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1、“小凡”智能机器人设计说明书一、变电站人工巡检现状分析1、人工巡检的内容、方式、周期和要求依据国家电网公司变电站治理标准、无人值守变电站治理标准、安徽省电力公司变电设备治理维护标准的意见和要求，目前，某供电公司集控站巡察治理规定如下：1.1 变电站设备巡察，分为正常巡察含交接班巡察、全面巡察、熄灯巡察和特别巡察，各类巡察应做好记录。正常巡察(含交接班巡察)：除依据有关要求执行外，有人值守变电站还应严格执行交接班设备巡察，必需在规定的周期和时间内完成。无人值班变电站：集控站所辖站每日 1 次；其它集控站所辖站每 2 日 1 次。熄灯检查： 应检查设备有无电晕、放电、接头有无过热发红现象。有人值班
2、变电站，无人值班变电站每周均应进展 1 次。全面巡察标准化作业巡察： 应对设备全面的外部检查，对缺陷有无进展作出鉴定，检查设备的薄弱环节，检查防误闭锁装置，检查接地网及引线是否好。无人值班变电站每月进展 2 次，上半月和下半月各进展 1 次。特别巡察： 应视具体状况而定。以下状况时应进展特别巡察：大风前、后；雷雨后；冰雪、冰雹、雾天；设备变动后；设备投入运行后；设备经过检修、改造或长期停运后重投入系统运行后；设备特别状况；设备缺陷有进展时；法定节假日、重要保电任务时段等。在法定节假日、重要保电任务时段，各无人值班变电站每日至少巡察一次。1.2 迎峰度夏期间除正常巡察外，增加设备特巡和红外测温。
3、无人值班变电站每日巡察 1 次。红外测温分为正常红外测温、发热点跟踪测温、特别保电时期红外测温三种。正常红外测温周期为各变电站每周不少于一次，晚顶峰时段进展。主要针对长期大负荷的设备；设备负荷有明显增大时；设备存在特别、发热状况，需要进一步分析鉴定；上级有明确要求时，如：特别时段保电等。发热点跟踪测温应依据检测温度、负荷电流、环境温度、气候变化等进展发热值的比对，分析设备发热点变化，确定发热性质。其周期为有人值守变电站每日1次，晚顶峰时段进展。无人值班变电站每个巡察日 1 次或值班长视发热状况每日1 次。特别保电时期、迎峰度夏期间应进展全面测温、重点测温及发热点跟踪测温。测温记录应记录全面，主
4、要应包含发热设备运行编号、发热部位具体描述、发热点温度、该台设备其它相一样部位温度或同类型设备一样部位温度、负荷电流大小、测温时间、天气状况、环境温度等信息。2、人工巡检有效性分析变电站值班员进展人工巡检，对运行设备进展感观的简洁的定性推断，主要通过看、触、听、嗅等感官去实现的。人工巡察对设备外部可见、可听、可嗅的缺陷能够觉察，例如：油位、油温、压力、渗漏油、外部损伤、锈蚀、冒烟、着火、异味、特别声音、二次设备指示信号特别等。人工巡检受人员的生理、心理素养、责任心、外部工作环境、工作阅历、技能技术水平的影响较大，存在漏巡，漏觉察的可能性。且对于设备内部的缺陷， 运行人员无专业仪器或者仪器准确度
5、太低，通过简洁的巡察是不能觉察的，比方油气试验工程超标，设备特别部位发热、绝缘不合格等缺陷；还有一类缺陷只能在操作的过程中才能觉察，如机械卡涩、闸刀分合不到位、闸刀机构箱门损坏等。另一方面，由于无人值班变电站增多，很多变电站的距离也较远，在站内消灭事故或大风、大雪及雷雨后因集控站无法出车不能准时巡察时，造成集控站值班员不能准时了解现场设备状态，准时觉察隐患，危急电网的安全运行。特别是无法准时了解消灭问题的变电站状况，失去优先安排处理的时机。巡察人员巡察设备时需要站在离设备较近的地方，对巡察人员的人身安全也有肯定的威逼，特别是在特别现象查看、恶劣天气特巡，事故缘由查找时危急性更大。综上所述，无人
6、值班变电站的人工巡检存在准时性、牢靠性差，花费人工较多，存在较大的交通风险和巡察过程风险，巡察效率低下。二、变电站设备巡检机器人系统构造组成“小凡”携带红外热像仪，高清数字摄像机，声音探测器三种电站设备检测装置 ，以自主和遥控的方式代替人对室外高压设备进展巡检，以便准时觉察电力设备的内部热缺陷及外部机械或电气问题 。例如异物，损伤，发热，漏油等给运行人员供给诊断电力设备运行中的事故隐患和故障先兆的有关数据。该机器人系统的非接触式移动检测与变电站综合主动化的接触式监控结合，可以真正形成全监控方式，大大提高变电站设备运行的安全牢靠性。1、机器人系统的整体构造该机器人的整体构造主要包括基站，移动体掌
7、握系统以及由可见光图像摄像机，红外图像摄像机和声音探测器 等组成的电站设备检测系统三局部。移动体是整个机器人系统的移动载体和信息采集掌握载体，主要包括移动车体，移动体运动掌握系统和通信系统。对于移动体还需要进展有效的监视、掌握和治理，为此建立了一个基站。基站与移动体之间通过无线网桥组成一个无线局域网。可见光图像，红外图像通过视频效劳器的视频流数据和移动体掌握系统信息等数据集合到网络集线器后，经无线网桥，网络集线器一起通过电力系统内部网络传到运行监控终端，通过连接到电力系统局域网上的计算机可依据访间权限实时测览变电站设备的可见光和红外视频图像，机器人本身运行状况等相关信息，并且可以掌握机器人移动
8、体的运动等检测系统由红外测温仪和可见光摄像机等装置组成， 均安装在移动体即智能巡检机器人上。该系统可以完成变电站设备外观图像和内部温度信息的采集和处理考虑到机器人的运行环境。其中机器人承受三轮轮式移动小车 前2轮为驱动轮，由1个电机分别驱动，差速转向，后1轮为万向轮。机器人外形流畅，直线运动性与转弯性能好。2、机器人掌握系统机器人系统主要包括移动体运动掌握子系统和工作子系统两大局部，移动体运动掌握子系统硬件由PC104主板和PMAC-104运动掌握卡和电机驱动器组成，主要负责机器人在巡检过程中的运动行为的掌握移动。3、变电站检测系统本机器人系统为变电站设备非电气信号的采集供给了一个移动载体平台
9、，在这个平台上可以搭建不同的检测系统或装置。目前在该平台上搭建了远程在线式红外热像仪系统，可见光图像采集处理系统，声音采集处理系统。在无人值班变电站一些通过电气信号难以检测的运行状态，例如变压器漏油，绝缘气体压力变化，火灾和盗窃等可借助机器人所携带的图像来检测;变压器开关及各种电气接头内部发热可以利用机器人携带的红外热像仪来检测;变压器等设备的声音特别可以利用声音采集处理系统进展识别。3.1 远程红外监测与诊断系统本设计实行在线式红外热成像装置。本系统包括红外图像采集装置，红外图像处理模块，图像显示，存储，查询和报表生成模块。该诊断系统可依据预先设定的设备温度阈值，自动进展推断，对超出报警值的
10、设备在基站主控计算机上给出声音和文本报警;借助可见光图像识别，能推断一些关键设备的内部温度梯度， 不但可以形成某一时刻变电站的一些关键设备的设备温度曲线，也可以生成某一设备在肯定历史时间内的时间温度曲线。3.2 远程图像监测与诊断系统本系统在无人值守变电站先利用机器人基站系统对移动体发送来的可见光图像进展分析，只传输分析结果或待进一步确定的图像。首先对采集的图像进展预处理，识别出被监测的电力设备，通过将该图像与上次采集的图像进展差图像分析、累积图像分析、相关分析、区域标识、纹理描述和评判等处理。结合对应设备的参数库确定其是何设备。如有畸变发生则存储结果，向上一级传输及发出告警信号。不再传输的正
11、常图像可由调度员人工远程调用。这就使信道的传送效率大为提高，而且调度员也不必时刻注视监视屏幕。无人值守变电站中的电力设备种类繁多，针对关键设备进展远程图像监测和状态诊断并与其他监测系统相结合使变电站运行的牢靠性大为提高。3.3 远程声音监测与诊断系统噪声检测子系统是变电站巡检机器人功能的一局部，主要是对变压器的噪声进展采集和分析。通过机器人携带的声音探测器进展噪声数据采集，并将噪声数据经过无线网传回基站。本系统主要包括如下3个模块1)噪声采集传输模块，其任务是在巡检机器人上实时采集噪声信号，经过适当的压缩，通过无线网桥传送回总掌握端计算机。O2)噪声信号检测模块，其任务是将移动巡检机器人传回的噪声与以往的数据进行比较，推断变压器工作是否正常，假设消灭特别，推断是何种特别。3)用户交互模块，其任务是依据检测的最终结果给出提示信息或者交互方式，关心工作人员完成仪表检测监控的任务，并可依据工作人员的需要检测通过其他途径录制的噪声数据。