時間，提高工作效率。

參考文獻

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