CN204290501U - 基于机器人的变电站三维实景巡检系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于机器人的变电站三维实景巡检系统，包括监测服务器、智能管理机、无线通信设备、移动式智能巡检机器人、固定式红外摄像机、固定式可见光摄像机、在线测温系统和红外传感器；所述监测服务器和智能管理机之间通过电力通信网络相连接，所述移动式智能巡检机器人通过无线通信设备与所述智能管理机相互通信，所述固定式红外摄像机、固定式可见光摄像机、在线测温系统和红外传感器通过通信电缆与所述智能管理机相连接。本实用新型的基于机器人的变电站三维实景巡检系统，具有可提高运行人员的业务水平和运检效率、促进了安全生产运行管理工作、保障设备健康运行、提高供电可靠性等优点。

Description

基于机器人的变电站三维实景巡检系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于机器人的变电站三维实景巡检系统。

背景技术

变电站智能机器人巡检系统是为适应智能化变电站以及无人值守变电站发展需求，全面提高变电站智能化水平发展而来。它以智能巡检机器人为核心，整合机器人技术、电力设备非接触检测技术、导航定位技术以及物联网技术等，能够实现变电站全天候、全方位、全自主智能巡检和监控。

在变电站运行中，单一智能机器人巡检系统的应用确实给变电站巡检工作带来了一些实际便利，同时也存在一些缺陷和不足。这些缺陷和不足主要表现在：系统相对孤立、难以实现全覆盖、极端环境适应能力不强、难以开展较复杂工作。

实用新型内容

本实用新型是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种基于机器人的变电站三维实景巡检系统，以提高运行人员的业务水平和运检效率、保障设备健康运行、提高供电可靠性。

本实用新型为解决技术问题采用以下技术方案。

基于机器人的变电站三维实景巡检系统，其结构特点是，包括监测服务器、智能管理机、无线通信设备、移动式智能巡检机器人、固定式红外摄像机、固定式可见光摄像机、在线测温系统和红外传感器；所述监测服务器和智能管理机之间通过电力通信网络相连接，所述移动式智能巡检机器人通过无线通信设备与所述智能管理机相互通信，所述固定式红外摄像机、固定式可见光摄像机、在线测温系统和红外传感器通过通信电缆与所述智能管理机相连接；所述无线通信设备、移动式智能巡检机器人、固定式红外摄像机、固定式可见光摄像机、在线测温系统和红外传感器均设置于变电站工作现场。

本实用新型的基于机器人的变电站三维实景巡检系统的结构特点也在于：

所述智能管理机还与SCADA系统相连接。

所述无线通信设备为F7834路由器。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

本实用新型的基于机器人的变电站三维实景巡检系统，包括监测服务器、智能管理机、无线通信设备、移动式智能巡检机器人、固定式红外摄像机、固定式可见光摄像机、在线测温系统和红外传感器；所述监测服务器和智能管理机之间通过电力通信网络相连接，所述移动式智能巡检机器人通过无线通信设备与所述智能管理机相互通信，所述固定式红外摄像机、固定式可见光摄像机、在线测温系统和红外传感器通过通信电缆与所述智能管理机相连接。

监测服务器，操作人员通过使用监测服务器操作后台监测平台，即是3D实景监控系统，以3D实景平台为载体。通过3D实景监控平台融合智能机器人巡检系统，消除机器人巡检系统孤立运行的历史，可实现与安防视频、火灾报警、PMIS(project management informationsystem，项目管理信息系统)系统等实现数据关联和共享，实现多系统的异常联动的功能。

本实用新型的基于机器人的变电站三维实景巡检系统，具有可提高运行人员的业务水平和运检效率、促进了安全生产运行管理工作、保障设备健康运行、提高供电可靠性等优点。

附图说明

图1为本实用新型的基于机器人的变电站三维实景巡检系统的结构框图。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参见图1，本实用新型的基于机器人的变电站三维实景巡检系统，包括监测服务器、智能管理机、无线通信设备、移动式智能巡检机器人、固定式红外摄像机、固定式可见光摄像机、在线测温系统和红外传感器；所述监测服务器和智能管理机之间通过电力通信网络相连接，所述移动式智能巡检机器人通过无线通信设备与所述智能管理机相互通信，所述固定式红外摄像机、固定式可见光摄像机、在线测温系统和红外传感器通过通信电缆与所述智能管理机相连接；所述无线通信设备、移动式智能巡检机器人、固定式红外摄像机、固定式可见光摄像机、在线测温系统和红外传感器均设置于变电站工作现场。

所述智能管理机还与SCADA系统相连接。

所述无线通信设备为F7834路由器。

本实用新型的基于机器人的变电站三维实景巡检系统，采用网络分布式架构，整体分为三层，分别为集控层、基站层和终端层。集控层可以对多个变电站的三维实景机器人巡检系统实现远程监控，包括监测服务器和监测服务器内设的三维实景监控平台；基站层包括智能管理机和设置于所述智能管理机内的机器人后台、控制和分析软件系统；终端层包括移动式智能巡检机器人、固定式热红外摄像机、固定式可见光摄像机、在线监测设备、红外传感器等。

智能机器人，优选山东鲁能LER-3000变电站智能巡检机器人，LER-3000变电站智能巡检机器人内集成红外热像仪、可见光摄像机，对变电站进行移动式巡检。

无线通信设备，优选F7834路由器，用于将智能机器人的红外热像仪和可见光摄像机所生成的图像无线传输到智能管理机中。

固定式红外摄像机，优选上海巨哥RS30无线红外测温摄像仪。设好预置位，对固定热点设备进行定期拍照测温。

固定式可见光摄像机，优选Axis(安讯士)网络摄像机P3344，设好预置位，对固定热点设备进行定期拍照。

红外传感器，优选ABT-30红外对射，感应到有异物闯入时，会发出报警信号。

智能管理机，内部设置了专门针对电力智能变电站辅助监控系统的现场管理平台和集视频图像和周界防范等于一体的嵌入式智能监控平台，采用嵌入式硬件系统、LINUX操作系统。

Scada系统是电力综合自动化监测系统，数据融合到智能管理机，作为巡检系统的辅助判断参数。

监测服务器，操作人员通过使用监测服务器操作后台监测平台，即是3D实景监控系统，以3D实景平台为载体，展示以上各个系统的数据，同时还能够对收集到的数据进行深度挖掘。例如分析智能机器人巡检数据与SCADA系统、测温系统、热红外成像系统的关联性。

通过3D平台还原变电站现场的真实场景，将机器人巡检的路径在三维平台系统中真实展示并进行标注；在3D场景中实时展示机器人巡检位置移动，实现对机器人现场巡检情况的直观真实反映。

智能机器人结合3D实景平台针对重点巡检点设定巡检预置位，确定巡检预置位与3D实景电气设备对应关系。当智能机器人对某个巡检点做好初始化等准备工作后，可在3D实景平台中选择作为以后巡检的预置位，在以后巡检工作、查看电器设备状态时可以点击对应的3D场景电气设备，通过对机器人控制、调焦等一系列动作来实现快速、准确的定位巡检。

对于针对机器人无法巡检到的区域，借助于3D平台融合的其他系统如SCADA系统、辅助监控系统等进行填补。

设定所需巡检的设备点以及关注的数据量、视频图像外观、热红外成像等必要的巡检信息，系统自动生成巡检路径，巡视人员通过平台随机或定时进行远程巡检。当进入已设定的巡检设备点时，系统将相关的设备相关在线监测数据，进行集中展示，并对实时巡检的结果、过去时间短的变化趋势等进行正常与否进行巡视、判定，形成远程综合分析巡检结果记录。

针对500kV变电站，越来越多的综合监控、监测系统带来地运行新课题，提出的了基于VR(虚拟现实)技术，构建交互性好、沉浸式、多视野的统一监控平台，可以无缝融合智能机器人巡检系统、SCADA、视频图像监控系统、各种在线监测系统等等，从变电站实际指挥、运行诊断、检修操作等实际使用的角度出发，实现变电运行设备数据准确及时的采集，电气设备、各种监控装置等真实位置场景及实时状态以及历史运行记录、历史变化趋势等进行直观、立体、逼真的集中再现，形成真正的良好交互性的沉浸式统一智能监控平台，提高监控效率，减轻监控人员的监控负担，克服过去各系统数据条块分割、人工关联的弊端，完全契合国网公司“大运行、大检修”的体系建设理念。

本实用新型的基于机器人的变电站三维实景巡检系统，提出了一种全新的巡视方法，优化了电力现有巡检方法，通过优化目前传统的现场巡检模式，通过在该平台上设定巡检路线、巡检设备、巡检数据量、设备外观等不同巡检内容，巡视人员在定时或随机通过该平台上进行远程巡检，当进入巡检设备点时，系统将相关的设备相关在线监测数据，进行集中展示，并对实时巡检的结果、过去时间短的变化趋势等进行正常与否进行巡视、判定，形成综合分析结果记录，能远程、高效进行电气设备多系统、跨平台巡测，减少现场巡检频次，形成和现场巡检的高度互补、统一。

本实用新型的基于机器人的变电站三维实景巡检系统，提高了运行人员的业务水平和运检效率，促进了安全生产运行管理工作，保障设备健康运行，提高供电可靠性，为智能电力的电力智能物联网奠定坚实的平台基础。

本实用新型的基于机器人的变电站三维实景巡检系统，具有远程巡检功能、智能机器人室外巡检功能、开关柜内等隐蔽区域巡检功能和智能告警功能。

远程巡检功能：设定所需巡检的设备点以及关注的数据量、视频图像外观、热红外成像等必要的巡检信息，系统自动生成巡检路径，巡视人员通过平台随机或定时进行远程巡检，当进入已设定的巡检设备点时，系统将相关的设备相关在线监测数据，进行集中展示，并对实时巡检的结果、过去时间短的变化趋势等进行正常与否进行巡视、判定，形成远程综合分析巡检结果记录。远程巡检过程包括：(1)按照规划路线，设定巡视的兴趣点设备、兴趣点内容，进行远程自动巡视；(2)采集在线巡检系统中的每次巡检数据，然后将数据和设备模型绑定，方便检索和规范巡检作业记录，并且可以将自己关注的设备信息设置成常用巡检点进行自动巡检；(3)自动巡检，规划路线，选择要巡检的设备，如主变、PT、开关，设置设备停留时间；(4)场景内手动平视巡检；(5)通过场景中的设备，直观检索在线巡检系统中的历次巡检数据。

智能巡检机器人主要应用于室外设备巡检，巡检内容包括主变、开关、刀闸、母线、PT、CT、避雷器、电抗器、电容器、站用变等一次设备及其附件的外观检测；仪表数据读取；主变、高抗等设备声音采集；所有电压及电流致热型设备的红外精确测温等。本实用新型通过3D实景监控平台融合智能机器人巡检系统，消除机器人巡检系统孤立运行的历史，可实现与安防视频、火灾报警、PMIS系统等实现数据关联和共享，实现多系统的异常联动的功能。

智能机器人室外巡检标准包括：(1)通过3D平台还原变电站现场的真实场景，将机器人巡检的路径在三维平台系统中真实展示并进行标注；；(2)在3D场景中实时展示机器人巡检位置移动，实现对机器人现场巡检情况的直观真实反映；(3)在3D实景平台中反应机器人的自主巡检工作计划，实时反馈报警信息，并将巡检的结果进行分类保存，方便后续查询；(4)在3D实景平台中嵌入机器人行走系统和检测系统等的控制权，通过3D实景平台上的操作来远程遥控机器人对特定设备进行特检；(5)对于机器人无法巡检到的区域，还可借助于3D平台融合的其他系统如SCADA系统、辅助监控系统等进行填补。

开关柜内等隐蔽区域巡检功能：日常巡检工作，可能无法掌握开关柜、环网柜内、电缆沟内等隐蔽区域的具体情况；本实用新型通过在变电站内各个重要柜体内、电缆沟内部署集成红外传感器、LED灯的智能小巧网络摄像机，传感器来弥补这方面的不足；作为工作人员现场巡检、机器人现场巡检无法巡检到的隐蔽区域，我们通过在3D实景平台巡检功能设置将这些日常很难巡检到的兴趣点加入到巡检计划当中，最终达到对变电站进行全方位的巡检的目的。

智能告警：(1)在整个三维场景中，每个设备模型会随着实时采集来的数据，智能判断设备工作状态是否正常。对于出现异常的，三维场景会自动将设备渲染成红色告警模式并定位，不断提示操作人员及时排除故障；(2)整个三维场景中，每个设备模型会随着实时采集来的数据，智能判断设备工作状态是否正常。对于出现异常的，三维场景会自动将设备渲染成告警模式并定位，不断提示操作人员及时排除故障；(3)所有的图像、安防、消防、周界、门禁、温湿度、各种传感设备、三维一次电气设备及其附件的各种属性、数据、动作、变化规律，均可以作为告警条件，进行告警触发；(4)所有的图像、安防、消防、周界、门禁、温湿度、各种传感设备、三维一次电气设备及其附件的各种属性、数据、动作、变化规律，均可以作为组合告警条件，进行组合告警触发。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (3)

1.基于机器人的变电站三维实景巡检系统，其特征是，包括监测服务器、智能管理机、无线通信设备、移动式智能巡检机器人、固定式红外摄像机、固定式可见光摄像机、在线测温系统和红外传感器；所述监测服务器和智能管理机之间通过电力通信网络相连接，所述移动式智能巡检机器人通过无线通信设备与所述智能管理机相互通信，所述固定式红外摄像机、固定式可见光摄像机、在线测温系统和红外传感器通过通信电缆与所述智能管理机相连接；所述无线通信设备、移动式智能巡检机器人、固定式红外摄像机、固定式可见光摄像机、在线测温系统和红外传感器均设置于变电站工作现场。

2.根据权利要求1所述的基于机器人的变电站三维实景巡检系统，其特征是，所述智能管理机还与SCADA系统相连接。

3.根据权利要求1所述的基于机器人的变电站三维实景巡检系统，其特征是，所述无线通信设备为F7834路由器。