变电站巡检机器人工作原理和工作范围
变电站巡检机器人工作原理和工作范围发布时间：2019/05/27电力百科标签：变电站机器人变电站检查巡检机器人无人变电站浏览次数：3221
顾名思义变电站巡检机器人主要服务于各变电站变电所主要集中于500kV以上大型变电站220kV以下也有使用不过比较少而且是几个附近的小变电站共用一台机器人由工作人员开车带着机器人进行转场。机器人主要用来巡检变电站设备，分为可见光巡视和红外巡视，可见光巡视主要巡视设备外观，设备分合状态，仪表读数；红外巡视主要用来测温，观测设备温度是否在正常范围并能分析不正常温升。
工作原理:巡检机器人根据导航方式不同分为磁导航机器人和激光导航机器人，磁导航的需要提前布置磁轨道（即在机器人巡检路线上埋藏永磁体），机器人沿着磁轨道前进或者后退，在每个需要停下来检测的点或者进行转弯调速等动作点磁轨道旁边需额外埋藏电子标签RFID，电子标签里面有调试时候注入的信息，比方说检测、调速、转弯等，机器人扫到这些标签后进行相应的动作。机器人下面还有6个磁感应器，可以确保机器人是否沿着预定磁轨道移动，如果稍微偏离可以进行调整，如果因为故障意外等原因冲出了磁轨道机器人默认停机，需要电站人员将机器人推入磁轨道后在后台进行自动寻路，当检测到下一个标签时机器人就可以知道自己的位置继续执行当前任务。
下面说说激光导航机器人，激光导航机器人的导航是激光，相比于磁导航而言激光导航更先进，不要要提前布置磁轨道和电子标签，这些硬件都省了主要靠软件分析。虽然不需要布置磁导轨但是第一步需要建立激光地图一个二维平面图，因为二维平面图里包含XY坐标，所以对于电站中对应的每个点都有一个XY坐标与之对应，只要提前设定机器人到达每个点时给他设定一个动作（检测，转弯，调速）就可以了所以这里就不需要电子标签了，而机器人移动也是靠设定这些坐标点进行的，所以不需要磁轨道。激光导航机器人的一个问题是激光匹配率的问题，就是机器人实际扫描到的场景和之前设置电子地图进行匹配，如果位置不好匹配率过低机器人将不能判断自身位置而停机。关于电子地图的建立可以推着机器人将电站巡视一遍也可以用专门的激光扫描仪将电站扫一遍，需要注意的是激光扫描仪的高度设定要和机器人自带的激光导航仪高度一致。
关于充电，机器人具备自动充电功能，类似于超能陆战队里的大白。一个变电站启用机器人巡检后会给机器人专门建立一个小屋，小屋里有专门的箱式变电整流充电器（机器人用的是蓄电池所以是直流电），有固定位置的充电口，机器人进出的前后门都是自动门，可以检测机器人发出的开关门命令。机器人执行一个任务结束后默认是回到充电小屋，到达小屋的指定位置会进行充电指令，磁导航的是检测到充电位置的电子标签激光导航是匹配到充电点，机器人侧面充电机构（一个电机控制的可伸缩插头）伸出，插入到充电器的插座内，机器人就开始充电。直到下个任务的到来，机器人停止充电，充电机构收回，开门出去执行任务。
一般的任务都是提前设定好的定时任务，不需要人为干涉，除此之外可以设定临时任务和特巡任务，因为电脑后台软件中对于电站中每个点都有保存，设定任务时把这些点调出来组合在一起就是一个任务不过要注意起始点和任务路径是闭合的就行了。机器人和后台电脑通过配置的天线双向传输数据，这样任务过程中后台电脑可以接收到实时的监控画面也可以随时对机器人下达新的任务。后台电脑还可以接入电网网络实现远程集控。
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随着提前完成4.5万个5G基站的建设目标，深圳宣布进入5G时代，开始建设全球5G标杆城市迈进。如今，各项5G应用项目正在深圳落地生根，市民已经能感受到5G正在让城市更智能，让生活更美好。
在鹏城变电站，一个小机器人正眨着电子眼，认真地扫描着电站里的每一颗螺丝，把数据即使传输回控制室终端。刚完成改造不久的500千伏鹏城变电站是南方电网深圳供电局的新一代5G智能变电站，这种巡检机器人就是变电站里的机械卫士。
如今，电网行业数字化转型战略对电力通信网提出了更高要求，而5G“大带宽、低时延、广连接”的三大原生特性，结合网络切片、边缘计算等创新技术，能够很好地匹配泛在、灵活、经济、安全、可靠的电力通信需求。
鹏城变电站是深圳供电局“5G+智能电网”生态圈中的一个5G集中应用示范点。，该项目在深圳市“点亮深圳，5G智慧之城发布会”上获5G智慧样板项目授牌。
“5G+AI”一小时能完成人工巡视要3天的工作
据了解鹏城变电站日常负载约占深圳电网的20%，是滇西北直流工程落地后将电能送至深圳的重要枢纽变电站，以往大量的设备巡视、操作等工作都需人工现场完成，工作负担较为沉重。
而如今在5G赋能之下，工作人员只需在电脑上轻轻一点，变电站内的巡检机器人瞬间就自如地工作起来。只见它沿着设定的轨迹缓缓前进，头部摄像头不时转动，对设备上的开关、压板、指示灯、仪表等进行识别和读数，高清视频图像信息就回传至指挥中心，所需时间低至1毫秒，快到“无感”，电网设备巡检效率得以提升270%。
设备信息采集到后，还要对设备运行状况进行分析和诊断。深圳供电局将人工智能技术融入其中，一份有1330个检查项目的巡视表单，人工巡视原本需要3天时间，依靠“5G+人工智能”只需要1小时。
“举个例子，以往人工巡视记录主变压器的套管油位时我们都非常头疼，因为油位表距离地面10米，直径却不到5厘米，要用望远镜观测好久才能看清楚。”鹏城变电站站长谢志毅介绍说，“现在我们利用具有37倍光学变焦功能的4K高清摄像头，可以轻松地把套管油位和红外热成像图谱记录下来，经系统AI算法一处理报告就自动生成了。”
图为机器人的电子眼中看到的画面。
不止设备巡视，设备操作也升级为程序操作，由人工智能确认操作后的设备状态，不仅更加安全可靠，还省去了运行人员反复往返控制室、设备场地的麻烦；安全监护也不再采取“人盯人”的方式，5G摄像头可识别并记录不在规定区域内作业等违规行为，并通过定位手环发出震动提醒，确保工作人员人身安全……
图为变电站里的5G基站。
“像巡检机器人、5G摄像头等智能设备，鹏城变电站一共有1036个。‘新基建’的确释放了新动能，变电运行人员的工作发生了翻天覆地的变化。”谢志毅感慨道。
国产摄像头“一日尽览鹏城塔”
最让人放心的是，为防止国外产品出现安全隐患和断供风险，深圳供电局在行业内率先开展自主可控的全栈国产化架构研究，通过开展自主创新，替换国产设备等方式，实现多个系统的核心部件国产化率100%。如鹏城变电站及其一墙之隔的输电系统均已经实现服务器、智能芯片等核心部件的全栈国产化。
据介绍，深圳电网110千伏及以上输电线路总长已达到5102公里，而传统输电巡视方式下，一个熟练的输电工人通过徒步翻山、徒手爬塔，一天也只能完成2-3基铁塔的巡视工作。
为提升输电巡视效率，深圳供电局联合华为共同研发应用了搭载Atlas200芯片的摄像头，其中固化有可前端识别现场异常情况的12种自研算法，并实现深圳电网输电线路全覆盖。通过人工智能算法，新一代输电智能巡检系统可自动识别输电线路外力破坏隐患和缺陷，足不出户就能“一日尽览鹏城塔”。“巡视一回500千伏输电线路，传统人工巡视需要2个人巡视10天，现在通过新一代输电智能巡检系统2小时就可以完成了。”深圳供电局输电管理所线路部副主管裴慧坤介绍说。
不仅空中的输电线路，地下的高压电缆也实现了巡视工作新突破。在深圳南山侨香路，全国电力行业内首款5G智能摄像头迎来“首秀”。这是深圳供电局与华为联合打造的智慧监控成果，它以深圳多功能智能杆为载体，融合5G、AI人工智能、4K技术，对高压电缆通道沿线及周边施工情况进行智能监控，犹如“智慧之眼”般实现高压电缆通道360度全息感知，全方位保障电缆线路安全运行。
通过自主创新，深圳供电局还完成了全球首个5GSA网络配电网差动保护试点验证，6项技术成果创全球第一。差动保护是继电保护里性能最优越的保护之一，凭借超低延时，5G网络可以代替光纤，精确运用差动保护技术快速隔离故障点，将故障隔离时间从秒级升级到毫秒级，最大限度地保障了用户用电需求。据介绍，深圳供电局实施了配网故障自愈项目，配网故障后，传统模式下需人工前往现场进行排查处置，耗时数小时甚至1天，而自愈功能可在1分钟内完成用户快速复电，相比于传统的人工复电1.2小时，用户停电时间大幅降低98%。