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电网智能化新兵报到!移动式远程红外监测机器人  

2016-07-15 16:45:26|  分类: 生产工艺 |  标签: |举报 |字号 订阅

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近年来,坚强智能电网发展迅速,多种类型的电力机器人先后被研发与应用,并参与解决电网运行管理中的实际问题。



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佛山供电局试验研究所经过两年多的研究与实践,研发出移动式自组网远程红外监测机器人,可对输电、变电、配电一次设备及二次设备进行实时、连续的远程监测,大大提高了设备热故障的检测效率,为电网智能化又添一位新兵。

现状——红外检测效率和精度有待提升

目前,电力设备红外检测技术已经广泛应用,这种手段方便、直观,通过检测电力设备温度或热场分布,可为设备故障诊断提供非常可靠的依据。比较常见的红外检测手段有便携式红外测试仪和红外在线监控系统等。便携式的红外测试仪成本较低、使用方便,但只能周期性进行,不能进行实时的监控诊断,效率和精度较低,还可能因监视延误而引起损失。红外在线监控系统一般安装在变电站场地的构架上,能对整个视场的热故障进行搜寻,但这种方式监测范围不灵活,投入及维护成本高,普及率非常低。

考虑到现阶段红外检测手段的局限性,试验研究所状态监测班技术负责人李慧提出了研制远程红外监测机器人的构想——利用机器人对目标设备进行实时、连续、范围灵活的高频率监测,配合红外在线监控与智能诊断软件平台,全面、高效地发现设备的热缺陷并给出诊断结果。这样一来,对于状态异常的设备、重载设备、保供电设备、关键设备或昂贵设备等需要进行连续实时红外测温的设备,远程红外监测机器人的应用无疑将具有十分重要的价值。

革新——研制连续实时测温的红外机器人

2013年底,试验所状态监测班正式成立了由十多位技术骨干组成的研发小组,这个平均年龄只有二十七岁的青年团队,从此开始了两年多的研制远程红外监测机器人的攻坚之路。

在研制机器人的过程中,团队对于红外机器人提出了很多设想。为了实现对设备红外热图像的实时连续、范围灵活的监测,需要让红外机器人具备可移动的、自由配置的、全方位测试的红外前端传感测试平台,同时,由于测试地点的气候环境多变,还需考虑防水、散热、移动便利性、固定放置的可靠性等多种因素,这就对技术层面提出了很高的要求。

远程红外监测机器人及其软件后台的开发,涵盖了红外在线监测、远程测试控制、智能诊断后台及大容量数据存储等多种技术内容。面对这些似乎遥不可及的目标,团队并没有畏难情绪。在接下来的两年中,大家分工努力,对研发重点、难点各个击破。

团队技术骨干唐琪介绍说,“当时,仅仅在红外机器人硬件的设计上,我们就需要解决十几个方面的难题。”为了让红外机器人可以轻便灵活地使用,团队机器人的组成架构分为监控前端、控制电柜与移动端三个部分,内部采用体积小、重量轻、功能性好的器件,降低了机器人的自身重量,增强了灵活性。为了让机器人能够自由移动,团队为机器人设计了底轮,可以根据检测地点的需要自由移动,适应了变电站内各种高度和位置的监控需要。在通讯方面,组网方式是通过4G无线通讯方式对红外机器人的监控位置、被检测部件进行智能化设置与控制。此外,考虑到变电站内的环境复杂,团队还对机器人的结构及性能设计采用了工业级的防护措施,例如防水、防雷、防高低温、防冰雪、防电磁干扰等。

在介绍机器人的软件系统内核的时候,唐琪很感慨地说:“当时我们团队中会编程做软件的人基本没有,负责编程设计的两名同事都是利用工余时间刻苦自学,最后竟然都成了软件高手。机器人动起来已经不容易,要让它对设备热故障做出正确的判断,就更加困难。在诊断软件的开发方面,我们先后研究了红外图谱智能识别、考虑负荷因素的智能诊断技术,并在此基础上开发出红外在线监控与智能诊断软件平台,这样我们的红外机器人就有了软件系统的补充和完善。”

2015年下半年,第一台远程红外监测机器人终于被研制成功。这个形似“大白”的约一米高的机器人,正式成为了电网设备故障智能诊断的一名新兵。

实践——让设备热故障无处遁形

远程红外监测机器人面世以后,因为呆萌的外形很像“大白”,所以大家都亲切地称呼它为“大白”。为了测试“大白”的性能,团队将其带到220kV文华站、220kV丹桂站等站点进行了工程示范应用,对重载设备开展实时连续的远程监测。多次的监测工作,“大白”都能圆满地完成。紧接着,团队先后制作出“大白二号”、“大白三号”,红外机器人队伍不断壮大。多名机器人可以同时在一个变电站内开展红外监控工作,技术人员在远方就能实时掌握重点设备的运行状态。红外机器人进一步提高了监测的效率,让设备热故障无处遁形。

到目前为止,红外机器人在多个变电站进行了现场应用,都取得了良好效果。用机器人代替人工到现场开展连续、实时的远程监测,大大减少了人员的工作时间,节省了人力资源成本支出,更重要的是显著提升了设备热故障的检出效率。

试验研究所技能专家李国伟补充道:“红外机器人的设计理念开拓了设备在线监测系统的开发思路,并促进了自组网技术、无线加密传输等技术在电力设备试验中的的应用,适应了智能变电站的发展需求,也对电网智能化具有一定的促进作用。”

随着电网规模的不断扩大,电网设备的故障检测手段也需要不断更新和提升。远程红外监测机器人的出现,为电网设备的状态监测增添了一位技术精湛的诊断师,也为电网智能化增添了一位优秀的新兵。

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