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        掛軌式巡檢機器人綜合管理平臺開發(fā)與應(yīng)用

        2018-12-21 03:25:24宋慶武官國飛
        機電信息 2018年36期
        關(guān)鍵詞:架構(gòu)人工變電站

        宋慶武 蔣 超 官國飛

        (江蘇方天電力技術(shù)有限公司,江蘇南京211102)

        0 引言

        隨著國家電網(wǎng)的發(fā)展及電力技術(shù)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(xiàn)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(nèi)電氣設(shè)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(xiàn);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(shè)備維護較為困難;隨著電網(wǎng)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(chǎn)生因人力資源、設(shè)備資源有限引起的人工巡檢不到位等情況。為了應(yīng)對運維工作的現(xiàn)狀,結(jié)合機器人技術(shù)的不斷發(fā)展,近年來巡檢機器人得到了廣泛的應(yīng)用,逐漸替代了人工巡檢方式,實現(xiàn)了遠程監(jiān)控、分析運行中的電氣設(shè)備、母線及其引接導(dǎo)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(shù)據(jù)。

        長時間的實際應(yīng)用證明了機器人巡檢的經(jīng)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(nèi)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(shù)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(chǎn)事故。而國內(nèi)現(xiàn)有巡檢機器人產(chǎn)品在應(yīng)用上有很多不足,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和功能比較單一,不能適應(yīng)多種環(huán)境、多種應(yīng)用場景的實際業(yè)務(wù)需求;與之配套的管理系統(tǒng)多為單站單套系統(tǒng)應(yīng)用,應(yīng)用面較窄,不能實現(xiàn)集中管理、多系統(tǒng)互動等功能,監(jiān)測數(shù)據(jù)的價值和監(jiān)測設(shè)備的能力沒有得到全面發(fā)掘。

        1 總體架構(gòu)

        如圖1所示,掛軌式巡檢機器人綜合應(yīng)用平臺運行于信息內(nèi)網(wǎng),由掛軌式巡檢機器人應(yīng)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(yīng)用平臺總體架構(gòu)

        掛軌式巡檢機器人應(yīng)用系統(tǒng)功能包括對采集數(shù)據(jù)的存儲、分析、展示,對機器人的遠程控制、告警聯(lián)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(jù)自動巡檢任務(wù)或手動巡檢命令運行至監(jiān)測點,采集數(shù)據(jù)上報應(yīng)用采集服務(wù)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(yīng)用采集服務(wù)器的雙向通信。

        根據(jù)系統(tǒng)業(yè)務(wù)架構(gòu)和應(yīng)用架構(gòu)的分析,對系統(tǒng)的應(yīng)用功能進行細分,結(jié)合系統(tǒng)物理架構(gòu)進行了應(yīng)用功能部署的設(shè)計。巡檢機器人綜合管理平臺支持兩級部署,既能滿足站內(nèi)本地操作需求,又能集中管理轄區(qū)部署的機器人,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中存儲、統(tǒng)一管理。

        2 業(yè)務(wù)功能描述

        (1)開發(fā)掛軌式巡檢機器人綜合應(yīng)用平臺,實現(xiàn)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(xiàn)7×24 h往復(fù)式巡檢,通過機器人云臺采集裝置采集現(xiàn)場圖像,傳輸至管控平臺進行存儲和分析,實現(xiàn)對保護、測控、通信等廠站設(shè)備的指示燈狀態(tài)、壓板狀態(tài)和表計讀數(shù)的智能判斷,對有異常的分析結(jié)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(chǎn)品接入,統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理。

        (2)試制適合變電站室內(nèi)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(nèi)設(shè)備巡檢和智能分析的要求。

        (3)研究現(xiàn)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(xiàn)場圖像分析結(jié)果等內(nèi)容整理為分析報告,存入知識庫,結(jié)合其他外部系統(tǒng)數(shù)據(jù),實現(xiàn)歸納不同條件和因素下各種設(shè)備的故障數(shù)據(jù)趨勢等多種高級應(yīng)用,為設(shè)備運行維護工作提供有效的數(shù)據(jù)支撐。

        (4)結(jié)合現(xiàn)有電網(wǎng)調(diào)度相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)、輔助監(jiān)控系統(tǒng)的運行[3],獲取室內(nèi)環(huán)境、空調(diào)運行狀態(tài)、風機運行狀態(tài)等數(shù)據(jù),同時向其他系統(tǒng)提供巡檢機器人采集分析數(shù)據(jù),實現(xiàn)系統(tǒng)間互動互通、數(shù)據(jù)共享;在其他系統(tǒng)出現(xiàn)告警時,通過數(shù)據(jù)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(xiàn)誤告警時可避免浪費人力資源,出現(xiàn)真實告警時,處理人員可提前熟悉現(xiàn)場情況,提高處理效率。具體實現(xiàn)功能如圖2所示。

        3 結(jié)語

        本項目通過對室內(nèi)掛軌式巡檢機器人及其管控平臺的應(yīng)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(chǎn)品納入平臺管理;結(jié)合省內(nèi)現(xiàn)有監(jiān)控類系統(tǒng),研究巡檢機器人在數(shù)據(jù)共享、告警聯(lián)動等方面的應(yīng)用。

        圖2 具體實現(xiàn)功能

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

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