一種電力物聯(lián)網(wǎng)在變電站巡視中的應(yīng)用方法淺析

魏永柱

【摘 ?要】變電站是用電和供電之間的橋梁，在電力系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。變電站智能化建設(shè)強(qiáng)大智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)條件，現(xiàn)階段智能變電站的主要特點(diǎn)有三種，分別是，信息一體化，電力設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化和電網(wǎng)輔助系統(tǒng)智能化。近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，電力物聯(lián)網(wǎng)也被廣泛關(guān)注。本研究以電力物聯(lián)網(wǎng)提升電網(wǎng)運(yùn)維效率為基礎(chǔ)，分析了現(xiàn)階段變電站巡視工作的現(xiàn)狀和存在的問題，并且有著對(duì)性的提出了一種智能機(jī)器人代替人工巡視變電站的方法，探討其應(yīng)用功能以及在電力系統(tǒng)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的作用。

【關(guān)鍵詞】電力物聯(lián)網(wǎng);變電站巡視;應(yīng)用方法

引言

隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)智能化已經(jīng)成為一種新的趨勢(shì)。為使電網(wǎng)智能化，研究人選采用先進(jìn)的信息傳輸和控制技術(shù)，創(chuàng)造出了具有中國(guó)特色的智能電網(wǎng)系統(tǒng)，其特點(diǎn)包括，信息化，自動(dòng)化，互動(dòng)化。電網(wǎng)智能系統(tǒng)依賴于電網(wǎng)每個(gè)重要環(huán)節(jié)的穩(wěn)定運(yùn)行，以及電網(wǎng)參數(shù)的在線監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)信息控制，所以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用至關(guān)重要。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是指通過互聯(lián)網(wǎng)將人與物，或者是物與物相互聯(lián)系起來，從而實(shí)現(xiàn)信息交互應(yīng)用?，F(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為電網(wǎng)智能化的推助起，其技術(shù)的應(yīng)用滲透到電網(wǎng)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的各個(gè)方面，形成了電力物聯(lián)網(wǎng)。電力物聯(lián)網(wǎng)可以全面提高智能電網(wǎng)各方面的信息感知識(shí)深度、廣度和密度，促進(jìn)智能電網(wǎng)的全面發(fā)展。研究和使用電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)改進(jìn)現(xiàn)有電力生產(chǎn)模式，改善現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)管理效率非常重要。

1.變電站巡視現(xiàn)狀

當(dāng)前階段，變電站高壓區(qū)域的監(jiān)測(cè)通常使用兩種方式同時(shí)進(jìn)行。一種方法是使用在線視頻監(jiān)控，即在變電站的高壓區(qū)域選擇正確位置，在該位置安裝高清監(jiān)控設(shè)備或紅外相機(jī)設(shè)備，以便監(jiān)視變電站的整個(gè)高壓區(qū)域。另一方法是人工檢查，

維修人員配備雙筒望遠(yuǎn)鏡、紅外測(cè)溫儀、紅外攝像機(jī)等設(shè)備，跟隨高壓區(qū)域的監(jiān)測(cè)路線，觀察每一個(gè)高壓測(cè)量點(diǎn)，記錄變電站總體情況及設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，盡可能的提前發(fā)現(xiàn)問題并組織修復(fù)。

可以看到，人工巡視的方式非常麻煩，不但效率低下，而且還要耗費(fèi)大量的人力和物力。由于檢測(cè)點(diǎn)分散，檢測(cè)過程單一乏味，檢測(cè)結(jié)果可能會(huì)受到巡視檢測(cè)人員的心理素質(zhì)、工作環(huán)境、技能水平等多方面因素影響，導(dǎo)致存在漏檢忘檢現(xiàn)象，無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)變電系統(tǒng)存在的問題，這樣會(huì)使檢測(cè)到的數(shù)據(jù)不能準(zhǔn)確和及時(shí)地進(jìn)入電力信息管理系統(tǒng)。隨著智能電力的建設(shè)逐漸加快，無人監(jiān)督值守的變電站增多，巡邏的工作量也隨之增加。然而，因?yàn)槿藛T短缺，導(dǎo)致巡視的質(zhì)量和時(shí)間不能得以保證，所以當(dāng)前變電站巡視迫切需要一個(gè)集系統(tǒng)化、智能化、高效化為一體的巡視方式和解決方案。

2.智能巡視機(jī)器人

針對(duì)現(xiàn)階段變電站巡視工作存在的問題，我們結(jié)合電力物聯(lián)網(wǎng)在變電站巡視過程中的應(yīng)用，研究出一種使用智能機(jī)器人代替人工進(jìn)行巡視檢測(cè)的方法。

這種智能巡視機(jī)器人的監(jiān)測(cè)手段包括：紅外熱像采集處理，高清可見光圖像采集處理以及智能識(shí)別。同時(shí)，它還可以在現(xiàn)場(chǎng)接受聲音信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行處理分析等。智能巡視機(jī)器人的紅外采集處理功能可以測(cè)量變電站主變溫度和母線基礎(chǔ)溫度，可以使熱缺陷被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，完全代替了現(xiàn)存的人工紅外槍測(cè)試。高清可見光圖像采集處理可以采集現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)照片，并返回檢測(cè)系統(tǒng)以便人工分析。現(xiàn)場(chǎng)的聲音信號(hào)采集處理可以檢測(cè)變壓器工作情況，變壓器的工作狀態(tài)可以通過測(cè)量變壓器的聲音是否正常來確定。智能機(jī)器人的工作原理極其簡(jiǎn)單：根據(jù)計(jì)劃確定的好檢查路徑和暫停點(diǎn)，使智能機(jī)器人自動(dòng)感應(yīng)設(shè)備方向，移向設(shè)備并對(duì)其進(jìn)行全方位掃描，遇到重點(diǎn)設(shè)備，比如連接器，智能巡視機(jī)器人可以調(diào)整鏡頭并放大設(shè)備圖片，以便對(duì)設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)觀察和研究。其還可以結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)監(jiān)控電壓變化以及電站高壓區(qū)域的運(yùn)行狀態(tài)，使電壓設(shè)備的安全風(fēng)險(xiǎn)能夠及時(shí)被檢測(cè)到。

變電站的智能巡視機(jī)器人系統(tǒng)是分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，詳細(xì)見圖1，整體分為三層，即基礎(chǔ)層、通信層和終端層。巡視機(jī)器人后臺(tái)，組件，錄像機(jī)硬盤，硬件防火墻和智能控制分析軟件組成了其基礎(chǔ)層。通信層則由網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、無線橋等組成，通信層是基礎(chǔ)層和終端層的智能網(wǎng)絡(luò)通道。終端層：包括智能巡視機(jī)器人，充電攝像頭和固定監(jiān)控設(shè)備等。該系統(tǒng)支持多個(gè)變電站同時(shí)進(jìn)行控制，控制中心可使用集控模式對(duì)多個(gè)智能機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，使它們更高效的對(duì)變電站進(jìn)行巡視檢測(cè)。

使用智能巡視機(jī)器人巡邏檢查變電站，其不但具有人工的靈活性和智慧性，

同時(shí)，它還能克服并彌補(bǔ)人工巡檢中存在的一些缺陷和不足。智能機(jī)器人的應(yīng)用，有效降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，減少變電站運(yùn)行維護(hù)成本，提高正常巡邏作業(yè)的效率，增強(qiáng)自動(dòng)化管理和智能化管理的科技水平，為智能變電站和無人值守變電站提供創(chuàng)新型技術(shù)檢測(cè)手段，并為它們提供了綜合安全保障。智能巡視機(jī)器人是電力系統(tǒng)智能化的發(fā)展及引導(dǎo)方向，由于它的出現(xiàn)，使變電站智能管理進(jìn)程得以快速推進(jìn)。

智能巡視機(jī)器人經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證，其系統(tǒng)運(yùn)行可靠，檢測(cè)正確。使用一個(gè)智能巡視機(jī)器人就可以將巡視人員工作量減少到約每周26小時(shí)。工作時(shí)間平均每天僅為4小時(shí)，大大降低了人力資源與時(shí)間成本。

3.智能巡視機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)

變電站智能機(jī)器人巡視監(jiān)控系統(tǒng)可顯著改善變電站運(yùn)行管理情況：（1）引進(jìn)智能巡視機(jī)器人對(duì)變電站高壓區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過對(duì)原有維護(hù)管理模式進(jìn)行改造，大大提高了變電站管理的自動(dòng)化和精確化，降低了巡視人員工作強(qiáng)度，提升了效率和優(yōu)化程度。（2）運(yùn)維人員可以通過智能機(jī)器人巡視系統(tǒng)實(shí)時(shí)觀察監(jiān)測(cè)各變電站高壓區(qū)域，還可以指令機(jī)器人去觀察某一設(shè)備及其部件的相關(guān)情況和數(shù)據(jù)，其為無人值守變電站提供額外的技術(shù)監(jiān)測(cè)手段，以提高其運(yùn)行可靠性。（3）由之前的人工巡視模式變?yōu)槿藱C(jī)結(jié)合巡視模式，智能巡視機(jī)器人通過預(yù)檢發(fā)現(xiàn)問題后，由人工進(jìn)行確認(rèn)和檢修，提高了工作效率和準(zhǔn)確度。

4.結(jié)論

隨著電力可靠性要求的提高以及電網(wǎng)的發(fā)展和設(shè)備的增加，使得電網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)需要達(dá)到更高的標(biāo)準(zhǔn)。電力物聯(lián)網(wǎng)是電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，它的有效應(yīng)用可以大大提高電網(wǎng)維護(hù)的效率，減少運(yùn)維人員壓力，促進(jìn)電網(wǎng)管理走向更高的水平。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司徐州供電分公司）