楊軍偉　曹海

摘 要：科技技術(shù)是第一生產(chǎn)力，是推動現(xiàn)代生產(chǎn)力發(fā)展的重要因素和重要力量。智能巡檢機器人在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用節(jié)約了人力、物力、財力，大大提高了工作效率，文章通過集控站模式下智能巡檢機器人的功能設(shè)計以及在滁州電網(wǎng)的應(yīng)用，并結(jié)合集控站智能巡檢機器人的發(fā)展方向，對系統(tǒng)優(yōu)勢以及存在的不足和缺陷進行了分析討論。集控站智能巡檢機器人在滁州電網(wǎng)已開展規(guī)模應(yīng)用，實踐表明集控站智能巡檢機器人應(yīng)用效果良好，具有廣闊的應(yīng)用價值和推廣價值。

關(guān)鍵詞：集控站；變電設(shè)備巡檢；智能機器人；電力系統(tǒng)

引言

隨著社會的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模的不斷發(fā)展壯大，電力設(shè)備數(shù)量幾何級增長，電力設(shè)備定期巡視是電力系統(tǒng)一項重要的常規(guī)開展工作，如何高效開展一次設(shè)備運維，解決結(jié)構(gòu)性缺員是當前面臨的重要課題。采用新技術(shù)、新手段減輕變電站運維人員負擔(dān)，有效保障設(shè)備安全可靠運行，是電力系統(tǒng)發(fā)展的方向。變電站智能巡檢機器人的發(fā)明與應(yīng)用，對變電站設(shè)備形成全覆蓋、全監(jiān)控方式，可以實時掌握變電設(shè)備的運行參數(shù)，也為變電設(shè)備的狀態(tài)檢修和全壽命周期管理提供了基礎(chǔ)依據(jù)，大大提高了變電站設(shè)備運行的安全可靠性。

1 變電站巡檢技術(shù)介紹

在電力系統(tǒng)中，電力設(shè)備定期巡視是一項非常重要的工作，它是設(shè)備運維的基礎(chǔ)。目前滁州供電公司共運維管轄變電站47座，包括220kV變電站10座，110kV變電站36座，35kV變電站1座，其中一次設(shè)備共22106條次，主要一次設(shè)備主變92臺、斷路器開關(guān)2361臺等。47座變電站根據(jù)區(qū)域分屬于四個變電運維班管轄。其中變電運維一班管轄19座，變電運維二班管轄12座，變電運維三班管轄10座，變電運維四班管轄6座，從事變電運行崗位人員共58人。在變電站設(shè)備巡視方面主要開展的工作：正常巡視（220kV變電站每周1次、110kV變電站兩周1次）、全面巡視（220kV變電站每月1次、110kV變電站兩月1次）、熄燈巡視（每月1次）、特殊巡檢（根據(jù)實際情況要求）。

變電站智能巡檢機器人屬于典型的特種行業(yè)機器人，其研究應(yīng)用范圍越來越廣泛，在國內(nèi)外形成了獨特的電力特種機器人應(yīng)用研究領(lǐng)域。目前，國家電網(wǎng)公司也對推廣智能化機器人巡檢應(yīng)用的工作制定了方案，加快推進智能機器人巡檢應(yīng)用進行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一研發(fā)、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一部署，建立智能機器人巡檢、人工巡檢和專業(yè)帶電檢測相結(jié)合的設(shè)備巡檢體系，重點開展智能機器人的標準化巡檢、設(shè)備紅外測溫、紫外電暈檢測、惡劣天氣和危險環(huán)境巡檢等工作。滁州公司瑯譙運維站引進兩臺智能巡檢機器人，每臺智能巡檢機器人負責(zé)四座變電站的巡檢工作，取得了非常好的應(yīng)用效果。

2 集控站智能巡檢機器人關(guān)鍵技術(shù)

智能巡檢機器人是基于機電一體化技術(shù)、無軌化導(dǎo)航技術(shù)、多傳感器融合技術(shù)、電磁兼容技術(shù)、行為規(guī)劃技術(shù)及無線傳感技術(shù)為一體的復(fù)雜綜合系統(tǒng)，主要包含安全防護單元、底盤及驅(qū)動單元、供電單元、主控單元、通訊單元、導(dǎo)航單元、拾音對講單元等模塊，具備無軌化、可調(diào)配、智能化、集群化、耐高寒與高溫、運行時長的優(yōu)勢。

集控站智能巡檢機器人系統(tǒng)采用分級分層式控制結(jié)構(gòu)，共分為三層結(jié)構(gòu)：運維站控制層、本地監(jiān)控控制層和車載端移動控制層。運維站控制層主要由監(jiān)控計算機系統(tǒng)、交換機以及相應(yīng)的電力通訊設(shè)備組成，實現(xiàn)不同變電站的機器人人機對話和數(shù)據(jù)搜集、儲存、分析和判斷；本地監(jiān)控主站系統(tǒng)由數(shù)據(jù)服務(wù)器、交換機以及無線通訊設(shè)備等組成，監(jiān)控系統(tǒng)基于Windows系統(tǒng)，采用面向?qū)ο缶幊陶Z言開發(fā)設(shè)計，提供友好的操作交互界面，完成監(jiān)測功能，同時對搜集的數(shù)據(jù)進行分儲存、分析，并給出專家診斷功能；車載端移動控制層主要由運動控制、導(dǎo)航定位、巡視監(jiān)測、激光雷達、高清云臺以及通訊系統(tǒng)等模塊組成，實現(xiàn)智能巡檢機器人的運動控制、數(shù)據(jù)采集上傳、遙控巡視和自動規(guī)劃巡視等功能。

智能巡檢機器人實現(xiàn)的功能主要有定點定路徑、指定點巡檢、遙控巡檢、高清可見光與紅外實時視頻監(jiān)控、變壓器和電抗器噪聲監(jiān)測、SF6泄露檢測、紅外測溫與故障報警、可見光圖像智能判別、巡檢報表分析與歷史數(shù)據(jù)分析等功能，以自主或遙控的方式，在無人值守的環(huán)境中替代人工執(zhí)行巡檢任務(wù)。

3 集控站智能巡檢機器人現(xiàn)場應(yīng)用

瑯譙集控站管轄變電站中的8座變電站列入到智能巡檢機器人巡檢范圍。本期共配置兩套機器人，每套變電站智能機器人巡檢4座變電站。1號智能巡檢機器人巡檢220kV滁縣站和110kV襄河站、瑯琊站、龍蟠站，2號智能巡檢機器人巡檢220kV黃栗樹變、深秀變和110kV太平變、烏衣變。滁州供電公司220kV瑯譙運維站駐地在220kV滁縣變電站，一套機器人存儲在該站，另一套機器人存儲在220kV黃栗樹變。

智能巡檢機器人主要巡檢內(nèi)容包括八座變電站戶外一次設(shè)備（主要包括主變、斷路器、避雷器、電流互感器、電壓互感器、隔離閘刀等）的外觀、聲音、溫度、油位、SF6氣體密度、避雷器泄漏電流、分合狀態(tài)指示等各類表計讀數(shù)（人工巡視無法直接看到的除外），隔離開關(guān)的分合狀態(tài)、全部一次設(shè)備本體和接頭的紅外測溫等。針對每臺智能巡檢機器人將以自主或遙控的方式，對室外主變區(qū)域、220kV、110kV、35kV等區(qū)域的高壓設(shè)備進行紅外溫度監(jiān)測、可見光視頻拍攝、儀表圖像識別等任務(wù)。在任務(wù)完成后可以返回充電房進行自主充電，巡檢過程中可以實時將巡檢數(shù)據(jù)上傳到客戶端，方便運維人員查看。在主控室內(nèi)放置一臺數(shù)據(jù)服務(wù)器，并通過路由接入專網(wǎng)。省公司也可以通過專屬集控軟件訪問本地機器人系統(tǒng)。

目前滁州電網(wǎng)智能巡檢機器人開展的主要工作：（1）設(shè)備定時巡檢、臨時巡檢、遙控巡檢；（2）高清可見光與紅外實時視頻監(jiān)控；（3）紅外測溫與故障報警；（4）可見光圖像智能判別：表計智能識別與報警；（5）巡檢報表分析與歷史數(shù)據(jù)分析；（6）微氣象數(shù)據(jù)采集等。

4 智能巡檢機器人面臨的問題

智能巡檢機器人在導(dǎo)航方式上采用磁導(dǎo)航，很大程度上限制了機器人的巡視路徑規(guī)劃，使被檢測目標和待檢測目標覆蓋率降低，很難實現(xiàn)全覆蓋。其次智能巡檢機器人在障礙的識別上需要進一步優(yōu)化，在變電站設(shè)備有檢修工作情況下，圍欄設(shè)置在常規(guī)開展的安全措施之一，如何繞過安全圍欄開展巡視工作也是面臨的課題之一。

5 結(jié)束語

經(jīng)過數(shù)年的研究和實踐，智能巡檢機器人模式作為一種全新的變電站設(shè)備運行維護方式，以支撐并部分代替人工巡檢工作，可以減輕變電運行人員的勞動強度，并緩解日益嚴重的行業(yè)結(jié)構(gòu)性缺員問題。電力系統(tǒng)是一個復(fù)雜而又結(jié)構(gòu)龐大的系統(tǒng)，它關(guān)系到社會民生。利用新技術(shù)更好地保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，集控站模式智能巡檢機器人系統(tǒng)設(shè)計理念科學(xué)，技術(shù)先進，抗電磁干擾能力強，符合目前電力系統(tǒng)變電運行管理工作的實際需求，并且具有操作靈活、功能豐富擴展方便、人際界面友好交互性強，為無人值班模式下的變電站運維提供了創(chuàng)新型的技術(shù)檢測手段，具有非常廣闊的推廣應(yīng)用前景。

參考文獻

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[2]毛琛琳，張功望，劉毅.智能機器人巡檢系統(tǒng)在變電站中的應(yīng)用[J].電網(wǎng)與清潔能源，2009，9.

作者簡介：楊軍偉（1985-），男，河南周口人，研究生學(xué)歷，工程師，從事電力一次、二次設(shè)備運行維護以及檢修管理、變電站設(shè)備大修、技改工程管理等，工作單位：國網(wǎng)安徽省電力公司滁州供電公司。

曹海（1976-），男，安徽滁州人，大學(xué)學(xué)歷，工程師，從事電力設(shè)備運行維護等，工作單位：國網(wǎng)安徽省電力公司滁州供電公司。