14 变电站巡检机器人应用技术

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1、变电站巡检机器人应用技术变电站巡检机器人应用技术胡启明(重庆市电力公司电力科学研究院401123)摘要：对变电站电气设备进行定期巡视是一项重要工作。电站，当变电站故障时的应急指挥调度难度也非目前国内大多数变电站采用人工方式对设备进行巡视，但常大。因此运用机器人在一定程度上代替人工对受到巡视人员对设备的熟悉程度、业务水平、工作经验、变电站实行自动巡检成为变电站巡检的发展趋态度、责任心和精神状态等诸多因素的制约，巡检工作是势。这是向智能变电站过渡，向智能电网发展的一件非常困难的工作，尤其对偏远地区的变电站，需要耗必然

2、阶段。费大量的人力和时间；其次，由于变电站多为高压、SF6为了更好的实现偏远地区和无人值守变电站设备，人工巡检具有很大的危险性；同时对于无人值守或的安全、可靠地巡检，需要研发巡检机器人应用少人值守的变电站，当变电站故障时的应急指挥调度难度系统，工作人员可以在主控室或输变电集控中心也非常大。因此很有必要研究在一定程度上代替工作人员对设备进行远程巡检。系统通过定位系统对机器的巡检机器人对变电站实行自动巡检成为变电站巡检的人准确导航、定位，采集电气设备的工作状态，发展趋势。通过对变电站巡检机器人的体系结构和应用技即时向

3、控制中心返回设备状态和机器人本体工作术进行研究，给出了实现变电站巡检机器人的实现方案。状态。中心通过无线网络对机器人实施监控，对返回的数据进行处理，传输。服务器是保证机器关键词：变电站；巡检机器人；智能电网；关键技术人可靠运行的核心部件。客户端和服务器通过无线网络进行实时通讯和数据传输。由于通过无线0引言网络传输的数据包括各种指令、多路视频图像信息和服务器采集到的各种数据，因此无线网络应重庆市电力公司检修分公司是对重庆市500具备高带宽和实时性。同时考虑到变电站这样一千伏、220千伏输变电实行集约化管理的单位，个

4、特殊环境，无线网络还应具备抗强干扰性和高主要负责500千伏、220千伏输变电一、二次设可靠性。整个巡检机器人的体系结构如图1所示。备的运行管理、维护、检修、技术改造、缺陷处及时发现电气设备的外观异常和内部热缺陷等故理、事故抢修和技术管理工作以及二次设备定期障，从而达到可靠巡检的目的。校（试）验工作；负责重庆电网输变电设备的重大缺陷处理，事故抢修工作。1拓扑结构和框架重庆市电力公司检修分公司目前拥有10座500千伏变电站及串补站，同时要接管重庆电网1.1拓扑结构全部220千伏共65座变电站，而且这个数字还在不断刷新

5、。这些变电站对整个重庆电网的输配电变电站巡检机器人应用系统采用客户端/服起着至关重要的作用，对每个变电站的巡检则是务器模式。客户端运行在主控室的计算机上，负保障变电站设备正常运行的主要工作之一。责对巡检设备的监控以及对机器人本体的控制。传统的变电站巡检工作主要由工作人员来完服务器运行在机器人本体所携带的计算机上，主成，但对于无人值守或少人值守的变电站，巡检要负责机器人运动控制、导航定位、数据采集与工作是一件非常困难的工作，尤其对偏远地区的传输。服务器是保证机器人可靠运行的核心部件。变电站，需要耗费大量的人力和时间

6、；其次，由客户端和服务器通过无线网络进行实时通讯和数于变电站多为高压、SF6设备，人工巡检具有很据传输。由于通过无线网络传输的数据包括各种大的危险性；同时对于无人值守或少人值守的变指令、多路视频图像信息和服务器采集到的各种1045重庆市电机工程学会2012年学术会议论文数据，因此无线网络应具备高带宽和实时性。同在控制室一端，工作人员能够看到机器人采时考虑到变电站这样一个特殊环境，无线网络还集的视频图像和红外图像，以便及时了解设备的应具备抗强干扰性和高可靠性。整个巡检机器人工作状况；工作人员可以通过各种操作面板上的

7、的体系结构如图1所示。按钮对机器人本体及其所携带的检测设备进行远程控制。为了实现上述功能，机器人系统需要解决以下关键技术：巡检机器人本体的控制技术；变电站电气设备的自动定位技术；巡检机器人的远程监控与遥操作技术。其中，机器人导航技术是本系统的核心技术，图1巡检机器人拓扑结构也是巡检机器人需要解决的重大问题。所谓导航1.2系统框架就是机器人在获取各种信息的基础上控制机器人沿着制定线路巡游，包括沿着直线行走和转弯。基于上述的基本拓扑结构，给出如图2所示的系统框架和功能划分：3机器人本体的控制机器人采用磁导航，RFID

8、定位、多传感器融合导航系统。首先在变电站地面上安装磁条，配合机器人本体通过摄像头实现导航。为了使机器人能够确定所处的位置，在线上每隔一定的距离（例如10-20m）安装RFID标签，机器人本体通过携带的读写器读取RFID标签，从而实现机器人本体的定位。通过机器人的导航定位系统来进行对机器人本体的自动控制。图2巡检机器人的基本框架和功能划分3.1控制系统总体方案从图2可以看出