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1、【電力工程論文】智能配電站室內(nèi)電力巡檢機(jī)器人應(yīng)用
摘要:從智能運(yùn)維管理平臺、站控平臺、監(jiān)測裝置3個層面介紹了室內(nèi)電力巡檢機(jī)器人系統(tǒng)的構(gòu)成,系統(tǒng)通過搭載可見光、紅外熱像儀和聲音采集器等傳感器,在呼和浩特供電局呼和佳地開閉站實(shí)際使用后,可自動完成配電站室內(nèi)設(shè)備的巡檢任務(wù),巡檢數(shù)據(jù)自動歸檔,降低了人員勞動強(qiáng)度,提高了巡檢效率。認(rèn)為電力巡檢機(jī)器人開展巡檢工作具有自動化程度高、可實(shí)時(shí)監(jiān)測、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:配電站;電力巡檢機(jī)器人;狀態(tài)檢修;全壽命周期管理;智能化運(yùn)維
引言
配電網(wǎng)是電力傳輸網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分,其運(yùn)行穩(wěn)定性與可靠性直接影響供電
2、質(zhì)量。配電網(wǎng)傳統(tǒng)的人工巡檢方式受人員素質(zhì)、檢測工具及環(huán)境因素等條件的制約,巡檢質(zhì)量往往得不到保證[1-2]。隨著自動檢測技術(shù)的快速發(fā)展,巡檢機(jī)器人在電力系統(tǒng)逐步得到了應(yīng)用[3-5]。機(jī)器人不易受環(huán)境影響,能夠適時(shí)檢測并反饋設(shè)備狀態(tài),可協(xié)助運(yùn)檢人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患,保障設(shè)備正常運(yùn)行。
1室內(nèi)電力巡檢機(jī)器人系統(tǒng)介紹
1.1系統(tǒng)架構(gòu)
室內(nèi)電力巡檢機(jī)器人可采用自主或遙控方式進(jìn)行控制,其系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。
1.1.1智能運(yùn)維管理平臺智能運(yùn)維管理平臺面向區(qū)域內(nèi)所有智能配電站,提供所有監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集與分析服務(wù)。
1.1.2站控
3、平臺站控平臺部置于配電站(室),完成站內(nèi)所有采集子系統(tǒng)傳感器數(shù)據(jù)的收集工作,并提供巡檢機(jī)器人的運(yùn)行管理服務(wù)。
1.1.3監(jiān)測裝置監(jiān)測裝置布置于站內(nèi)數(shù)據(jù)采集終端,分電力運(yùn)行監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測及安防監(jiān)測3個功能模塊。
1.2后臺管理系統(tǒng)
后臺管理系統(tǒng)由以下3個部分組成。
1.2.1巡檢任務(wù)調(diào)度及控制系統(tǒng)通過調(diào)度員的配置,智能巡檢系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對配電站內(nèi)檢測柜體特殊部位、特定參數(shù)的巡檢;并結(jié)合任務(wù)調(diào)度系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)全自動輪巡、定點(diǎn)巡視、故障檢查等多種工作模式[6]。
1.2.2巡查信息反饋模塊巡檢探測器巡查后的巡視數(shù)據(jù)可通過巡查傳輸
4、系統(tǒng)傳輸?shù)较到y(tǒng)后臺,并按照指定格式存入數(shù)據(jù)庫,供用戶調(diào)閱。
1.2.3健康評價(jià)體系服務(wù)器對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比計(jì)算后,及時(shí)將數(shù)據(jù)從各布控點(diǎn)匯集至監(jiān)控中心,保證檢測條目零疏漏、零延時(shí)、零失真;結(jié)合專家信息數(shù)據(jù)庫信息,對比分析巡檢探測器的巡查數(shù)據(jù),并對配電室的安全特性作出評價(jià)。
1.3功能特點(diǎn)
電力巡檢機(jī)器人能夠利用可見光、紅外線、氣體等傳感器實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行及環(huán)境狀態(tài)的智能感知,可以代替人工對配電室電柜本體、安防與環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測,范圍可覆蓋配電室內(nèi)全部待檢測設(shè)備。本文介紹的室內(nèi)電力巡檢機(jī)器人系統(tǒng),具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)自動化程度高,控制靈活。電力巡檢機(jī)器
5、人采用激光導(dǎo)航技術(shù),基于目標(biāo)任務(wù)以及規(guī)劃路徑,既能夠自主對巡檢路線進(jìn)行規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)自動巡檢,也可以在操作界面進(jìn)行手動控制[7]。(2)可實(shí)時(shí)監(jiān)控。電力巡檢機(jī)器人在到達(dá)規(guī)定的地點(diǎn)后,能夠按照要求立即進(jìn)行拍照監(jiān)視;通過搭載高清相機(jī),還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控記錄,并將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反饋至站點(diǎn)服務(wù)器。(3)安全可靠。巡檢機(jī)器人在行駛過程中能夠自行規(guī)避障礙物及高危設(shè)備,安全性、可靠性高。(4)及時(shí)分析報(bào)警。電力巡檢機(jī)器人能夠?qū)Πl(fā)現(xiàn)的異常情況,進(jìn)行自主分析并預(yù)警;可自動記錄設(shè)備巡檢狀態(tài)參數(shù)信息,并形成報(bào)表。
2應(yīng)用案例
2.1設(shè)備簡介
呼和浩特供電局呼和佳地開閉站是呼和浩特
6、市區(qū)內(nèi)1所重要供電場所,為保障站內(nèi)10kV供電開關(guān)柜運(yùn)行質(zhì)量,開閉站搭載了智能巡檢機(jī)器人綜合系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對站內(nèi)設(shè)備健康水平的監(jiān)督、診斷,巡檢機(jī)器人現(xiàn)場安裝情況見圖2。呼和佳地開閉站室內(nèi)電力巡檢機(jī)器人系統(tǒng)主要由以下3部分組成:(1)探測器主機(jī)。用于執(zhí)行設(shè)定任務(wù),監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)并反饋相關(guān)信息;(2)站內(nèi)終端。負(fù)責(zé)儲存信息并進(jìn)行信息通信與執(zhí)行反饋;(3)遠(yuǎn)程終端。完成集中監(jiān)控、傳達(dá)設(shè)備狀態(tài)信息等工作。
2.2主要功能
呼和佳地開閉站巡檢機(jī)器人系統(tǒng)是1套基于固定軌道模式的機(jī)器人巡檢系統(tǒng),通過預(yù)設(shè)運(yùn)動軌道,機(jī)器人可移動到各配電柜待檢區(qū)域,采集各區(qū)域設(shè)備數(shù)據(jù),并通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)
7、回傳至監(jiān)控后臺。電力巡檢機(jī)器人通過搭載可見光、紅外熱像儀和聲音采集器等傳感器,可自動完成變電站內(nèi)室內(nèi)的巡檢任務(wù),并且將巡檢數(shù)據(jù)自動歸檔,供查詢和統(tǒng)計(jì)。
2.3應(yīng)用效果
呼和佳地開閉站應(yīng)用電力巡檢機(jī)器人系統(tǒng)后,改變了站房巡檢方式,機(jī)器人可以以1次/日的頻率高質(zhì)量、全方位對設(shè)備進(jìn)行巡查,保障了該站供電可靠性。自2017年12月投運(yùn)以來,電力巡檢機(jī)器人共輔助開閉站運(yùn)行800余天,形成例巡及特巡報(bào)告1600余份,檢測數(shù)據(jù)112000余條。圖3為電力巡檢機(jī)器人在實(shí)際應(yīng)用中出具的巡檢報(bào)告。電力巡檢機(jī)器人系統(tǒng)投運(yùn)后,大大減少了工作人員工作量,提高了地區(qū)開閉站的運(yùn)維巡檢效率。電
8、力巡檢機(jī)器人曾多次檢測到設(shè)備發(fā)熱缺陷,并及時(shí)報(bào)警,避免了重大故障的發(fā)生。如2018年某日,呼和佳地開閉站智能巡檢機(jī)器人在巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜體及電纜頭溫度急劇上升,分析判斷高壓斷路器出現(xiàn)過負(fù)載運(yùn)行情況,工作人員立即對異常情況進(jìn)行處理,避免了損失。電力巡檢機(jī)器人的使用,實(shí)現(xiàn)了對覆蓋區(qū)域的無人化運(yùn)檢和遠(yuǎn)程可視化管理,能夠有效檢測配電網(wǎng)運(yùn)行中的不安全因素,降低了配電網(wǎng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)[8]。系統(tǒng)投運(yùn)以來幫助配電站減少了大量的電量損失,為開閉站10kV電網(wǎng)帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。另外,電力巡檢機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)用,改變了原有的設(shè)備管理模式,使配電站異常事件處理方式由故障檢修向狀態(tài)檢修過渡,實(shí)現(xiàn)了自動集中管控運(yùn)檢,同時(shí)
9、對數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)式存儲管理,為設(shè)備全壽命周期管理提供了數(shù)據(jù)支撐,降低了變電站管理成本;使原有的“運(yùn)行檢修人員發(fā)現(xiàn)故障—上報(bào)問題—缺陷審核—建立工單—等待消缺”的故障被動處置模式,轉(zhuǎn)變?yōu)椤斑\(yùn)維團(tuán)隊(duì)主動巡檢發(fā)現(xiàn)問題+異常申告建立工單—本地運(yùn)維團(tuán)隊(duì)及時(shí)處置—現(xiàn)場驗(yàn)收消號”的全新運(yùn)維管理模式,既減輕了運(yùn)維工作量,也使異常隱患在初期即得到處理。
3結(jié)語
電力巡檢機(jī)器人系統(tǒng)在呼和佳地開閉站投入使用后,有效降低了運(yùn)維人員勞動強(qiáng)度,提高了工作效率,保障了配電站設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前,實(shí)際使用過程中發(fā)現(xiàn)電力巡檢機(jī)器人尚存在一些問題需要進(jìn)一步解決。例如,機(jī)器人在執(zhí)行自動巡檢任務(wù)時(shí),
10、路徑規(guī)劃不夠精確,有時(shí)存在舍近求遠(yuǎn)的情況,在導(dǎo)航算法等方面仍需繼續(xù)完善。
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