智能机器人在变电站中的应用

毛强

摘要：为确保电气设备的稳定运行，设备巡检工作是变电站工作人员每天必备的工作，但由于人员素质不同以及环境的影响，巡视效果与质量往往达不到预期的发展。随着近些年网络技术的不断深化，智能机器人开始在变电站网络运行工作中广泛应用。文章通过对智能机器人技术应用的分析，探究了智能机器人在变电站中的应用。

关键词：智能机器人；变电站；电气设备；设备巡检；智能技术；电力系统 文献标识码：A

中图分类号：TM764 文章编号：1009-2374（2016）32-0042-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.32.020

变电站机器人，以智能技术为核心，整合多种前沿技术，使机器人可以通过对电力设备的外观、温度、声音等进行数据的提取与分析，进而判断设备是否存在某种缺陷，可以在很大程度上提高变电站管理的安全性和稳定性。并且其使用灵活方便，不易受到环境状态等影响，不仅提高了工作质量，同时也降低了人员成本，对于未来变电站建设具有很大的研究开发前景。

1 智能机器人系统组成

智能机器人系统主要分为基站、机器人移动站、通信站三个部分。基站相当于一个监控的后台，可以把它理解为机器人的大脑，主要通过Windows系统与C语言对象编程设计实现，使其具有图像处理和数据识别等功能，它可以通过对设备的监控画面以及设备信息的传输，利用自身的数据库整合分析，从而判断变电站的整体功能是否存在异常。机器人移动站相当于机器人的身体，可以对变电站现场进行声音与图片的采集，也可以对设备仪器表进行数据的读取与摄像，同时可以测量变电站内的光照与温度等，适时地对变电站内部进行全方位监控。通信站可以理解为智能机器人身体内部的循环系统，它分为基站无线网桥和移动站无线网桥两种，也就是说基站与机器人移动站都可以将自己接受与反馈的信息，利用通信站进行传递，实现内部的信息交流，最简单的例子就是当机器人电量不足时，可以通过系统信息的传递，自动返回充电室充电，从而确保智能机器人整体的运作功能。图1为当前变电站内较为常用的智能机器人：

2 智能机器人技术应用分析

2.1 曲线分析技术

温度是变电站工作人员检测设备系统是否正常运作的标准之一，可是单纯地通过温度变化对设备的性能进行判断往往并不精准。因为在设备运行的过程中，往往会产生一定的负荷变化，这种负荷变化产生最明显的现象就是设备温度出现一定的波动，但负荷变化属于正常的设备运行现象，一般不予理会，可是当变电站中的设备出现老化或者缺陷时，设备中的温度也会出现波动，这就会给变电站工作人员带来了一定的干扰，而智能机器人可以利用曲线分析技术，先将日常检测的温度报告，输入到变电站的的MIS系统，机器人通过对这些温度报告的数据分析，在数据库中形成一条常规曲线，当设备出现异常变化时，另外一条温度曲线就会出现，将两条曲线的变化进行对比分析，就可以快速判断出哪种是由负荷变化引起的温度波动，哪种是由设备缺陷引起的温度波动。可以说曲线分析技术很大程度地提高了智能机器人的数据分析水平。

2.2 模式识别技术

模式识别技术，就像智能机器人的眼睛一样，可以利用其视觉功能对变电站进行整体的监控。首先，智能机器人可以利用模式识别技术的滤波技术，降低由环境因素对供电站的监控影响，因此即使是在雨雪天气或者强光照的环境下，也不会影响画面的监控程度；其次，人工检测的最大缺陷就是精准度偏低，造成这种误差的主要原因就是人无法每次精确地判断观测距离，观测的位置不同，观测的结果也会不同，可是智能机器人却可以利用模式识别技术，通过精准的算法、智能分辨率、仪器导航等，进行精准的数据定位，确定每天相同的位置进行检测，从而可以自动锁定检测目标。例如断路器、运行设备SF6压力表、电流仪器表、油位计等，并且可以同时检测多个设备，而不会因为检测的目标增多，而对单独个体的数据产生影响，因此可以说利用智能机器人的模式识别技术，可以大范围地提高变电站检测工作的工作效率。当前变电站所使用的巡视机器人主要包括自动导引车、传感器等两种识别形式的机器人，以下是针对该两种巡逻机器人的优势分析（如图2所示）。

2.3 无线射频识别技术

无线射频识别技术又称RFID，是实现智能机器人行为与日常工作内容的主要技术，智能机器人在工作中，经常要进行转弯、噪声探视、设备角度转动等，为了实现这些动作，可以在变电站内的巡视线路上安装很多RFID标签。当智能机器人触碰这些标签时，就会对RFID标签中的信息进行读取，并借助内部感应电流，向智能机器人系统的芯片存储信息发送任务，机器人阅读器通过对任务代码的翻译，将信息发送到智能机器人内部的执行器上，最后由执行器确定机器人的动作，无线射频识别技术控制着智能机器人的日常行为，是机器人内部一切功能正常运作的基础。

3 智能机器人在变电站中的功能应用

3.1 报警功能

智能机器人具有故障报警的功能，这一点对于变电站设备维护具有重要的意义，当智能机器人发现人或者动物侵入到电力系统时，智能机器人就会利用通信站，向监控中心发出自动报警。即使变电站内不设员工进行看管，也可以在监视中心内发现站内设备的异常，并且当机器人自身出现故障或者断电时，机器人也会自动发出报警，会在关机前储存已经检巡的信息，不会影响变电站的正常工作，因此利用机器人的自动报警功能，可以快速地发现故障，对设备进行检修，将损失降到最小。例如，某变电站出现设备故障而引起高温的现象，巡视机器人通过传感技术，及时发现该位置的温度变化极具升高，异常超出安全范围内，通过巡视机器人的远程报警功能，及时通知相关负责人员，便于对该变电站故障及时做出处理措施，减少变电站的损失。

3.2 控制功能

智能机器人的控制功能，具有很好的灵活性，可以有效减少巡检管理人员的工作量。例如，在进行设备开关与拉闸的操作时，巡检人员就可以利用后台的操作系统，实现对机器人的手动控制，可以远程操作机器人工作，实现变电站远方设备工作，并且当设备出现一些小故障时，检修人员赶到现场会花费一定的时间，但是如果检修人员通过对机器人的控制，让智能机器人对设备进行检修，这样就会有效地缩短检修时间，进而防止更大故障的发生。智能机器人的控制功能，可以有效缓解员工的工作强度，减轻维护人员的工作压力。

3.3 巡视功能

变电站的员工主要是依靠看、听、嗅等主体感官巡视方法，对设备中的故障进行判断，由于智能机器人是按照人的感官进行研发的。在变电站中，智能机器人首先应具有的就是巡视功能，智能机器人中的摄像机类似人眼，可以对电力系统中的仪器表以及设备运行状况进行自动监测。而智能机器人中的六氟化硫检测传感器就像人的鼻子一样，可以利用其嗅觉监测变电站开关内是否存在液体泄漏。智能机器人中的红外测温传感器就像人的皮肤一样具有触觉，可利用其红外传感技术对设备中的火灾过热等进行监测，并且当恶劣的气候环境发生时，人工很难进行巡视，而智能机器人可以有效取代人工巡视功能，完成变电站的严峻巡视任务。

4 结语

供电站的电力系统是一个庞大而复杂的结构，对于电力系统的可靠性要求很高，而传统的人工检测维修很大程度上已经无法满足生产的需要。在变电站中应用智能机器人，可以全方位、全智能地对变电站进行检测和监控，但目前由于我国的智能技术还不成熟，在智能机器人的应用上还存在一定的技术差距，因此在新时期，应该加快科研团队的步伐，采用新型的工业技术，使我国智能机器人在变电站的应用中不断普及。

参考文献

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（责任编辑：蒋建华）