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变电站智能机器人的应用王理

发表时间：2020/7/2 来源：《基层建设》2020年第6期作者：王理

[导读] 摘要：变电站在电力的供给上有着重要的作用。

        阳泉供电公司山西阳泉 045000
        摘要：变电站在电力的供给上有着重要的作用。本文对目前智能机器人应用于变电站的现实情况进行分析，针对现存的数据读取问题、行进及续航问题、任务管理、数据处理问题以及使用方法单一的问题提出了几点智能机器人在变电站日常运维中的应用方法。
        关键词：变电站；智能机器人；应用
        前言
        变电站作为电力系统组成的一部分，在电网中扮演着重要角色，变电站沟通着电力的供应与传输。如何有效的提升变电站的工作效率与工作质量是电力系统面临的主要问题，智能机器人的应用能有效解决目前变电站存在的问题，还能不断提升工作质量。
        1 机器人的智能化趋势
        人工智能的飞速发展使智能机器人成为可能。智能机器人不再像传统的工业机器人那样“死板”，它们配备有各种传感器，可以像人一样拥有视觉、听觉、嗅觉等，可以根据传感器感知外部环境，做出相应的决策。目前对于到底什么是智能机器人，还没有一个统一的定义，但是一般认为智能机器人有以下三大组成部分：
        （1）执行器。执行器是智能机器人执行任务的装置，它其实是智能机器人的本体，而机器人的臂部一般是采用空间开链连杆结构来设计，其中的运动副也被人们称为关节。
        （2）传感器。传感器主要用于机器人对外界环境的感知，以认识与识别周围的环境，类似于人类的感觉或知觉。一个智能机器人身上可能配备有不同功能的传感器，以感知不同的环境。
        （3）驱动装置。驱动装置是智能机器人的“心脏”，相当于电脑的CPU，负责根据感知到的环境信息做出相应的决策，供执行器执行。其内部程序有一套十分复杂的算法，环境信息的相关数据从输入端输入，经过复杂的运算，从输出端得出决策。
        2智能机器人应用于变电站的现状
        2.1 数据读取问题
        应用于变电站的机器人普遍都装着变焦的高清摄像头，对于某些因高度过高而无法监测的表计，机器人也能通过摄像头变焦来实现数据的读取。按功能的设计来说，机器人在读取数据方面发挥的作用远远大于人工巡视，传统的人工巡视只能采取望远镜这类的辅助工具进行观测数据，而机器人的使用，大大降低了数据的误差。但是由于光照条件、雨雾天气及机器人摄像头的清晰度等原因，在很多情况下机器人也不能很好的发挥优势。
        2.2 行进及续航问题
        一般来说，应用于变电站的机器人在工作时，相关运维人员都会为其设定的路线清理或移除障碍物，但偶尔也会出现一些特殊情况：比如有施工作业围闭情况、站内植物的生长，随着植物的生长，其枝干慢慢延伸至机器人导航及行进的路线上，使机器人无法前进，便会始终保持开机状态，等待前进信号，直至耗尽电量自动关机，运维人员发现后还要手动将机器人运往充电地点，不仅费时费力，还没办法按时完成预定的计划工作。对于机器人的续航问题，目前变电站使用的机器人一般续航能力大约在7小时左右，对于220kV及以上电压等级的变电站而言，机器人完成一次完整的全站巡视任务至少需要10小时以上，而一个500kV变电站的机器人巡视时间至少在16小时以上，机器人的续航能力还无法满足或完全代替目前变电站的人工巡视周期。

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        2.3 数据处理问题
        就目前情况而言，机器人在变电站的使用仅仅取代了部分的人工作业，机器人只通过摄像机、红外测温仪等工具进行数据的收集并加以简单的分析，且目前数据识别、分析的正确率还存在一定的误差，而目前对于变电站智能化的要求远不止如此。
        3 智能机器人应用于变电站日常运维
        3.1 加强功能，定期清洁
        智能机器人在变电站的主要工作是巡检，即巡视及检查。巡检工作的重点在于要勤、要细、要全面。所以要求变电站的智能机器人要具有可视化功能，不仅能在夜晚进行巡检工作，还能对检查的数据进行整理归纳，完全满足工作要求[1]。智能机器人的可视化功能主要分两部分：在可见光下巡视和夜晚的红外测温。除了对机器人的可视化功能进行加强以外，要组织运维人员定期对机器人的摄像头及站内表计表面进行清洁维护，保证数据读取清晰可靠。
        3.2 躲避障碍，自主充电
        智能机器人一般采用激光视觉传感器或超声检测系统进行导航及路线选择，保证机器人在工作环境下不因撞击障碍物受损。激光视觉传感器是指机器人能通过激光来导航、定位及躲避障碍；超声检测系统是指机器人能通过发射超声波锁定障碍物，如果行进中遇到难以躲避的障碍物，机器人会向后台控制中心发出信号，控制人员来清理障碍物。这样的系统不仅能够使机器人在投入工作时有效避开各种障碍，还不需要建设特殊的机器人通道。另外，对于机器人避障功能可以进行优化改进，将目前机器人遇到障碍停留在原地的现象改为遇障后重新规划巡视路线，默认目前巡视路线有工作围栏自行选择其他路线继续执行巡视任务；对于机器人的电力续航问题，可以安装自主充电装置，在电量低于设定值时，机器人可以自主充电。
        3.3 生成图谱，提高效率
        在变电站的日常运维中，智能机器人除了具有巡检的功能性之外，还具有周期性，这种周期性是人为设定的，通过对智能机器人设置定时任务，对监测到的数据进行周期性采集。例如，某一变电站将任务分为四个区域，任务周期设置为一天，每个区域的智能机器人在白天进行可见光巡视，通过对油位计、温度表、电流表及计数器等进行拍摄捕捉，形成可见光图谱；其在夜晚进行红外测温任务，如在不同设备的不同位置设置检查点，全方位进行红外监测，也要形成相应的红外图谱[2]。对于传统的人工巡视，智能机器人的应用无疑带来了很多便利，不仅能把运维人员的双手从采集及整理数据中解放出来，还能增加数据的可靠性，提高了运维工作的效率，也提升了工作的质量。
        3.4 灵活运用，缺陷跟踪
        针对变电站出现的问题应将智能机器人灵活运用，充分发挥其在实际工作中的作用。目前变电站机器人的图像识别功能只能通过后台系统界面查看，如果现场需要使用机器人对某设备进行巡视检查，就无法在现场进行查看数据及分析报告，可以在机器人本体安装触摸型显示屏，就像手机屏幕一样实现现场的数据查阅；另外对于机器人巡视发现的异常或数据识别误差引起的异常报告信息，目前只能通过后台系统查阅，还无法实现移动互联的数据在线告警或提示，可以增加机器人实施巡视数据异常告警传送到指定的手机或移动端平台进行监控；对某些故障问题进行处理时，可以在压力表旁派遣机器人，对缺陷进行跟踪，查看压力的实时情况及设备的压力变化等，使维修人员能清晰准确的看到该设备压力的变化数据，针对变化掌控维修进度，既增强了数据的可观性，也减少了人力物力的浪费，提升问题处理速度，为设备的维修汇报总结工作提供数据，充分利用机器人解放人力，提高工作效率。
        结论
        综上所述，智能机器人在变电站的日常运维中应加强功能，掌握躲避障碍、生成图谱以及自主充电的功能，同时应对机器人定期清洁、灵活运用，不段提高变电站的工作效率。
        参考文献：
        [1]文宗林.智能巡检机器人应用现状及问题[J].低碳世界，2018（11）：43-44.
        [2]陈晨，黄铮.智能巡检机器人在变电站日常运维及缺陷跟踪方面的应用[J].科技风，2018（18）：3.