一种基于互联网的变电站智能巡检机器人监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于互联网的变电站智能巡检机器人监测系统，包括巡检机器人系统、采用通信设备双向通信连接巡检机器人系统的本地监控后台、与本地监控后台双向通信的电力专网以及与电力专网双向通信的远程集控后台。基于互联网的变电站智能巡检机器人应用于变电站的巡视监测，代替运行人员进行巡视检查，机器人可以携带红外热像仪、可见光CCD、拾音器等检测与传感装置，以自主和遥控方式，24小时、全天候地完成高压变电设备的巡测，及时发现异物、损伤、发热、漏油等内、外部机械或电气异常，准确提供变电设备事故隐患和故障先兆诊断分析的有关数据，大大提高变电站安全运行可靠性。

An Internet based monitoring system for Substation Intelligent Inspection Robot

The invention discloses a substation intelligent patrol robot monitoring system based on Internet, which comprises a patrol robot system, a local monitoring background connected with the patrol robot system by bidirectional communication of communication equipment, a power private network with bidirectional communication with the local monitoring background, and a remote centralized control system with bidirectional communication with the power private network. Stage. The intelligent inspection robot of substation based on Internet is applied to the inspection and monitoring of substation instead of the operator. The robot can carry infrared thermal imager, visible light CCD, pickup and other detection and sensing devices. It can complete the inspection and monitoring of high voltage substation equipment by autonomous and remote control mode 24 hours and all-weather. Timely discovery of foreign bodies, damage, heat, oil leakage and other internal and external mechanical or electrical anomalies, accurately provide the substation equipment accident hidden dangers and fault precursor diagnosis and analysis of relevant data, greatly improve the substation safe operation reliability.

【技术实现步骤摘要】
一种基于互联网的变电站智能巡检机器人监测系统
本专利技术涉及一种基于互联网的变电站智能巡检机器人监测系统。
技术介绍
变电站设备巡检是保证变电站安全运行，提高供电可靠性的一项基础工作，随着变电站自动化水平的提高以及无人值守的普及，变电设备运行可靠性面临更加严峻的考验，变电站巡检受到了更大的重视。目前国内变电站均采用传统的人工巡视方式，由于受巡视人员劳动强度、业务水平、责任心和精神状态等诸多因素的制约，漏检、误检情况时有发生，造成重大经济损失，人工巡视已经越来越满足不了现代化变电站安全运行的要求，机器人代替人工巡视将是智能电网发展的必然趋势。设备巡回检查制度是电气设备安全保证体系中最基本、最重要的制度之一。大运行模式下，变电站实行无人值班模式，取而代之的是由调控中心值班监控员在远方集中完成本电网区域内所有变电站的运行监视工作。实际工作中发现，这种运行管理模式在变电设备巡检方面有以下几点不足：（1）工业视频系统功能不满足设备巡检工作要求。工业视频系统的摄像头数量有限，地区电网中220kV变电站一般只有16-18个摄像头，110kV变电站一般只有7-10个摄像头；另一方面受摄像头装设位置不合理、后期维护不到位等多种因素制约，视频系统在实际应用中存在黑屏、死画面、卡滞、有巡视死角等不足之处，直接造成设备巡视工作无法正常开展。另外，工业视频摄像头的像素还不能满足在远距离下查看清楚装置屏上的信息。（2）运维人员现场巡视次数有限，无法实现实时巡检要求。变电站实行无人值班模式后，无法实现实时巡检，220千伏变电站每周计划性巡视一次，110千伏变电站每两周计划性巡视一次，巡视次数仅能满足设备安全运行的最基本要求。临时需要现场巡视设备时，还需要运维人员驱车数十公里到站，效率低、成本高。所以现场运维人员巡检存在周期长、频次低和成本高的缺点。（3）变电站发生事故或比较严重的设备缺陷时，多数情况下无法及时开展设备巡检工作。例如，变电站室内配电装置发生爆炸、火灾等事故时，伴随有浓烟、巨响，还有发生二次爆炸的可能，因此这种情况下，为保证人身安全，即使现场有人也无法第一时间到设备区进行设备巡检，造成人员对现场设备故障情况不掌握，相关事故处理工作无法正常开展。（4）传统巡检机器人具有适用局限性。一般用于500kV变电站常规巡检，只能当地控制，需要运维人员到达现场，且工程造价高，不适于在地区电网推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提升设备巡检工作质量，既摆脱了工业视频系统中运用固定的摄像头进行巡检的各种束缚，又弥补了传统巡检机器人在地区电网无人值班变电站应用以及在电网异常紧急特巡中的功能缺失，提供一种基于互联网的变电站智能巡检机器人监测系统。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种基于互联网的变电站智能巡检机器人监测系统，包括巡检机器人系统、采用通信设备双向通信连接巡检机器人系统的本地监控后台、与本地监控后台双向通信的电力专网以及与电力专网双向通信的远程集控后台；所述巡检机器人系统包括智能巡检机器人、与智能巡检机器人双向通信的机器人无线网络设备、与机器人无线网络设备双向通信的站内无线WIFI以及与站内无线WIFI双向通信的光纤网络通信；所述光纤网络通信与本地监控后台的集控室监控平台双向通信，所述智能巡检机器人与变电站通信基站双向通信。作为本专利技术的进一步改进，所述本地监控后台包括与通信基站双向通信的交换机、连接交换机的管理服务器和连接管理服务器的客户端。作为本专利技术的进一步改进，所述远程集控后台设有三个数据传输端，分别连接电监部门、供电局和远程专家组。作为本专利技术的进一步改进，所述智能巡检机器人包括机械部分和控制部分；所述机械部分包括驱动机构、底盘、充电机构和外壳；所述控制部分包括工控机控模块、电源管理模块、云台检测模块和运动控制模块。作为本专利技术的进一步改进，所述驱动机构为轮式结构，前面的两轮为驱动轮，由一个电机驱动，后面的两轮为随动轮；所述底盘为具有承载力的钢板，钢板底部设有开口，所述开口安装散热风扇；所述充电机构采用一个直流电机驱动齿条做前后往复运动，齿条带动充电插片进行运动，与位于机器人停靠小屋内的的充电极板进行接触充电，所述充电插片和充电极板都采用铁合金材料；所述外壳包括固定在底盘中部的主壳体、拆卸连接在主壳体前部的装饰面板和拆卸接在主壳体后部的后壳体。作为本专利技术的进一步改进，所述工控机控模块由主CPU控制系统、继电器控制组和散热器组控制系统组成。所述电源管理模块由高容量高功率聚合物锂电池组、电池电量监控系统、智能充电控制设备和锂电池充电接入设备组成；所述运动控制模块包括大功率高速直流电机、电机驱动控制系统、行程定位自适应编码、解码控制系统以及行程探测编码设备；所述云台检测系统采用双通道，可见光通道和红外通道，可见光通道用于监测电气设备视频监控可视化情况，红外通道用于监测电气设备发热所形成的热温度图像。所述云台检测系统包括普通CCD和红外CCD，所述普通CCD和红外CCD摄像头左右平行设置。作为本专利技术的进一步改进，还包括总体控制系统；所述总体控制系统依照功能划分为四个模块：人机交互界面、控制模块、图像检测模块和信息管理模块。所述总体控制系统的软件开发采用面向对象的模块化程序设计方法，已现在通用的Windows操作系统作为运行品台，使用MicrosoftVisualStudio作为开发工具，开发客户端软件界面和服务器端程序。与现有技术相比，本专利技术所取得的有益效果如下：基于互联网的变电站智能巡检机器人应用于变电站的巡视监测，代替运行人员进行巡视检查，机器人可以携带红外热像仪、可见光CCD、拾音器等检测与传感装置，以自主和遥控方式，24小时、全天候地完成高压变电设备的巡测，及时发现异物、损伤、发热、漏油等内、外部机械或电气异常，准确提供变电设备事故隐患和故障先兆诊断分析的有关数据，大大提高变电站安全运行可靠性。构建变电站智能机器人监测系统，包含智能巡检机器人、机器人室、通信系统、本地监控后台、远程集控后台。变电站智能巡检机器人对变电站室内外设备进行自主巡检与数据采集；机器人室方便机器人提供充电及储存；通过无线通信系统，将巡检数据实时传输至本地监控后台，完成数据的分析处理及预警、告警等功能；通过远程集控后台实现系统远程集控管理。（1）智能机器人：机器人具备自主导航、定位、充电、巡检功能，应用红外热成像和高清视频双视技术，可准确识别设备状态，及时发现设备缺陷，提高设备巡视效率。（2）本地监控后台：机器人本地监控后台通过站内通信系统，与机器人进行双向信息交互，实现站端对机器人的控制、监视；同时实时掌握机器人回传的变电站设备和机器人本体状态数据。（3）远程集控平台：各级单位可通过高度人性化和扩展性强的远程综合管理平台，实现对辖区内多个变电站和多台机器人的实时管理与监控，实时掌握站内设备数据，为电力运营决策提供有效依据。附图说明附图1为本专利技术的总体框架图；附图2为本专利技术巡检机器人系统通信原理框图；附图3为本专利技术总体控制系统的原理框图；附图4为本专利技术巡检机器人控制部分的示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术进行进一步详细的叙述。如附图1-4所示，一种基于互联网的变电站智能巡检机器人监测系统，包括巡检机器人系统、采用通信设备双向通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于互联网的变电站智能巡检机器人监测系统，其特征在于：其包括巡检机器人系统、采用通信设备双向通信连接巡检机器人系统的本地监控后台、与本地监控后台双向通信的电力专网以及与电力专网双向通信的远程集控后台；所述巡检机器人系统包括智能巡检机器人、与智能巡检机器人双向通信的机器人无线网络设备、与机器人无线网络设备双向通信的站内无线WIFI以及与站内无线WIFI双向通信的光纤网络通信；所述光纤网络通信与本地监控后台的集控室监控平台双向通信，所述智能巡检机器人与变电站通信基站双向通信。

【技术特征摘要】
1.一种基于互联网的变电站智能巡检机器人监测系统，其特征在于：其包括巡检机器人系统、采用通信设备双向通信连接巡检机器人系统的本地监控后台、与本地监控后台双向通信的电力专网以及与电力专网双向通信的远程集控后台；所述巡检机器人系统包括智能巡检机器人、与智能巡检机器人双向通信的机器人无线网络设备、与机器人无线网络设备双向通信的站内无线WIFI以及与站内无线WIFI双向通信的光纤网络通信；所述光纤网络通信与本地监控后台的集控室监控平台双向通信，所述智能巡检机器人与变电站通信基站双向通信。2.根据权利要求1所述的一种基于互联网的变电站智能巡检机器人监测系统，其特征在于：所述本地监控后台包括与通信基站双向通信的交换机、连接交换机的管理服务器和连接管理服务器的客户端。3.根据权利要求2所述的一种基于互联网的变电站智能巡检机器人监测系统，其特征在于：所述远程集控后台设有三个数据传输端，分别连接电监部门、供电局和远程专家组。4.根据权利要求1所述的一种基于互联网的变电站智能巡检机器人监测系统，其特征在于：所述智能巡检机器人包括机械部分和控制部分；所述机械部分包括驱动机构、底盘、充电机构和外壳；所述控制部分包括工控机控模块、电源管理模块、云台检测模块和运动控制模块。5.根据权利要求4所述的一种基于互联网的变电站智能巡检机器人监测系统，其特征在于：所述驱动机构为轮式结构，前面的两轮为驱动轮，由一个电机驱动，后面的两轮为随动轮；所述底盘为具有承载力的钢板，钢板底部设有开口，所述开口...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴东锋，刘勇，金欣明，黄震，薛曙光，王攀，姜艳丰，郭素梅，周宝玉，王志兴，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网河北省电力有限公司，国网河北省电力有限公司邯郸供电分公司，
类型：发明
国别省市：北京,11