新型智慧配電站房機器人巡檢系統(tǒng)

背景

傳統(tǒng)配電房、開閉所運檢模式以人工巡檢為主，現(xiàn)場設備智能化水平低，缺乏有效遠程監(jiān)控手段，站房內(nèi)環(huán)境、安防、消防、視頻各類輔助子系統(tǒng)相對獨立，存在“信息孤島”，為解決這些問題，在開閉所構(gòu)建了新型智慧配電站房，巡檢效率比傳統(tǒng)提升41%。

1開閉所及4幢配電房現(xiàn)狀

10kV 開閉所投運于2020年，規(guī)模為二進十二出，其中，進線柜2面，饋線柜12面，母線設備柜2面，站用變柜2面，分段隔離柜1面，分段斷路器柜1面。出線為1幢公配、2-3幢公配和4幢公配供電。其中，10kV幢配電房投運于2020年，10kV戶內(nèi)高壓開關柜9面，包括進線柜2面、母線設備柜2面、出線柜4面、分段柜1面；0.4kV部分800kVA變壓器2臺，0.4kV進線柜2面，補償柜2面，饋線柜4面，分段柜1面，0.4kV出線主要為4幢53層居民供電。

2 機器人控制系統(tǒng)總體設計

軌道式機器人是巡檢系統(tǒng)的核心部分，通過配備可見光攝像機、熱成像儀、溫濕度傳感器、局放檢測儀等設備，對配電室的電氣設備、異常發(fā)熱、放電檢測等設備狀態(tài)進行監(jiān)控，并可接受來自監(jiān)控后臺下發(fā)的巡檢任務執(zhí)行定時定點巡檢，上報告警提示，提高巡檢效率，節(jié)省成本。

配電室軌道巡檢機器人外觀就像一個移動攝像機，被一根自動移動導軌固定在配電房內(nèi)的設備列上，對變配電站所室內(nèi)設備與環(huán)境的全方位感知、全自主智能巡檢,實現(xiàn)電力運檢的整體智能化、管理云端化，達到無人值班、少人值守的目的。該方案無需大量布線、無需改造被測設備。

3物聯(lián)網(wǎng)智能主機

HT500物聯(lián)網(wǎng)智能主機，是一款集模擬量采集、485通訊、開關量報警輸入輸出于一體的多功能網(wǎng)絡輔助控制主機。支持對溫濕度、水浸、臭氧、SF6&O2、噪音、煙感、視頻、門禁、電氣測溫、局放、蓄電池等的實時監(jiān)測，以及燈光、風機、空調(diào)、除濕機等的聯(lián)動控制。高抗擊抗震、高電磁兼容、防浪涌，接線方便且牢靠，支持IEC61850、光芒104等規(guī)約，適用于國網(wǎng)、南網(wǎng)等變配電站房項目。

4實際應用分析

4.1巡檢機器人在開閉所的應用

室內(nèi)巡檢機器人主要是對開閉所電力設備的周邊環(huán)境進行巡檢，利用可見光相機、紅外相機傳感器等設備，實現(xiàn)對環(huán)境和設備狀態(tài)的檢測，從而實現(xiàn)對信息的全面監(jiān)控。

4.1.1室內(nèi)智能巡檢管理系統(tǒng)架構(gòu)

感知層：通過機器人配合分布式環(huán)境檢測設備，完成對開閉所現(xiàn)場設備運行及環(huán)境狀態(tài)的采集。網(wǎng)絡層：對來自現(xiàn)場檢測設備狀態(tài)參數(shù)及工作參數(shù)進行網(wǎng)絡傳輸，將相關數(shù)據(jù)傳輸至上層信息管理層。應用層：對感知層上傳的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析、存儲和展示（圖形化顯示）。

該系統(tǒng)主要為了展示系統(tǒng)總體的信息，主要包括站所分布信息、站所信息和機器人信息。其以列表形式展現(xiàn)接入系統(tǒng)內(nèi)所有站所的基本信息，根據(jù)獲取的各站所運行狀況，從設備、環(huán)境等維度對巡檢數(shù)據(jù)進行綜合統(tǒng)計與分析，指出需重點關注的站所，實現(xiàn)對運維管理的輔助指導。與此同時，主要對站所設備運行及環(huán)境狀況信息進行查看和控制，實現(xiàn)智能巡檢，對各站所歷史巡檢記錄進行查詢，以實現(xiàn)對系統(tǒng)的智能控制。

4.1.2室內(nèi)智能巡檢機器人

智能巡檢機器人主要包含6個功能：圖像識別、局放檢測、紅外測溫、環(huán)境監(jiān)控、設備聯(lián)動及安防報警。該巡檢機器人主要是利用軌道，實現(xiàn)24h自主運行。

綜上所述，這種智能巡檢機器人在開閉所的應用主要具備以下功能。

1)，具有帶電在線的檢測功能。其主要是利用對視頻圖像的識別、檢測及聯(lián)動控制系統(tǒng)等，對開閉所運行設備進行在線檢測。借助可見光相機，可對現(xiàn)場設備進行精確的拍攝，對現(xiàn)場儀表、開關的狀態(tài)位置和指示燈的情況進行有效記錄，自動識別結(jié)果是否出現(xiàn)異常等情況，提高巡檢的效率。對于局放監(jiān)測機器人來說，主要是搭載局放傳感器，利用超聲波等對局放的帶電情況進行檢測，同時實現(xiàn)對當前數(shù)據(jù)的實時回傳等，一旦檢測出現(xiàn)場情況異常，立即對相關管理者進行有效提示，便于現(xiàn)場的維護，結(jié)合局放圖譜庫對現(xiàn)場進行實時檢測。借助于該機器人，亦可實現(xiàn)對高壓開關柜局放有效的監(jiān)督和檢測。

借助紅外攝像儀，可實現(xiàn)對現(xiàn)場熱現(xiàn)象進行檢測和診斷，一旦設備檢測溫度異常時，可以及時報警，利用周期性的檢測，實現(xiàn)信息的快速響應，將數(shù)據(jù)進行保存，為后期進行故障檢測做好預測分析，利用單點檢測數(shù)據(jù)以實現(xiàn)對現(xiàn)場信息的分析，并做好歸檔處理。

2)，利用聯(lián)動設備，實現(xiàn)對環(huán)境的檢測，將該檢測設備與機器人進行銜接，對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一化采集和梳理，盡可能滿足智能化管理的要求。

3)，一旦現(xiàn)場異物侵入，可將門禁系統(tǒng)與巡檢機器人對接，實現(xiàn)安防聯(lián)動。

4)，采用多樣化運行模式，實現(xiàn)對現(xiàn)場的有效巡檢，一般來說分為全站、手動、定點及定制巡檢。利用全站巡檢模式，實現(xiàn)對現(xiàn)場的常規(guī)巡檢，避免人工后臺反復操作；利用手動巡檢，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可以遠程控制機器人；利用定點巡檢，實現(xiàn)對單個或者多個電力柜定期定點的巡檢；利用定制巡檢模式，實現(xiàn)對某類電源的檢測。

5)，利用溫濕度檢測、SF6監(jiān)測告警器及門禁系統(tǒng)，對現(xiàn)場信息進行監(jiān)控，即時將數(shù)據(jù)上傳至遠程監(jiān)控中心，一旦現(xiàn)場出現(xiàn)異常情況，可以及時做好報警處理，保證現(xiàn)場溫濕度在正常范圍內(nèi)，確保環(huán)境的適宜、安全。

審核編輯 黃宇