基于智能机器人巡检系统的设备数据分析方法的研究.pdf

上海电力 2 0 1 5年第 4期 基于智能机器人巡检系统的设备数据 分析方法的研究 施海娃 ， 黄致远 ， 陈 佳 ， 朱 亮， 吴晓春 ， 龚震 东， 朱际忠 ( 国网上海市电力公司 检修公司 ， 上海2 0 0 0 6 3 ) 摘要 ： 随着智能变 电站 、 无人 值守变 电站 的大力发展 ， 变 电站 中的智能巡检 和设 备数据分析 起到 了越来 越 重要的作用。而由于传统的变电站巡检方式和数据分析方法存在着劳动强度大、 工作效率低、 数据分散 、 手 段单一等不足， 不利于运维人员及时发现设备的缺陷隐患。而智能机器人巡检系统能够实现变电站全天 候 、 全方位、 全 自主智能巡检和在线监控 ， 有效降低劳动强度 ， 降低变电站运维成本。本文阐述了变电站智 能机器人巡检系统的组成、 工作方式及现有数据分析方法， 通过对现有方法的改进 ， 形成一套较为实用、 可 靠的设备数据分析方法 ， 使得智能机器人巡检系统能够在变电站中发挥更大的作用， 确保变电站设备的安 全稳 定运行 。 关键词： 智能机器人； 巡检； 数据分析 中图分类号 ： T P 2 4 2 6 ； T M 6 3 文献标志码 ： B 0 引言 变电站智能巡检 系统 ， 是为适应变 电站发展 的需求， 全面提高运维管理水平应运而生的。该 系统以智能巡检机器人 为核心 ， 整合了导航定位 技术 、 模式识别技术 、 无线传输技术等 ， 可以实现 变 电站全天候、 全方位 、 全 自主智能巡检和在线监 控 ， 有效降低劳动强度 ， 降低变电站运维成本。但 是智能巡检机器人现有的数据分析方法不足以对 变 电站中的各类设备进行分类分析 ， 因此 ， 有必要 采用改进的数据分析方法实现设备分类管理 ， 实 时监控 ， 衡量设备健康程度， 提高设备可靠性 ， 提 高变电站智能化水平和运维管理水平。 1 传统 的人工巡检方式 变电站原有的巡检模式包括红外测温、 表计 读数 、 日常巡视等 ， 这些工作耗费运维人员大量 的 工作时间和精力 ， 原有的巡检模式存在以下不足。 1 ) 劳动强度大 、 工作效率低 、 检测质量分散 、 手段单一 ； 2 ) 检测到的数据无法准确 、 及时地接入管理 信息系统 ； 3 ) 在雷雨等恶劣天气条件下， 人工巡检存在 较大安全风险， 且无法及时进行巡检 。 由于存在上述这些不足， 运维人员在进行巡 检和设备状态监测时无法专注于分析设备健康情 况 ， 甚至会造成无法发现设备缺陷 ， 无法及时处理 设备隐患的情况。因此需要一种更为先进、 智能 的巡检系统负责变电站的 日常运维以及部分在线 监测工作并且通过该系统能够分析设备数据， 为 运维人员的判断提供强有力的支持。智能机器人 巡检系统能够利用机器人代替人 力巡检 ， 通过无 线通信传输代替人工数据抄录， 并且能够将采集 到的数据进行分析整合 ， 让运维人员直接面对设 讯室等设备房间安装静电地板时支架须采用整体 固定式 ； 包含油 、 水设备 的房间， 进 出口通道须设 置防水挡槛 ， 室内地坪 四周设置 明沟通过地漏或 导油管连至相应的排放管道 ； 二层以上室外阳台 、 走道 、 吊物平 台等构筑物的进 出口通道须设置高 度不低于其止口的防水挡槛 ； 主变压器室、 电容器 室等设备房间吊环布置是否合理确切 ， 换气风机 、 百页窗等辅助设备避免布置在一次导线或设备 的 上方； 无人值班变 电站建筑物公共部位 照明宜采 用光控系统。 ( 收稿 日期 ： 2 0 1 5 7 5 ) 作者简介： 王金云( 1 9 6 5 - ) ， 男， 工程师， 从事变电站土建 建设 、 监理和运行维护。 2 0 1 5年第 4期 上海电力 的温差与其 中较热点的温升之 比的百分数 。相对 温差 6 ， 可用下式 占= ( I一 ) ( 一T o )1 0 0 ( 3 ) 式中 发热点的温度； 正常相对应点的温 度 ； 环境温度参照体的温度。 因此 ， 根据不 同的电流致 热型设备采用不 同 的分级告警定值。将智能巡检机器人采集到的相 应设备的红外测温数据， 通过上述表格进行分析 ， 从而得出设备健康状态情况， 供运维人员参考。 由于电压致热型设备和电流致热型设备在红 外测温上的采取的分析方法具有很大的不同， 其 设备相间温差一旦有所差别 ， 应立 即告警 。告警 判据如表 3所示。 3 2 2可见光数据分析方法 在可见光数据分析方法的改进中， 主要将变 电站 中不同类型设备其表计读数限值加入到智能 巡检机器人的数据分析中， 使 得机器人在记录数 据后能够根据改限值进行分析及告警。在生成的 分析报表中能结合 目前变电站 日常运维工作 的相 关记录 ， 比如开关表计 的抄录应按照 电压等级划 分 ， 对于同一巡检路线 中不同设备 的读数也应分 类显示 ， 包括开关油位 、 S 压力与避雷器 的泄漏 电流等。并且形成月报表 ， 将 每次巡检任务的数 据整合 ， 生成设备状态参数的历史 曲线 ， 提供运维 人员参考。 4结语 采用机器人技术进行变 电站巡检 ， 既具有人 工巡检的灵活性 、 智能性 ， 同时也克服和弥补了人 工巡检存在的一些缺陷和不足， 但是智能机器人 在其数据分析方法上仍需要不断改进 。本文提出 了两种改进的数据分析方法 ， 一种是将红外测温 设备分为电流致热和电压致热型， 针对两类设备 采用不同的数据分析方法， 使得 分析结果更为可 靠 ； 另一种是在可见光数据分析 中将机器人采集 的数据根据设备类型 、 电压等级等分类 ， 获得不同 类型设备 的设备状态参数曲线 ， 使得数据分析更 有针对性 ， 为将来 的设备大数据监控系统做好准 备 ， 同时也对运维人员提出了更高的要求 ， 掌握设 备实际状态 ， 及时做 出正确决策。 参考文献： I 王伟 ， 白羽 ， 粱之林 红外热像仪检测电气设备 电流致 热缺陷判定应注意的问题 J 吉林电力， 2 0 1 1 ( 0 1 ) ： 3 4 3 6 2 福旺 ， 赵道 阳 应宗明电压致热型变 电设备红外 量化检 测研究 J 电力 与电工 ， 2 0 0 9( 0 4 ) ： 5 3 -