宋慶武 蔣 超 官國飛

（江蘇方天電力技術有限公司，江蘇南京211102）

0 引言

隨著國家電網的發(fā)展及電力技術的進步，變電站、配電所的信息化、智能化水平不斷提高，500 kV以下電壓等級變電站和配電所基本實現了無人值守運行，未來500 kV及以上變電站也將普及無人值守運行；站內電氣設備運行監(jiān)控及動力環(huán)境監(jiān)測主要依靠遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)及定期人工巡檢來實現；傳統(tǒng)的在線監(jiān)測布點有限、施工繁瑣，在部分帶電區(qū)域、環(huán)境惡劣區(qū)域后期設備維護較為困難；隨著電網規(guī)模的不斷擴大，人工巡檢的工作量也在進一步加大，容易產生因人力資源、設備資源有限引起的人工巡檢不到位等情況。為了應對運維工作的現狀，結合機器人技術的不斷發(fā)展，近年來巡檢機器人得到了廣泛的應用，逐漸替代了人工巡檢方式，實現了遠程監(jiān)控、分析運行中的電氣設備、母線及其引接導線的實時狀況，監(jiān)測電氣節(jié)點的發(fā)熱溫度、變壓器的油溫/油位等數據。

長時間的實際應用證明了機器人巡檢的經濟效益和安全價值，機器人巡檢工作未來將會起到越來越重要的作用。變電站、配電房室內存在大量重點監(jiān)控區(qū)域，目前運維工作主要依靠人工巡檢，變電站及配電房分布范圍廣、數量多、巡檢區(qū)域眾多，人工巡檢的方式存在著人手不足、巡檢不到位等實際情況；在電力管廊等環(huán)境惡劣、空間狹小的區(qū)域一般人工巡檢難以覆蓋，容易發(fā)生安全生產事故。而國內現有巡檢機器人產品在應用上有很多不足，產品結構和功能比較單一，不能適應多種環(huán)境、多種應用場景的實際業(yè)務需求；與之配套的管理系統(tǒng)多為單站單套系統(tǒng)應用，應用面較窄，不能實現集中管理、多系統(tǒng)互動等功能，監(jiān)測數據的價值和監(jiān)測設備的能力沒有得到全面發(fā)掘。

1 總體架構

如圖1所示，掛軌式巡檢機器人綜合應用平臺運行于信息內網，由掛軌式巡檢機器人應用系統(tǒng)、統(tǒng)一接口平臺、自部署巡檢機器人、第三方巡檢機器人組成。

圖1 掛軌式巡檢機器人綜合應用平臺總體架構

掛軌式巡檢機器人應用系統(tǒng)功能包括對采集數據的存儲、分析、展示，對機器人的遠程控制、告警聯動；自部署巡檢機器人通過電力載波通信與統(tǒng)一接口平臺通信，負責根據自動巡檢任務或手動巡檢命令運行至監(jiān)測點，采集數據上報應用采集服務器；第三方巡檢機器人、外部系統(tǒng)通過統(tǒng)一接口平臺建立與掛軌式巡檢機器人[1]應用采集服務器的雙向通信。

根據系統(tǒng)業(yè)務架構和應用架構的分析，對系統(tǒng)的應用功能進行細分，結合系統(tǒng)物理架構進行了應用功能部署的設計。巡檢機器人綜合管理平臺支持兩級部署，既能滿足站內本地操作需求，又能集中管理轄區(qū)部署的機器人，實現數據的集中存儲、統(tǒng)一管理。

2 業(yè)務功能描述

（1）開發(fā)掛軌式巡檢機器人綜合應用平臺，實現遠程控制、監(jiān)測和評估機器人的實時運行狀態(tài)，制定并下發(fā)自動巡檢方案，實現7×24 h往復式巡檢，通過機器人云臺采集裝置采集現場圖像，傳輸至管控平臺進行存儲和分析，實現對保護、測控、通信等廠站設備的指示燈狀態(tài)、壓板狀態(tài)和表計讀數的智能判斷，對有異常的分析結果及時上報平臺；制定統(tǒng)一接口規(guī)范，支持第三方機器人產品接入，統(tǒng)一協調管理。

（2）試制適合變電站室內區(qū)域使用的掛軌式巡檢機器人，集成可見光、溫濕度、氫氣、氧氣、煙霧、噪聲等各種監(jiān)測裝置，滿足變電站室內設備巡檢和智能分析的要求。

（3）研究現場異常和事故信息快速收集機制，將發(fā)生異常和事故的時間、地點、環(huán)境狀況[2]、現場圖像分析結果等內容整理為分析報告，存入知識庫，結合其他外部系統(tǒng)數據，實現歸納不同條件和因素下各種設備的故障數據趨勢等多種高級應用，為設備運行維護工作提供有效的數據支撐。

（4）結合現有電網調度相關業(yè)務系統(tǒng)、輔助監(jiān)控系統(tǒng)的運行[3]，獲取室內環(huán)境、空調運行狀態(tài)、風機運行狀態(tài)等數據，同時向其他系統(tǒng)提供巡檢機器人采集分析數據，實現系統(tǒng)間互動互通、數據共享；在其他系統(tǒng)出現告警時，通過數據共享，獲得告警位置、類型等信息，巡檢機器人可前往告警地點，將可見光、熱成像等信號實時傳輸至管控平臺，縮短告警處理時間，在出現誤告警時可避免浪費人力資源，出現真實告警時，處理人員可提前熟悉現場情況，提高處理效率。具體實現功能如圖2所示。

3 結語

本項目通過對室內掛軌式巡檢機器人及其管控平臺的應用研究，研發(fā)機器人巡檢管控平臺，制定統(tǒng)一接口規(guī)范，將符合規(guī)范要求的第三方機器人產品納入平臺管理；結合省內現有監(jiān)控類系統(tǒng)，研究巡檢機器人在數據共享、告警聯動等方面的應用。

圖2 具體實現功能

通過本項目的研究，能夠降低設備故障和動力環(huán)境變化對電網運行的影響；通過與安防、消防等系統(tǒng)的有機結合，更好地發(fā)揮巡檢機器人在現場的作用，切實保障電力安全生產，提高生產效率，減少財產損失，節(jié)約人力資源成本。