一种电力物联网在变电站巡视中的应用方法浅析

魏永柱

【摘  要】变电站是用电和供电之间的桥梁，在电力系统中起着至关重要的作用。变电站智能化建设强大智能电网的基础条件，现阶段智能变电站的主要特点有三种，分别是，信息一体化，电力设备网络化和电网辅助系统智能化。近年來，物联网技术的快速发展，电力物联网也被广泛关注。本研究以电力物联网提升电网运维效率为基础，分析了现阶段变电站巡视工作的现状和存在的问题，并且有着对性的提出了一种智能机器人代替人工巡视变电站的方法，探讨其应用功能以及在电力系统中应用物联网技术的作用。

【关键词】电力物联网;变电站巡视;应用方法

引言

随着我国电力系统的不断发展，电网智能化已经成为一种新的趋势。为使电网智能化，研究人选采用先进的信息传输和控制技术，创造出了具有中国特色的智能电网系统，其特点包括，信息化，自动化，互动化。电网智能系统依赖于电网每个重要环节的稳定运行，以及电网参数的在线监测和实时信息控制，所以物联网技术在智能电网中的应用至关重要。

物联网技术是指通过互联网将人与物，或者是物与物相互联系起来，从而实现信息交互应用。现在物联网技术已经成为电网智能化的推助起，其技术的应用渗透到电网生产经营的各个方面，形成了电力物联网。电力物联网可以全面提高智能电网各方面的信息感知识深度、广度和密度，促进智能电网的全面发展。研究和使用电力物联网技术，对改进现有电力生产模式，改善现场运营管理效率非常重要。

1.变电站巡视现状

当前阶段，变电站高压区域的监测通常使用两种方式同时进行。一种方法是使用在线视频监控，即在变电站的高压区域选择正确位置，在该位置安装高清监控设备或红外相机设备，以便监视变电站的整个高压区域。另一方法是人工检查，

维修人员配备双筒望远镜、红外测温仪、红外摄像机等设备，跟随高压区域的监测路线，观察每一个高压测量点，记录变电站总体情况及设备运行参数，尽可能的提前发现问题并组织修复。

可以看到，人工巡视的方式非常麻烦，不但效率低下，而且还要耗费大量的人力和物力。由于检测点分散，检测过程单一乏味，检测结果可能会受到巡视检测人员的心理素质、工作环境、技能水平等多方面因素影响，导致存在漏检忘检现象，无法及时发现变电系统存在的问题，这样会使检测到的数据不能准确和及时地进入电力信息管理系统。随着智能电力的建设逐渐加快，无人监督值守的变电站增多，巡逻的工作量也随之增加。然而，因为人员短缺，导致巡视的质量和时间不能得以保证，所以当前变电站巡视迫切需要一个集系统化、智能化、高效化为一体的巡视方式和解决方案。

2.智能巡视机器人

针对现阶段变电站巡视工作存在的问题，我们结合电力物联网在变电站巡视过程中的应用，研究出一种使用智能机器人代替人工进行巡视检测的方法。

这种智能巡视机器人的监测手段包括：红外热像采集处理，高清可见光图像采集处理以及智能识别。同时，它还可以在现场接受声音信号，并对其进行处理分析等。智能巡视机器人的红外采集处理功能可以测量变电站主变温度和母线基础温度，可以使热缺陷被及时发现，完全代替了现存的人工红外枪测试。高清可见光图像采集处理可以采集现场实时照片，并返回检测系统以便人工分析。现场的声音信号采集处理可以检测变压器工作情况，变压器的工作状态可以通过测量变压器的声音是否正常来确定。智能机器人的工作原理极其简单：根据计划确定的好检查路径和暂停点，使智能机器人自动感应设备方向，移向设备并对其进行全方位扫描，遇到重点设备，比如连接器，智能巡视机器人可以调整镜头并放大设备图片，以便对设备进行了详细观察和研究。其还可以结合物联网技术监控电压变化以及电站高压区域的运行状态，使电压设备的安全风险能够及时被检测到。

变电站的智能巡视机器人系统是分布式网络结构，详细见图1，整体分为三层，即基础层、通信层和终端层。巡视机器人后台，组件，录像机硬盘，硬件防火墙和智能控制分析软件组成了其基础层。通信层则由网络交换机、无线桥等组成，通信层是基础层和终端层的智能网络通道。终端层：包括智能巡视机器人，充电摄像头和固定监控设备等。该系统支持多个变电站同时进行控制，控制中心可使用集控模式对多个智能机器人进行远程操控，使它们更高效的对变电站进行巡视检测。

使用智能巡视机器人巡逻检查变电站，其不但具有人工的灵活性和智慧性，

同时，它还能克服并弥补人工巡检中存在的一些缺陷和不足。智能机器人的应用，有效降低人工劳动强度，减少变电站运行维护成本，提高正常巡逻作业的效率，增强自动化管理和智能化管理的科技水平，为智能变电站和无人值守变电站提供创新型技术检测手段，并为它们提供了综合安全保障。智能巡视机器人是电力系统智能化的发展及引导方向，由于它的出现，使变电站智能管理进程得以快速推进。

智能巡视机器人经过实际应用验证，其系统运行可靠，检测正确。使用一个智能巡视机器人就可以将巡视人员工作量减少到约每周26小时。工作时间平均每天仅为4小时，大大降低了人力资源与时间成本。

3.智能巡视机器人的优势

变电站智能机器人巡视监控系统可显著改善变电站运行管理情况：（1）引进智能巡视机器人对变电站高压区域进行监测，通过对原有维护管理模式进行改造，大大提高了变电站管理的自动化和精确化，降低了巡视人员工作强度，提升了效率和优化程度。（2）运维人员可以通过智能机器人巡视系统实时观察监测各变电站高压区域，还可以指令机器人去观察某一设备及其部件的相关情况和数据，其为无人值守变电站提供额外的技术监测手段，以提高其运行可靠性。（3）由之前的人工巡视模式变为人机结合巡视模式，智能巡视机器人通过预检发现问题后，由人工进行确认和检修，提高了工作效率和准确度。

4.结论

随着电力可靠性要求的提高以及电网的发展和设备的增加，使得电网的运行维护需要达到更高的标准。电力物联网是电网发展的必然趋势，它的有效应用可以大大提高电网维护的效率，减少运维人员压力，促进电网管理走向更高的水平。

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（作者单位：国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司）