CN106771773B - 一种变电站运维巡检系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变电站运维巡检系统及其方法，其中该包括变电站运维巡检系统巡检机器人，其包括底盘，所述底盘上安装有大气腐蚀检测装置、灰尘检测装置和巡检控制器；大气腐蚀检测装置，其用于检测变电站预设地点处大气对变电站内已知金属材料的腐蚀信息并传送至巡检控制器；灰尘检测装置，其用于检测空气中的灰尘浓度信号并传送至巡检控制器；控制中心服务器，其用于接收巡检控制器传送来的腐蚀信息以及灰尘浓度信息，并分别与所述控制中心服务器内的腐蚀信息及灰尘浓度信息最低阈值比较，若腐蚀信息以及灰尘浓度信息这两个参数中任一参数不超过最低阈值，则控制中心服务器输出预警信号。
Description
技术领域
本发明属于变电站运维领域，尤其涉及一种变电站运维巡检系统及其方法。
背景技术
变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。变电站在特定的环境中；是将AC—DC—AC转换过程。像海底输电电缆以及远距离的输送中。有些采用高压直流输变电形式。直流输电克服交流输电的容抗损耗。
长期以来，我国电力行业沿用的变电站设备人工巡检作业方式，在高压、超高压以及恶劣气象条件下，不仅对人身危害大，而且对电网安全运行带来一定隐患。最近几年来，雾霾越来越严重，而且雾霾内含灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子使得大气混浊。这些雾霾内的粒子对变电站内的金属材料装置造成大气腐蚀，从而影响这些装置的正常工作，严重的情况下可能出现变电站停运，给人们生产生活带来严重影响。
现有的变电站巡检存在以下缺陷：(1)忽略了对于大气腐蚀以及灰尘的检测，不能准确及时地获取变电站内腐蚀及灰尘信息，进而不能及时预警和作出及时应对措施；(2)现有的巡检机器人的行走轮采用金属制成，这样可能会出现巡检机器人由于变电站漏电而造成其本身的损坏，还有由于行走轮由于承载的重量以及外界环境而造成皲裂或生锈等问题，影响变电站巡检的进度。
发明内容
为了解决现有技术的缺点，本发明的第一目的是提供一种变电站运维巡检系统。
本发明的一种变电站运维巡检系统，包括巡检机器人，所述巡检机器人包括底盘，所述底盘上安装有大气腐蚀检测装置、灰尘检测装置和巡检控制器；
大气腐蚀检测装置，其用于检测变电站预设地点处大气对变电站内已知金属材料的腐蚀信息并传送至巡检控制器；大气腐蚀检测装置包括参考电极和工作电极，参考电极和工作电极均放置于导电槽内，导电槽安装于底盘上，导电槽内设有导电溶液；参考电极和工作电极分别通过导线与放大电路相连，放大电路与A/D转换器相连，A/D转换器与巡检控制器相连；
灰尘检测装置，其用于检测空气中的灰尘浓度信号并传送至巡检控制器；所述灰尘检测装置包括支架，支架安装于底盘上，支架的两端分别安装有激光发射器和光信号采集器，激光发射器的激光发射端与光信号采集器的散射光出射端各设有相互垂直的偏振片，所述光信号采集器还与巡检控制器相连；
控制中心服务器，其用于接收巡检控制器传送来的腐蚀信息以及灰尘浓度信息，并分别与所述控制中心服务器内的腐蚀信息及灰尘浓度信息最低阈值比较，若腐蚀信息以及灰尘浓度信息这两个参数中任一参数不超过最低阈值，则控制中心服务器输出预警信号。
进一步地，所述控制中心服务器还与变电站清洗装置相连。本发明还通过控制中心服务器还输出控制信号来控制变电站清洗装置来清洗变电站内相应设备。
其中，本发明的变动站清洗装置为现有结构，此处将不再累述。
进一步地，所述底盘底部安装有至少两个车轮，每个车轮包括轮辋，轮辋中设置有若干个凹陷，所述轮辋由塑料材料制成，所述轮辋通过适配器固定在底盘上，所述适配器设置有与所述轮辋中凹陷数量相等的突起，所述突起啮合到轮辋的凹陷中。这样利用塑料材料制成的轮辋，既能满足对其承载重量的要求，而且还能够避免由于外界环境腐蚀而造成的巡检机器人本身的故障。
进一步地，所述巡检机器人上还安装有局部放电信号采集装置，其用于连续采集若干个工频周期的气体绝缘电器的局部放电信号并传送至巡检控制器，所述巡检控制器用于将接收到的局部信号构成一个三维谱图样本；以表征三维谱图样本矩阵的一列作为一个信号序列进行混沌分析，提取局部放电混沌特征；其中，提取局部放电混沌特征的过程为：
计算对应同一相位信号序列的最大Lyapunov指数，获取这些最大Lyapunov指数在不同相位区间的分布特征作为不同相位下的局部放电混沌特征。本发明通过提取局部放电混沌信号，能够准确地定位局部放电的位置。
进一步地，所述控制中心服务器还与基站服务器相连，所述基站服务器与巡检人员的移动终端相连。
本发明的第二目的是提供一种变电站运维巡检系统的工作方法。
本发明的一种变电站运维巡检系统的工作方法，包括：
步骤1：大气腐蚀检测装置检测变电站预设地点处大气对变电站内已知金属材料的腐蚀信息并传送至巡检控制器；灰尘检测装置检测空气中的灰尘浓度信号并传送至巡检控制器；
步骤2：巡检控制器将接收到的腐蚀信息以及灰尘浓度信息传送至控制中心服务器，控制中心服务器将接收的腐蚀信息以及灰尘浓度信息分别与控制中心服务器内的腐蚀信息及灰尘浓度信息最低阈值比较，若腐蚀信息以及灰尘浓度信息这两个参数中任一参数不超过最低阈值，则控制中心服务器输出预警信号。
进一步地，该方法还包括：当灰尘浓度信息超过相应最低阈值，则控制中心服务器输出控制信号来控制变电站清洗装置工作。
进一步地，该方法还包括：安装在巡检机器人上的局部放电信号采集装置连续采集若干个工频周期的气体绝缘电器的局部放电信号并传送至巡检控制器，巡检控制器将接收到的局部信号构成一个三维谱图样本；以表征三维谱图样本矩阵的一列作为一个信号序列进行混沌分析，提取局部放电混沌特征。
更进一步地，提取局部放电混沌特征的过程为：
计算对应同一相位信号序列的最大Lyapunov指数，获取这些最大Lyapunov指数在不同相位区间的分布特征作为不同相位下的局部放电混沌特征。
进一步地，该方法还包括：控制中心服务器将输出的预警信号经基站服务器传送至巡检人员的移动终端，用于及时通知巡检人员进行检修。
本发明的有益效果为：
(1)本发明通过大气腐蚀检测装置和灰尘检测装置分别检测腐蚀信息以及灰尘浓度信息并传送至巡检控制器，再经巡检控制器传送至控制中心服务器，并分别与所述控制中心服务器内的腐蚀信息及灰尘浓度信息最低阈值比较，若腐蚀信息以及灰尘浓度信息这两个参数中任一参数不超过最低阈值，则控制中心服务器输出预警信号。
(2)本发明还利用塑料材料制成的轮辋，既能满足对其承载重量的要求，而且还能够避免由于外界环境腐蚀而造成的巡检机器人本身的故障。
(3)本发明的巡检机器人上还安装有局部放电信号采集装置，由局部放电信号采集装置连续采集若干个工频周期的气体绝缘电器的局部放电信号并传送至巡检控制器，巡检控制器根据接收到的局部信号构成一个三维谱图样本；以表征三维谱图样本矩阵的一列作为一个信号序列进行混沌分析，提取局部放电混沌特征，由于混沌特征可实现对局部放电本质的深入挖掘，整体识别效果较好，特别是对于传统的统计特征识别方法难以区分的气隙类缺陷识别率很高，还能够作为统计特征识别方法的辅助方法加入到识别系统中，进一步提高识别准确率。
附图说明
图1是本发明的一种变电站运维巡检系统的工作方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：
本发明的变电站运维巡检系统包括巡检机器人，所述巡检机器人包括底盘，所述底盘上安装有大气腐蚀检测装置、灰尘检测装置和巡检控制器；大气腐蚀检测装置，其用于检测变电站预设地点处大气对变电站内已知金属材料的腐蚀信息并传送至巡检控制器；灰尘检测装置，其用于检测空气中的灰尘浓度信号并传送至巡检控制器；
控制中心服务器，其用于接收巡检控制器传送来的腐蚀信息以及灰尘浓度信息，并分别与所述控制中心服务器内的腐蚀信息及灰尘浓度信息最低阈值比较，若腐蚀信息以及灰尘浓度信息这两个参数中任一参数不超过最低阈值，则控制中心服务器输出预警信号。
本发明通过大气腐蚀检测装置和灰尘检测装置分别检测腐蚀信息以及灰尘浓度信息并传送至巡检控制器，再经巡检控制器传送至控制中心服务器，并分别与所述控制中心服务器内的腐蚀信息及灰尘浓度信息最低阈值比较，若腐蚀信息以及灰尘浓度信息这两个参数中任一参数不超过最低阈值，则控制中心服务器输出预警信号。
本发明的大气腐蚀检测装置包括参考电极和工作电极，参考电极和工作电极均放置于导电槽内，导电槽安装于底盘上，导电槽内设有导电溶液；参考电极和工作电极分别通过导线与放大电路相连，放大电路与A/D转换器相连，A/D转换器与巡检控制器相连。
其中，参考电极为已知金属而制成的，工作电极根据实际情况选定Cu或Fe等金属制成的。导电溶液为一定浓度的氯化钠溶液或其他具有导电性能的溶液。
本发明的灰尘检测装置包括支架，支架安装于底盘上，支架的两端分别安装有激光发射器和光信号采集器，激光发射器的激光发射端与光信号采集器的散射光出射端各设有相互垂直的偏振片，所述光信号采集器还与巡检控制器相连。
进一步地，所述控制中心服务器还与变电站清洗装置相连。本发明还通过控制中心服务器还输出控制信号来控制变电站清洗装置来清洗变电站内相应设备。
其中，本发明的变动站清洗装置为现有结构，此处将不再累述。
进一步地，所述底盘底部安装有至少两个车轮，每个车轮包括轮辋，轮辋中设置有若干个凹陷，所述轮辋由塑料材料制成，所述轮辋通过适配器固定在底盘上，所述适配器设置有与所述轮辋中凹陷数量相等的突起，所述突起啮合到轮辋的凹陷中。这样利用塑料材料制成的轮辋，既能满足对其承载重量的要求，而且还能够避免由于外界环境腐蚀而造成的巡检机器人本身的故障。
进一步地，所述巡检机器人上还安装有局部放电信号采集装置，其用于连续采集若干个工频周期的气体绝缘电器的局部放电信号并传送至巡检控制器，所述巡检控制器用于将接收到的局部信号构成一个三维谱图样本；以表征三维谱图样本矩阵的一列作为一个信号序列进行混沌分析，提取局部放电混沌特征；其中，提取局部放电混沌特征的过程为：
计算对应同一相位信号序列的最大Lyapunov指数，获取这些最大Lyapunov指数在不同相位区间的分布特征作为不同相位下的局部放电混沌特征。本发明通过提取局部放电混沌信号，能够准确地定位局部放电的位置。
本发明的巡检机器人上还安装有局部放电信号采集装置，由局部放电信号采集装置连续采集若干个工频周期的气体绝缘电器的局部放电信号并传送至巡检控制器，巡检控制器根据接收到的局部信号构成一个三维谱图样本；以表征三维谱图样本矩阵的一列作为一个信号序列进行混沌分析，提取局部放电混沌特征，由于混沌特征可实现对局部放电本质的深入挖掘，整体识别效果较好，特别是对于传统的统计特征识别方法难以区分的气隙类缺陷识别率很高，还能够作为统计特征识别方法的辅助方法加入到识别系统中，进一步提高识别准确率。
进一步地，所述控制中心服务器还与基站服务器相连，所述基站服务器与巡检人员的移动终端相连。
图1是本发明的一种变电站运维巡检系统的工作方法流程图。如图1所示的变电站运维巡检系统的工作方法，包括：
步骤1：大气腐蚀检测装置检测变电站预设地点处大气对变电站内已知金属材料的腐蚀信息并传送至巡检控制器；灰尘检测装置检测空气中的灰尘浓度信号并传送至巡检控制器；
步骤2：巡检控制器将接收到的腐蚀信息以及灰尘浓度信息传送至控制中心服务器，控制中心服务器将接收的腐蚀信息以及灰尘浓度信息分别与控制中心服务器内的腐蚀信息及灰尘浓度信息最低阈值比较，若腐蚀信息以及灰尘浓度信息这两个参数中任一参数不超过最低阈值，则控制中心服务器输出预警信号。
进一步地，该方法还包括：当灰尘浓度信息超过相应最低阈值，则控制中心服务器输出控制信号来控制变电站清洗装置工作。
进一步地，该方法还包括：安装在巡检机器人上的局部放电信号采集装置连续采集若干个工频周期的气体绝缘电器的局部放电信号并传送至巡检控制器，巡检控制器将接收到的局部信号构成一个三维谱图样本；以表征三维谱图样本矩阵的一列作为一个信号序列进行混沌分析，提取局部放电混沌特征。
更进一步地，提取局部放电混沌特征的过程为：
计算对应同一相位信号序列的最大Lyapunov指数，获取这些最大Lyapunov指数在不同相位区间的分布特征作为不同相位下的局部放电混沌特征。
进一步地，该方法还包括：控制中心服务器将输出的预警信号经基站服务器传送至巡检人员的移动终端，用于及时通知巡检人员进行检修。
本发明通过大气腐蚀检测装置和灰尘检测装置分别检测腐蚀信息以及灰尘浓度信息并传送至巡检控制器，再经巡检控制器传送至控制中心服务器，并分别与所述控制中心服务器内的腐蚀信息及灰尘浓度信息最低阈值比较，若腐蚀信息以及灰尘浓度信息这两个参数中任一参数不超过最低阈值，则控制中心服务器输出预警信号。
本发明的巡检机器人上还安装有局部放电信号采集装置，由局部放电信号采集装置连续采集若干个工频周期的气体绝缘电器的局部放电信号并传送至巡检控制器，巡检控制器根据接收到的局部信号构成一个三维谱图样本；以表征三维谱图样本矩阵的一列作为一个信号序列进行混沌分析，提取局部放电混沌特征，由于混沌特征可实现对局部放电本质的深入挖掘，整体识别效果较好，特别是对于传统的统计特征识别方法难以区分的气隙类缺陷识别率很高，还能够作为统计特征识别方法的辅助方法加入到识别系统中，进一步提高识别准确率。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种变电站运维巡检系统，其特征在于，包括巡检机器人，所述巡检机器人包括底盘，所述底盘上安装有大气腐蚀检测装置、灰尘检测装置和巡检控制器；
大气腐蚀检测装置，其用于检测变电站预设地点处大气对变电站内已知金属材料的腐蚀信息并传送至巡检控制器；大气腐蚀检测装置包括参考电极和工作电极，参考电极和工作电极均放置于导电槽内，导电槽安装于底盘上，导电槽内设有导电溶液；参考电极和工作电极分别通过导线与放大电路相连，放大电路与A/D转换器相连，A/D转换器与巡检控制器相连；
灰尘检测装置，其用于检测空气中的灰尘浓度信息并传送至巡检控制器；所述灰尘检测装置包括支架，支架安装于底盘上，支架的两端分别安装有激光发射器和光信号采集器，激光发射器的激光发射端与光信号采集器的散射光出射端各设有相互垂直的偏振片，所述光信号采集器还与巡检控制器相连；
控制中心服务器，其用于接收巡检控制器传送来的腐蚀信息以及灰尘浓度信息，并分别与所述控制中心服务器内的腐蚀信息及灰尘浓度信息最低阈值比较，若腐蚀信息以及灰尘浓度信息这两个参数中任一参数不超过最低阈值，则控制中心服务器输出预警信号。
2.如权利要求1所述的一种变电站运维巡检系统，其特征在于，所述控制中心服务器还与变电站清洗装置相连。
3.如权利要求1所述的一种变电站运维巡检系统，其特征在于，所述底盘底部安装有至少两个车轮，每个车轮包括轮辋，轮辋中设置有若干个凹陷，所述轮辋由塑料材料制成，所述轮辋通过适配器固定在底盘上，所述适配器设置有与所述轮辋中凹陷数量相等的突起，所述突起啮合到轮辋的凹陷中。
4.如权利要求1所述的一种变电站运维巡检系统，其特征在于，所述巡检机器人上还安装有局部放电信号采集装置，其用于连续采集若干个工频周期的气体绝缘电器的局部放电信号并传送至巡检控制器，所述巡检控制器用于将接收到的局部放电信号构成一个三维谱图样本；以表征三维谱图样本矩阵的一列作为一个信号序列进行混沌分析，提取局部放电混沌特征；其中，提取局部放电混沌特征的过程为：
计算对应同一相位信号序列的最大Lyapunov指数，获取这些最大Lyapunov指数在不同相位区间的分布特征作为不同相位下的局部放电混沌特征。
5.如权利要求1所述的一种变电站运维巡检系统，其特征在于，所述控制中心服务器还与基站服务器相连，所述基站服务器与巡检人员的移动终端相连。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述的变电站运维巡检系统的工作方法，其特征在于，包括：
步骤1：大气腐蚀检测装置检测变电站预设地点处大气对变电站内已知金属材料的腐蚀信息并传送至巡检控制器；灰尘检测装置检测空气中的灰尘浓度信息并传送至巡检控制器；
步骤2：巡检控制器将接收到的腐蚀信息以及灰尘浓度信息传送至控制中心服务器，控制中心服务器将接收的腐蚀信息以及灰尘浓度信息分别与控制中心服务器内的腐蚀信息及灰尘浓度信息最低阈值比较，若腐蚀信息以及灰尘浓度信息这两个参数中任一参数不超过最低阈值，则控制中心服务器输出预警信号。
7.如权利要求6所述的变电站运维巡检系统的工作方法，其特征在于，该方法还包括：当灰尘浓度信息超过相应最低阈值，则控制中心服务器输出控制信号来控制变电站清洗装置工作。
8.如权利要求6所述的变电站运维巡检系统的工作方法，其特征在于，该方法还包括：安装在巡检机器人上的局部放电信号采集装置连续采集若干个工频周期的气体绝缘电器的局部放电信号并传送至巡检控制器，巡检控制器将接收到的局部放电信号构成一个三维谱图样本；
以表征三维谱图样本矩阵的一列作为一个信号序列进行混沌分析，提取局部放电混沌特征。
9.如权利要求8所述的变电站运维巡检系统的工作方法，其特征在于，提取局部放电混沌特征的过程为：
计算对应同一相位信号序列的最大Lyapunov指数，获取这些最大Lyapunov指数在不同相位区间的分布特征作为不同相位下的局部放电混沌特征。
10.如权利要求1所述的变电站运维巡检系统的工作方法，其特征在于，该方法还包括：控制中心服务器将输出的预警信号经基站服务器传送至巡检人员的移动终端，用于及时通知巡检人员进行检修。
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| 变电站带电水冲洗机器人开放式控制系统;鲁守银 等;《计算机系统应用》;20151231;第24卷(第10期);95-99 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106771773A (zh) | 2017-05-31 |
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