機(jī)器人巡檢系統(tǒng)集控中心的應(yīng)用

張鵬飛 張東輝 石風(fēng)雷 孫海寧

摘要：現(xiàn)行無(wú)人值守變電的日常巡視主要是人工巡視為主，浪費(fèi)大量的人力物力，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)站內(nèi)設(shè)備的缺陷和隱患，同時(shí)集控中心人員無(wú)法實(shí)時(shí)獲取變電站設(shè)備運(yùn)行工況和各類(lèi)儀器儀表數(shù)值。隨著國(guó)家科技發(fā)展和電網(wǎng)新技術(shù)的應(yīng)用，智能巡檢機(jī)器人代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工巡視。通過(guò)巡檢機(jī)器人搭載各類(lèi)傳感器多角度、多手段實(shí)時(shí)采集變電站運(yùn)行設(shè)備數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)將采集的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)挖掘與分析，用圖形化的形式傳送到主機(jī)界面為集控人員提供良好的視覺(jué)效果，集控人員通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與已有數(shù)據(jù)和圖像進(jìn)行對(duì)比及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀況，遠(yuǎn)程遙控巡檢機(jī)器人進(jìn)行變電站設(shè)備的定向智能巡檢。

關(guān)鍵詞：集控系統(tǒng);巡檢機(jī)器人;變電站

引言

目前變電站內(nèi)設(shè)備如變壓器、斷路器、電流互感器等運(yùn)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(shù)據(jù)，多次往返現(xiàn)場(chǎng)檢查設(shè)備狀況，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及新型智能化變電站的改造，出現(xiàn)了設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、智能輔助系統(tǒng)、室內(nèi)外巡檢機(jī)器人等運(yùn)檢業(yè)務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)比較獨(dú)立，沒(méi)有形成較高的數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用，有明顯的“信息數(shù)據(jù)孤島”問(wèn)題，運(yùn)檢人員對(duì)于變電站設(shè)備發(fā)生的異常不能及時(shí)響應(yīng)。

目前的監(jiān)控手段主要是“被動(dòng)”監(jiān)控，還需要依靠人工實(shí)現(xiàn)。變電站站內(nèi)一二次設(shè)備的測(cè)溫工作主要還是依靠運(yùn)行人員完成，人工手持紅外測(cè)溫儀對(duì)設(shè)備測(cè)溫，存在大量監(jiān)測(cè)死角、測(cè)量頻率低、不能做到實(shí)時(shí)測(cè)量、同時(shí)運(yùn)行人員無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間完成高質(zhì)量的設(shè)備測(cè)溫工作。對(duì)于變電站設(shè)備的遠(yuǎn)方操作，由于缺乏有效的監(jiān)控手段，遠(yuǎn)方操作結(jié)束后，仍需運(yùn)行人員到現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)設(shè)備位置，增加了人工執(zhí)行、確認(rèn)等工作流程及在往返設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)所需時(shí)間，無(wú)法有效的減少運(yùn)行人員的工作量。

1變電站智能監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)

以220kV老滿(mǎn)城變電站為例，在建設(shè)集控站及打造智能終端一體化平臺(tái)的背景下，搭建站端一體化變電站智能運(yùn)檢監(jiān)控系統(tǒng)，如圖1.1。

在變電站原有輔助系統(tǒng)基礎(chǔ)上，整合數(shù)據(jù)資源，建立全方位展示變電站設(shè)備信息系統(tǒng)。各業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互信息除變電站傳統(tǒng)的“四遙”信息以外，還包含紅外熱圖、配置文本、文件等內(nèi)容。

2變電站智能監(jiān)控系統(tǒng)特點(diǎn)

2.1巡檢任務(wù)管理。

首先建立變電站巡檢機(jī)器人RFID標(biāo)準(zhǔn)巡檢點(diǎn)位庫(kù)，運(yùn)行人員可在此基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)際情況自行添加或減少點(diǎn)位;通過(guò)巡檢點(diǎn)設(shè)備樹(shù)的勾選及模糊查詢(xún)篩選功能，快速全面地確定巡檢點(diǎn)以及快速生成抄錄任務(wù);巡檢任務(wù)分為全面巡檢、例行巡檢、專(zhuān)項(xiàng)巡檢、特殊巡檢等4類(lèi)。

2）缺陷跟蹤。對(duì)缺陷設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)跟蹤或定點(diǎn)監(jiān)視。巡檢點(diǎn)位預(yù)設(shè)設(shè)備樹(shù)中有異常標(biāo)識(shí)的點(diǎn)位，用戶(hù)可在此基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)際情況自行添加或減少點(diǎn)位。

3）遠(yuǎn)方異常告警確認(rèn)。在獲得 PMS 系統(tǒng)、站內(nèi)輔助監(jiān)控系統(tǒng)的告警信息后，機(jī)器人可自主或通過(guò)人工調(diào)用快速到達(dá)指定位置，及時(shí)查看并核實(shí)報(bào)警信息，以便迅速制定應(yīng)對(duì)策略，巡檢點(diǎn)位由用戶(hù)根據(jù)異常告警進(jìn)行設(shè)定。

4）遠(yuǎn)方狀態(tài)確認(rèn)。當(dāng)設(shè)備狀態(tài)發(fā)生變化（如設(shè)備倒閘操作、事故跳閘等）時(shí)，機(jī)器人可自主或通過(guò)人工調(diào)用到達(dá)指定位置，及時(shí)查看設(shè)備分合閘狀態(tài)，核實(shí)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，巡檢點(diǎn)位由用戶(hù)根據(jù)操作、跳閘等情況進(jìn)行設(shè)定。

5）安防聯(lián)動(dòng)。在獲得安防系統(tǒng)的告警信息后，機(jī)器人可自主或通過(guò)運(yùn)行人員調(diào)用到達(dá)指定位置，判別告警信號(hào)類(lèi)型，啟動(dòng)相應(yīng)安防巡視任務(wù)。用戶(hù)可根據(jù)安防系統(tǒng)最近一次告警所對(duì)應(yīng)的安防點(diǎn)位進(jìn)行點(diǎn)位設(shè)定。

6）協(xié)助進(jìn)行應(yīng)急事故處理。當(dāng)變電站內(nèi)發(fā)生設(shè)備爆炸等突發(fā)情況時(shí)，遠(yuǎn)方運(yùn)行人員可通過(guò)系統(tǒng)導(dǎo)航圖點(diǎn)選指定設(shè)備建立特巡任務(wù)，并發(fā)送指令，機(jī)器人第一時(shí)間深入事故現(xiàn)場(chǎng)，到達(dá)指定位置后，將機(jī)器人切換至后臺(tái)遙控模式，遙控調(diào)整車(chē)身位置，旋轉(zhuǎn)云臺(tái)方向，快速定位故障區(qū)域，并實(shí)時(shí)錄制和讀取現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，查看相鄰設(shè)備利用機(jī)器人視頻傳輸向集控站傳送現(xiàn)場(chǎng)信息，運(yùn)行人員在遠(yuǎn)方可快速掌握現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)，確定處理方案。

2.3 實(shí)時(shí)監(jiān)控

實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊用于實(shí)時(shí)監(jiān)視機(jī)器人巡檢任務(wù)執(zhí)行的整個(gè)過(guò)程，并可以對(duì)機(jī)器人做相應(yīng)控制。任務(wù)路線將以不同顏色標(biāo)示已巡和未巡設(shè)備。

2.4 綜合查詢(xún)

1）機(jī)器人狀態(tài)查詢(xún)。狀態(tài)顯示包含各設(shè)備的運(yùn)行信息、通信狀態(tài)、電池狀態(tài)、機(jī)器人自身模塊信息、環(huán)境狀態(tài)及控制狀態(tài)等信息。

2）機(jī)器人告警查詢(xún)。機(jī)器人告警查詢(xún)主要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人告警信息的查詢(xún)、匯總等功能。

3）識(shí)別異常點(diǎn)位查詢(xún)。識(shí)別異常點(diǎn)位查詢(xún)實(shí)現(xiàn)識(shí)別異常點(diǎn)位的查看、匯總、輸出功能。

3預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益

以 220kV老滿(mǎn)城變電站為例，巡檢機(jī)器人對(duì)人工巡視維為統(tǒng)計(jì)內(nèi)容，巡視替代率達(dá)到 92.7%，年度巡視總小時(shí)數(shù)下降的表達(dá)式為[4]：

（2-1）

其中，表示年度巡視工時(shí)下降數(shù)量，表示巡視維護(hù)類(lèi)型，按照國(guó)網(wǎng)烏魯木齊供電公司巡視標(biāo)準(zhǔn)分為大風(fēng)特巡、保電預(yù)警特巡、重載特巡、停電前預(yù)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(hù)類(lèi)型種數(shù)，表示年度內(nèi)巡視類(lèi)型的次數(shù)，表示巡視類(lèi)型作業(yè)的平均工時(shí)，表示巡檢機(jī)器人巡視類(lèi)型作業(yè)的工時(shí)降低比例。計(jì)算得出每年可減少巡視工時(shí)897小時(shí)。

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文的論述，集控系統(tǒng)與巡檢機(jī)器人相結(jié)合，解決變電站“信息數(shù)據(jù)孤島”問(wèn)題，對(duì)于變電站設(shè)備出現(xiàn)的問(wèn)題，運(yùn)行人員可以通過(guò)后臺(tái)及時(shí)查看運(yùn)行設(shè)備。巡檢機(jī)器人和集控系統(tǒng)搭載的紅外熱成像儀，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的在線測(cè)溫，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備的發(fā)熱缺陷。無(wú)人值守變電站巡檢機(jī)器人大大減少運(yùn)行人員往返變電站的時(shí)間，提高工作效率。

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