智能机器人巡检系统在500kV变电站的应用

杨富宇　张龙伟　郭小江　高令　田兴瑞

摘 要：随着智能机器人巡检系统在变电站的应用，变电站值班方式正由有人值守到少人、无人值守方式转变。文章首先对智能机器人巡检系统的设计及功能要求作了阐述，并针对巡检系统运行维护及验收工作等关键点，提出了符合生产要求的方法观点，对智能机器巡检系统的运行维护及验收工作具有指导性作用。

关键词：智能机器人；变电站；巡检；运行

中图分类号：TM76 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）25-0050-02

引言

500kV变电站在电能传输中有着极其重要的地位，变电站传统巡视方式是运维人员依据巡视计划，依赖综合感官，并借助一些检测仪器及巡检经验对变电设备运行状况进行以简单定性判断，该方式具有劳动强度大、主观因素多、发现问题隐患滞后等不足。随着国家电网超高压及特高压系统的不断发展，变电站值班方式正在由有人值守向少人、无人值守方式发展，智能机器人巡检系统定将成为新的发展方向。

智能机器人巡检系统在冀北电网500kV变电站处于试运行阶段。本文首先对智能机器人巡检系统的设计与功能进行分析，在此基础上着重对智能机器人的运维管理及常见问题的处理办法进行论述，最后阐述了智能机器人巡检系统验收过程中的注意事项。

1 智能机器人巡检系统的设计及功能要求

1.1 系统结构设计

智能机器人巡检系统总体框图如图1所示，共分为3部分：基站层、通信层和终端层。 基站层即系统的监控后台，由机器人后台、硬盘录像机、硬件防火墙及智能控制和分析软件系统等部分组成，是整个系统的数据接收、处理与展示中心。基站层通过图像处理和模式识别等技术，实现设备缺陷的自动识别和报警。

通信层由网络交换机、无线网桥基站及无线网桥移动站等设备组成的，是基站层和终端层的网络传输通道。

终端层由移动机器人、自动充电室以及固定视频监测点组成。当机器人电量不足或完成巡检任务后自动返回充电室进行充电。固定监测点由云台和摄像机组层组成，机器人可将红外图像和可见光照片传输到监控后台。

1.2 系统的功能要求

变电站智能机器人应根据巡检计划和现场实际需求，对所辖变电站开展日常巡检任务和红外测温，将数据上传存储，对于问题数据能进行正确判断并报警，实现一键式顺控要求。其主要功能要求包括：（1）信息交换与通信网络功能。机器人应能与本地监控后台进行双向信息交互，本地监控后台应能与远程集控后台进行双向信息交互，信息交互内容包括检测数据和机器人本体状态数据。此外系统应具备通信告警功能，在通信中断、接收报文内容异常等情况下，上送告警信息。（2）机器人自检功能。自检内容具体包括电源、驱动、通信和检测设备等部件的工作状态，发生异常时应能就地指示，并能上传故障信息。（3）对时功能。系统宜具备对时功能，可采用网络对时、SNTP或GPS、北斗对时等方式，对时周期和精度应符合工程实际的需求。（4）巡检功能。系统应支持全自主和遥控巡检模式。巡检内容主要包括全站一次设备的外观、一次设备的本体和接头的温度、断路器和隔离开关的分合状态、SF6气体压力及其他表计指示、避雷器泄漏电流指示以及变压器、电抗器等噪声，在微气象采集数据条件下，对所测数据分析生成报告，并能对异常值报警。（5）测温功能。机器人能够对站内设备进行温度检测，能按照DLT 664规范的要求对电流致热型和电压致热型缺陷或故障进行自动分析判断，并提出预警。

2 智能机器人巡检系统的运维管理

2.1 信息安全维护管理

为了增强系统自身信息安全防护能力，提升信息安全自主可控能力，以班次为周期，具体措施包括：（1）对机器人系统漏洞和多余服务进行扫描。对机器人系统进行扫描，包括下位机操作系统是否开启非业务外的服务和端口，监控后台系统是否开启业务外的服务和端口；检查后台主机、机器人装备系统和无线通讯的登录名及密码是否符合安全要求。（2）检查机器人通讯网络是否与内网及其他网络连接、是否有其他网络接入情况。要求检测系统是否与内网有任何连接，检查机器人的无线网桥设备、TP-link设备是否与有其他网络或设备有接入。（3）数据备份及报表管理。离站前对监控后台系统日志进行备份，并做好备份记录。每班次要按时导出巡检数据并填写报表，对巡检异常的点要人工进行复测。（4）USB管控。禁用后台主机所有USB端口，维护有需要时启用USB，维护完成恢复禁用。使用USB时，记录USB使用情况（接入时间、人、身份证号、U盘须安全认证的专用U盘）。（5）后台主机更新系统漏洞。后台主机更新系统漏洞需要根据安全维护记录表中上一次维护的时间，确定下次维护的具体时间，要求维护人员前往维护前，事先拷贝部门提供的WIN7 64系统更新的补丁包，现场更换。同时更新“安全维护记录表”。（6）后台主机更新杀毒软件病毒库。后台主机杀毒软件病毒同后台主机系统漏洞同步更新，要求维护人员前往维护前，事先下载好最新版本的瑞星个人版程序及部门提供的瑞星最新的木马病毒数据库补丁包，进行现场更换。同时更新“安全维护记录表”。（7）禁用后台无关服务。离站时关闭Windows telnet服务器。

2.2 巡检系统日常维护

针对机器人系统较常见的异常情况，运维人员可根据厂家提供的指导手册进行处理，此外运维人员还应定期检查机器人的巡视路线有无障碍物，并对巡视路线进行清扫；应每月对机器人开展检查维护，并做好记录；应定期对机器人系统开展软、硬件测试的专项维护工作。在全面维护检查工作，具体包括智能巡检机器人本体、底盘及云台、传感模块、电池容量及老化程度、后台系统检测及充电房清扫等，发现问题及时进行处理，无法自行处理的应联系厂家人员。

3 智能机器人巡检系统的验收

變电站智能巡检机器人验收工作规范化是提升机器人巡检实用化水平、确保工作质量的有力保证，变电站运维人员需严格依据验收要求，按照验收程序进行验收，直至验收合格。验收内容具体包括：（1）技术资料完整性的验收。技术资料主要从合同及技术协议、厂家提供的原始资料、安装调试相关设计图纸、施工方案等方面考核厂家提供资料的完整性和准确性，站内要做好巡检系统台帐及履历卡。（2）性能指标。性能指标主要从巡检系统施工设计、机器人本体性能和技术参数、以及功能实现准确度、精准度等方面考核巡检系统的性能指标，确保巡检系统在巡检过程中零故障、零误差。（3）后台系统应用的验收。后台系统主要包括机器人本地监控后台、远程集控系统数据、视频图像传输、信息交换能力等方面，要保证监控后台软件界面布局及系统主机配置参数满足要求，功能性齐全，方便运维人员对机器人进行操作管理。（4）施工质量的验收。施工质量主要从导航设施、巡视道路铺设等施工组织、质量等方面考核厂家的施工能力。验收过程中要严格执行工作票、动火票，按照工作计划及公司要求的流程核查机器人项目实施情况。（5）识别率的验收。巡检覆盖率和表计数字识别率主要从室外设备巡检点设置和表计数值读取等方面考核机器人巡视覆盖范围及表计的数字识别能力，识别率应满足100%，确实无法覆盖、无法数字识别的须经省公司运检部审批并经国网运检部核实后才能通过验收。（6）信息安全自查。信息安全自查主要包括基础网络、主机操作系统与数据库以及智能设备三个方面，要保证机器人私有网络没有安全隐患、口令密码强度大及杀毒软件更新等要求。（7）售后服务的验收主要从备品备件、质保及培训、技术支持等方面查看厂家是否按照技术规范书要求提供相关服务，考核厂家售后服务水平。

4 结束语

智能机器人巡检系统虽然技术先进、抗电磁干扰能力强，但在实际应用中也存在定位失败、无法返回充电室、表计无法识别或识别准确性差等急需解决的问题。随着技术的不断完善，智能机器人巡检系统定将取代传统变电站巡检方式，保障变电站的安全稳定运行。

参考文献：

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