变电站智能机器人巡视系统.doc

国家电网公司电力机器人技术实验室

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智能巡视系统方案介绍
变电站设备长期处于运行状态下，为了确保电气设备的安全稳定运行，及时发现设备的缺陷或隐患，积累状态检修原始数据，往往要求现场运行人员定期或不定期对现场设备进行巡视检查或采用红处线测温手段对设备状态进行监视。
目前，系统内各变电站上述两项工作大部份由现场运行人员完成，采用人工模式，手工抄录，工作量大，且受环境因素、人员素质等各方面的影响，容易造成巡视不到位，核对不到位情况发生，巡视效率和质量往往达不到预期效果。
另外，随着电网监控中心的实施以及变电所无人值班模式推进，500kV变电站也将实现无人值班，届时从操作站派人至变电所巡查，将进一步弱化上述工作效率，同时消耗大量的人力物力。因此，如何在智能变电站采取科学的手段，利用计算机监控技术实现变电站日常设备巡视、红外线测温、开关闸刀现场位置核对、将大大减少运行人员工作量，并产生很大的经济效益。
智能巡视的研究内容：
通过智能视频系统，自动检查开关、闸刀现场实际位置等；
配合变电站程序化控制，完成对开关、闸刀等设备操作前后现场设备状态核对工作；
对电流制热型、电压制热型设备的红外线测温巡视；
现场运行设备外观检查。
智能巡视的实施方案：
智能巡视系统由变电站智能巡检机器人和智能巡视控制分析系统组成；
在变电站现场安装满足变电站智能巡检机器人的巡视轨道；
利用变电站智能巡检机器人和固定摄像头相结合的模式，将监视范围覆盖站内所有开关、闸刀等设备；
变电站智能巡检机器人和固定摄像头将影像信息回传后台智能分析系统，系统通过图像识别等手段，确认设备状态位置以及是否运行正常；
变电站智能巡检机器人应具有移动定位功能，利用二维坐标定位系统，通过控制软件或预先设置的设备坐标，将变电站智能巡检机器人准确定位至预定位置。与程序化操作系统相结合，在需要操作某设备时，自动将机器人运行至现场设备附件，取代运行人员核对设备操作后状态。
变电站智能巡检机器人安装视频摄像头，用于基于图像的视频监视，安装红外摄像头，用于温度的监视；
变电站智能巡检机器人应具有红外成像功能，并具有图像无线远传技术，具有一定的防电磁干扰功能。
智能巡视系统的具体功能和技术要求：
对变电站智能巡检机器人的要求
变电站智能巡检机器人是一个完整而复杂的无线监测体系结构，各功能模块实现机器人在变电站现场巡视。
◇变电站智能巡检机器人建议配置太阳能充电系统或交直流快速充电系统。
◇变电站智能巡检机器人应具有移动定位功能，利用二维坐标定位系统，通过控制软件或预先设置的设备坐标，将变电站智能巡检机器人准确定位至预定位置。
◇变电站智能巡检机器人应至少安装两个摄像头(包括红外摄像头)，并具有一定的扩展性。
◇变电站智能巡检机器人应具有红外成像功能，并具有图像无线远传技术，具有一定的防电磁干扰功能。
◇变电站智能巡检机器人与程序化操作系统相结合，在需要操作某设备时，自动将运行至现场设备，取代运行人员核对设备操作后状态。
◇变电站智能巡检机器人应能适应恶劣环境下运行需求，并满足防尘、防水、抗高温、耐严寒等需求，能满足-10度至50度环境温度要求。
◇变电站智能巡检机器人应具有障碍物感应功能，巡视工作中自动规避障碍物；机器人配置变电所自动导航系统，便于选择最佳路径。
b)对设备场地的要求
◇一次设备场地应设计满足变电站智能巡检机器人的巡视通道。
◇巡视通道应合理配置，科学交叉，除主马路外包括开关、闸刀、避雷器、压变等设备的巡视通道。
◇巡视通道两侧应平整或绿化，避免杂草等障碍物妨碍变电站智能巡检机器人通行。
c)对摄像头的要求
◇变电站智能巡检机器人配置两个摄像头，视频采集摄像头和红外采集摄像头，并可通过后台遥控控制根据具体要求选择。
◇对变电站智能巡检机器人视频死区，采用安装一定数量的固定摄像头进行弥补，尽量简化现场巡视导轨敷设。
◇固定摄像头的安装采用高空俯视方式，尽量扩大可视范围及可视角度。
◇根据现场设备位置自动进行对焦及角度调整。
d)智能分析软件
智能分析软件应具有实时控制变电站智能巡检机器人的能力，包括速度、定位、异常处理能力，并完成信息的整合。能对变电站智能巡检机器人发回影像资料进行智能分析，通过对预先设置信息、同一环境下同类设备信息以及同一设备历史信息进行比较，并对分析结果进行人机对话处理。
◇自动控制变电站智能巡检机器人的巡视间隔时间，自动保存图片、影像资料；
◇实时显示变电站智能巡检机器人的设备状态，充电情况以及各部件的健康状态；
◇系统应能提供变电所所有一次设备的二维坐标，并辅助变电站智能巡检机器人进行设备定位；
◇对变电站智能巡检机器人发回影像资料进行智能分析，正常保存记录不告警，不正常发出告警信息；
◇能自动生成满足用户需求