超维携手国家电网，共同打造智慧变电站

据不完全统计,每年电力相关事故发生近十余起,事故原因包括电站内部设备如变压器、开关设备等可能由于老化、缺陷或制造质量问题而发生故障;自然灾害(如雷击、风暴、洪水)或人为因素(如施工活动、恶意破坏)可能对变电站产生负面影响,引发事故;因操作错误、误操作、巡检不当等,可能导致设备故障或事故占主要部分。

国网某220千伏变电站

2021年“十四五规划”制定以来,国网将智慧化、数字化发展定为未来主要发展方向,其中就包含利用智能巡检机器人逐步替代人工巡检实现无人值守,以解决人员高危环境下作业、运维检修的效率及准确性低、人员及时间成本高昂、数据管理易遗漏出错、实时监测困难等主要痛点问题,实现降本增效的基本目标。

智能转型

该项目配备超维轨道式巡检机器人,实现变电站内继电保护室的无人值守日常巡检工作,巡检内容包括:

1.继电保护设备状态检查:机器人可以检查继电保护装置的运行状态,包括断路器、隔离开关、接地开关等的开关状态是否正常;

2.网络设备、通信设备等运行情况;

3.电源系统检查:超维巡检机器人可以检查继电保护装置的电源系统,包括电池组、直流电源等是否正常工作;

4.线缆连接检查:超维巡检机器人可以检查继电保护装置的线缆连接情况,包括电缆接头是否松动、损坏等。

项目部署

超维机器人集控管理平台的整体产品架构如上图所示:

1)我们支持多种类型的边缘采集终端设备的接入,并可以对这些设备做集中管理。

2)我们可以对多种类型的采集设备采集的视频、数值等数据进行智能分析。

3)超维机器人具有可独立的管理后台和独立部署在边缘端的智能分析算法服务和计算设备,保证了机器人运算的实时性。

根据现场的需求,设计如上图网络拓扑结构:

1)超维巡检机器人通过滑触线电力载波方式和WIFI方式接入交换机,和联合巡检服务器连接。

2)超维联合巡检平台平台通过控制中心工作站访问前端WEB页面进行页面查看和使用。

3)摄像机通过NVR接入联合巡检平台。

4)摄像机和机器人通过联合巡检平台实现电子报表、智能联动、自动任务,实现数据统一调度,资源共享配置。

整体解决方案

1.视觉识别及预警

超维巡检机器人自身携带的可见光摄像机,完成视频图像的数据采集,通过自主开发的高精度图像识别算法,对图像数据进行智能分析处理,从而识别图像内容。目前能够准确识别电气设备的指针式、数字式仪表、压板、开关、指示灯、刀闸变位、设备外观等多种表计,并进行表计自动读数记录,生成巡检报告,从而代替人眼及时掌握站内电力设备及环境状态信息。

2.热成像测温

超维巡检机器人利用携带的红外热成像仪对室内电力设备表面温度数据进行采集,经过分析后及时发出故障预警,诊断出致热型设备故障及热缺陷。巡检任务执行完成后会自动生成任务报表,对温度敏感性设备进行有效的诊断。机器人支持多区域测温,在不同点位可以再画面上框选不同的区域,实现点位精确测量,避免环境背景干扰。

环境监测

机器人能对室内气体、温度、湿度、烟雾等环境信息进行实时监控,为运维人员分析设备运行状态提供全方面信息。目前机器人默认携带温、湿度传感器。另外每个机器人可选装四个其他传感器,如SF6,O2,O3,CO等。

4.智能巡检

超维巡检机器人按照预设规划路径自动巡视,自动任务模式的任务类型可以设定为主:全面巡视、例行巡视、专项巡视、自定义巡视等。

5.自动告警

超维巡检机器人在巡检过程中,通过数值分析、阈值对比、趋势分析、数据库等相关技术,对异常数据进行自动预警。预警信息通过界面弹窗告警和数据库告警记录方式呈现,及时提醒运维人员注意。

当后台分析数据显示为异常时,后台监控软件界面会出现告警信息列表,运维人员通过操作滚动显示告警信息。当系统存在告警信息时,系统通过后台监控软件界面弹窗,提醒运维人员注意。

随着“云大物移智”等技术的不断发展,以及智慧能源、新型电力系统等业务形态的不断进化,对电力企业的数字化转型已经从技术驱动转变为了“技术+业务”的双重驱动。建设一套自动化、智能化的,包括设备状态监控与分析、设备故障预警及故障自动排查,自动化任务调度,设备智能巡检等智能化运维手段的机器运维平台,将对保障晋城金鼎变电站乃至整个山西电网的基础设施安全稳定运行,提升整体运维服务水平,发挥十分重要的作用。