新型智慧配電站房機(jī)器人巡檢系統(tǒng)

背景

傳統(tǒng)配電房、開閉所運(yùn)檢模式以人工巡檢為主，現(xiàn)場設(shè)備智能化水平低，缺乏有效遠(yuǎn)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(dú)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(yùn)于2020年，規(guī)模為二進(jìn)十二出，其中，進(jìn)線柜2面，饋線柜12面，母線設(shè)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(yùn)于2020年，10kV戶內(nèi)高壓開關(guān)柜9面，包括進(jìn)線柜2面、母線設(shè)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(jìn)線柜2面，補(bǔ)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(jī)器人控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

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

配電室軌道巡檢機(jī)器人外觀就像一個(gè)移動(dòng)攝像機(jī)，被一根自動(dòng)移動(dòng)導(dǎo)軌固定在配電房內(nèi)的設(shè)備列上，對變配電站所室內(nèi)設(shè)備與環(huán)境的全方位感知、全自主智能巡檢,實(shí)現(xiàn)電力運(yùn)檢的整體智能化、管理云端化，達(dá)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(shè)備。

3物聯(lián)網(wǎng)智能主機(jī)

HT500物聯(lián)網(wǎng)智能主機(jī)，是一款集模擬量采集、485通訊、開關(guān)量報(bào)警輸入輸出于一體的多功能網(wǎng)絡(luò)輔助控制主機(jī)。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(shí)時(shí)監(jiān)測，以及燈光、風(fēng)機(jī)、空調(diào)、除濕機(jī)等的聯(lián)動(dòng)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(xiàng)目。

4實(shí)際應(yīng)用分析

4.1巡檢機(jī)器人在開閉所的應(yīng)用

室內(nèi)巡檢機(jī)器人主要是對開閉所電力設(shè)備的周邊環(huán)境進(jìn)行巡檢，利用可見光相機(jī)、紅外相機(jī)傳感器等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對環(huán)境和設(shè)備狀態(tài)的檢測，從而實(shí)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(jī)器人配合分布式環(huán)境檢測設(shè)備，完成對開閉所現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行及環(huán)境狀態(tài)的采集。網(wǎng)絡(luò)層：對來自現(xiàn)場檢測設(shè)備狀態(tài)參數(shù)及工作參數(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至上層信息管理層。應(yīng)用層：對感知層上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)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(jī)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(yùn)行狀況，從設(shè)備、環(huán)境等維度對巡檢數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)與分析，指出需重點(diǎn)關(guān)注的站所，實(shí)現(xiàn)對運(yùn)維管理的輔助指導(dǎo)。與此同時(shí)，主要對站所設(shè)備運(yùn)行及環(huán)境狀況信息進(jìn)行查看和控制，實(shí)現(xiàn)智能巡檢，對各站所歷史巡檢記錄進(jìn)行查詢，以實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的智能控制。

4.1.2室內(nèi)智能巡檢機(jī)器人

智能巡檢機(jī)器人主要包含6個(gè)功能：圖像識別、局放檢測、紅外測溫、環(huán)境監(jiān)控、設(shè)備聯(lián)動(dòng)及安防報(bào)警。該巡檢機(jī)器人主要是利用軌道，實(shí)現(xiàn)24h自主運(yùn)行。

綜上所述，這種智能巡檢機(jī)器人在開閉所的應(yīng)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(dòng)控制系統(tǒng)等，對開閉所運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行在線檢測。借助可見光相機(jī)，可對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行精確的拍攝，對現(xiàn)場儀表、開關(guān)的狀態(tài)位置和指示燈的情況進(jìn)行有效記錄，自動(dòng)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(jī)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(jìn)行檢測，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對當(dāng)前數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)回傳等，一旦檢測出現(xiàn)場情況異常，立即對相關(guān)管理者進(jìn)行有效提示，便于現(xiàn)場的維護(hù)，結(jié)合局放圖譜庫對現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。借助于該機(jī)器人，亦可實(shí)現(xiàn)對高壓開關(guān)柜局放有效的監(jiān)督和檢測。

借助紅外攝像儀，可實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場熱現(xiàn)象進(jìn)行檢測和診斷，一旦設(shè)備檢測溫度異常時(shí)，可以及時(shí)報(bào)警，利用周期性的檢測，實(shí)現(xiàn)信息的快速響應(yīng)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，為后期進(jìn)行故障檢測做好預(yù)測分析，利用單點(diǎn)檢測數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場信息的分析，并做好歸檔處理。

2)，利用聯(lián)動(dòng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的檢測，將該檢測設(shè)備與機(jī)器人進(jìn)行銜接，對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)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(jī)器人對接，實(shí)現(xiàn)安防聯(lián)動(dòng)。

4)，采用多樣化運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場的有效巡檢，一般來說分為全站、手動(dòng)、定點(diǎn)及定制巡檢。利用全站巡檢模式，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場的常規(guī)巡檢，避免人工后臺反復(fù)操作；利用手動(dòng)巡檢，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以遠(yuǎn)程控制機(jī)器人；利用定點(diǎn)巡檢，實(shí)現(xiàn)對單個(gè)或者多個(gè)電力柜定期定點(diǎn)的巡檢；利用定制巡檢模式，實(shí)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(jìn)行監(jiān)控，即時(shí)將數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，一旦現(xiàn)場出現(xiàn)異常情況，可以及時(shí)做好報(bào)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