程磊

【摘  要】变电站设备的正常工作关系到整个电站的安全生产和可靠运行，因此需要工作人员每天定期对电站运行设备进行巡检，采集设备的运行数据，并对数据分析。由于工作量较大，工作人员的技术水平良莠不齐，对工作的认真程度也各不相同，变电站的日常巡检维护不能得到充分的保障，一旦没有及时发现设备的异常状况并解决掉，就可能造成巨大的损失。为了解决此类问题，变电站巡检机器人的研究与应用应运而生。对此，文章就智能巡检机器人在变电运行中应用的有关内容进行了简要的分析。

【关键词】智能巡检机器人;变电运行;应用

1引言

当前智能机器人的科技越来越发达，使用机器人来部分或者完全的代替人工进行设备巡检，已经成为未来变电站的趋势。通过在变电站使用巡检机器人，可以更加可靠的对变电站的设备进行巡检，并且通过系统返回的数据分析，可以让运维人员对设备的工作状态更加的了解，进而减少设备发生事故的可能性。

2智能巡检机器人技术分析

2.1使用目的

智能巡检机器人一般用在室外变电站，由机器人携带热像仪、拾音器等设备，通过自控或者是遥控等方法，根据规定程序进行变电站的巡检，完成红外检测、设备热缺陷甄别等工作内容，辅助人工实现变电站的巡检。

2.2任务设定

变电站调度监控工作者可通过调控中心向智能巡检机器人发布任务，同时变电站运维工作者也可通过无人站主控室实现任务的发布，任务可以提前预先设定，也能临时发布。而智能巡检机器人在接受任务之后，就可以自动自主完成变电站巡检，通过激光传感器可以精确抵达预定位置，借助高分辨率相机实现温度与压力表等内容的图像识别，从而及时、有效采集相关装置的数据信息，最后把数据信息以无线网的模式传输至大数据分析软件对应平台内，并且得出详细的分析报告，对于变电站内存有的安全隐患可以及时发现、及时解除，从而保证变电站可以稳定运行。

3智能机器人巡检系统

3.1智能机器人巡检系统总体框架

3.1.1智能机器人系统总体框架概述

智能巡检机器人的系统控制结构主要采取的是分层式，主要分为两层：基站系统层（机器人监控后台）和移动站系统层（机器人本体）。

3.1.2智能机器人硬件和软件框架

基站的系统层的主要组成部分是后台工程机、网络集线器（HUB）、无线通讯涉笔和基站导航定位规划系统等。后台工程机系统主要是基于Windows系统，采用的是C++编程语言，其主要提供的功能是：为操作人员提供操作交互界面、监控机器人的各项状态信息、规划机器人的运动路线。移动站系统层主要分为移动本体和控制检测系统两个大模块，可以实现机器人运动控制、驱动电机控制、RFID采集、移动站导航定位、云台控制、可见光图像采集等功能。移动站控制程序是基于WINCE操作系统的，采用的是C++编程语言，其主要的功能是采集处理导航定位信息，根据后台工程机的控制命令来控制机器人的运动，上传机器人的状态信息以及机器人采集的可见光图像、红外测温图像和声音等数据。基站和移动站采用无线通信来进行数据连接，完成数据的传输和对机器人的远程遥控。整个系统可以介入到电力系统内部生产专用的光纤通信网络，实现远方控制和数据交换。

3.2机器人巡检系统的软件控制系统

机器人巡检系统的软件控制系统，可以分为三个部分：基站软件系统;移动站软件系统;微型嵌入式软件系统。这些系统分工协作，共同完成整套的巡检任务。其中的移动站系统与其他两个系统之间均有交互，自身内部也有与第三方协作的模块，这种高度祸合性使得系统设计过程中被迫做出一些拖鞋，以维护整个项目的可扩展性。在这套控制系统中，严格的来说是一个具有很强实时性的数据监控系统。具有表现在系统接受到数据后对其的处理方式是，比如：把该数据当做状态量进行展示，或当做事件对其进行实时响应，同時，基站系统也是控制中心，直接给其他两大系统下达指令。

4智能巡检机器人在变电运行中的应用

4.1具体应用

以某变电站作为研究对象，此变电站已经是无人值守模式。过去的有人值守模式中，每个变电站的正常上班人数是3人，无人值守模式之后，每值上班的人数是8人，负责的是保定地区4座500kV的变电站。并且由于变电站运维一体化的结构，变电站的维护工作增加了一百多项，使得值班人员的工作量大大增加。变电站内的巡检工作是运维工作的核心。其中包括对站内各个设备的测温、每天一次的巡检工作。使用机器人巡检系统代替人工进行巡视的时候，可以大大对的减少运维人员的工作量。智能机器人在该变电站的运行情况如下：（1）机器人的运行速度较慢，一次性对变电站的所有设备进行巡检，大约需要六个小时左右。而且在巡检完所有的设备之后，机器人饿电量所剩无几。为了保证机器人在巡检工作之后还能够存留一部分电量，我们可以将变电站的全部区域分为两个区域，这样机器人在巡检的时候，需要进行两次，那么以两天为一个期限进行巡视，检查各个设备的具体情况等。（2）机器人在投用之后，人工巡视也不应该抛弃，还需要人工巡视对机器人采集的数据进行验证。而且机器人也并不能完全的检测出设备的全部问题，例如瓷瓶裂纹等，所以人工巡视时非常必要的，作为机器人巡视的补充，可以合理的减少巡视的次数。（3）对于红外测温，机器人每周两次对变电站的设备进行检测，机器人每次都是固定的角度对设备测温，所以还需要人工对设备进行测温，从而保证设备不被遗漏，目前为止站内的人工测温是每个月一次。（4）当遇到危险情况的时候，机器人可以代替人工对设备进行检测。而且当天气比较恶劣的时候，机器人也可以代替人工随时监测。为了更好的使机器人在变电站内起到应有的作用，运维人员需要对机器人随时进行检查，而且制定合理的任务，对异常情况能够及时的进行处理。员的效率，从而降低设备发生故障的概率，减少变电站不必要的损失，使得无人值守模式更加的安全有效。

4.2应用的效益

4.2.1安全效益

通过在变电站对机器人系统的应用，对变电站内设备的温度进行测量，设备的仪表读数与无人值守模式完美的结合在一起，从而实现全站的设备监控。巡检机器人在变电站内的运行过程中，已经发现了很多次的设备发热和其他的安全隐患，从而提升了设备的可用性，保障了变电站的安全稳定运行。

4.2.2经济效益

（1）当前的变电站正在实施无人值守模式，另外运维一体化模式也正在执行，变电站的工作量也大大增加。在使用智能机器人之后，不仅可以大大的降低巡检人员的工作量，还可以降低巡视人员麻痹大意等导致设备缺陷发展为事故的可能，也可以提高变电站的可靠性和安全性，也可以使得运维人员的精力可以放在其他生产工作中。500kV的变电站是远离城镇，环境比较恶劣的，在这样恶劣的环境下，工作人员对工作的热情大大降低，从而使得工作效率也大大降低，如果能够采取机器人投入工作，那么可以保证对设备的高质量巡检工作。通过以下方式可以大大的减少工作人员的劳动量;每天巡检设备记录数据;当出现恶劣天气的时候，机器人可以代替人工对设备进行检测;日常对设备的测温工作。（2）变电站机器人在运行之后曾经多次的发现设备发热的故障，并且可以及时的报警，从而大大的降低了重大事故的发生，降低了变电站的经济损失。

5结束语

随着科学技术的进步与发展，深化变电站科学管理能力是未来的趋势。基于此，变电站运维工作积极推广与应用智能巡检机器人，实施变电站日常巡检工作，这样既为变电站运维工作提供便利性，也促进电力行业的进一步发展。

参考文献：

[1]陈瑶.变电站智能巡检机器人全局路径规划设计与实现[D].山东大学，2015.

（作者单位：国网山西省电力公司晋中供电公司）