WO2019168429A1 - Method for digitally controlling a process of monitoring, technical servicing and local repair of overhead power transmission lines and system for carrying out said method - Google Patents

Method for digitally controlling a process of monitoring, technical servicing and local repair of overhead power transmission lines and system for carrying out said method Download PDF

Info

Publication number
WO2019168429A1
WO2019168429A1 PCT/RU2018/000160 RU2018000160W WO2019168429A1 WO 2019168429 A1 WO2019168429 A1 WO 2019168429A1 RU 2018000160 W RU2018000160 W RU 2018000160W WO 2019168429 A1 WO2019168429 A1 WO 2019168429A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
defects
elements
monitoring
overhead
ohtls
Prior art date
Application number
PCT/RU2018/000160
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Александр Викторович ЛЕМЕХ
Станислав Станиславович ВОРОНОВ
Кирилл Андреевич ТАУБЕ
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория будущего"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория будущего" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория будущего"
Publication of WO2019168429A1 publication Critical patent/WO2019168429A1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/20—Administration of product repair or maintenance
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B17/00—Systems involving the use of models or simulators of said systems
    • G05B17/02—Systems involving the use of models or simulators of said systems electric
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/40—Data acquisition and logging
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/17—Mechanical parametric or variational design
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Electricity, gas or water supply
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00002—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/001—Methods to deal with contingencies, e.g. abnormalities, faults or failures
    • H02J3/0012—Contingency detection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/20—Smart grids as enabling technology in buildings sector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/30—State monitoring, e.g. fault, temperature monitoring, insulator monitoring, corona discharge
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof

Abstract

The invention relates to the field of electric power engineering. A method for digitally controlling a process of monitoring, technical servicing and repair of overhead power transmission lines (OHTL) comprises collecting information about OHTL parameters using sensors and robotic devices, representing the OHTLs in three-dimensional form, storing information about the condition of elements of the OHTLs in an expandable information system in the form of a digital model of the OHTLs, consisting of three-dimensional models of elements of the OHTLs and reflecting the current condition of the OHTL elements, with a display of current defects and also a prediction of the time at which defects may occur. Furthermore, the digital model of the OHTLs is characterized by a high degree of detail down to the level of fastening elements of the OHTLs. An element-based report is also generated, comprising a structured list of defects of the elements of the OHTLs with an indication of the types of defects and of the elements on which said defects are located, with visualized test data and also data regarding the technical and economic condition of a power transmission line being made available. A reduction in the probability of the occurrence of failures in an electric power supply system is achieved.

Description

Описание изобретения  Description of the invention
«Способ цифрового управления процессом мониторинга, технического обслуживания и локального ремонта ВЛ и система для его осуществления»  "A method for digital control of the monitoring process, maintenance and local repair of overhead lines and a system for its implementation"
Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к способам и системам управления процессом мониторинга, технического обслуживания и локального ремонта воздушных линий электропередачи (ВЛ). The invention relates to the field of electric power, in particular to methods and systems for controlling the process of monitoring, maintenance and local repair of overhead power lines (VL).
Из уровня техники известна система трёхмерного мониторинга линии электропередачи, которая включает в себя диспетчер связей, средства мониторинга, определяющие электрические параметры ВЛ, сервер, осуществляющий хранение данных о состоянии ВЛ и трёхмерного представления состояния ВЛ, наземную станцию, связанную с средствами мониторинга по протоколу TCP/IP через Wi-Fi и содержащую запоминающее устройство, дисплей и устройство ввода пользователя (патент CN 203466628 на полезную модель «Intelligent electric power monitoring system having three- dimensional view», дата приоритета 04.09.2013, дата публикации 05.03.2014). Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.  The prior art system for three-dimensional monitoring of a power line, which includes a communication manager, monitoring tools that determine the electrical parameters of the overhead line, a server that stores data on the state of the overhead line and a three-dimensional view of the state of the overhead line, a ground station connected to the monitoring means via TCP / IP via Wi-Fi and containing a storage device, a display and a user input device (patent CN 203466628 for utility model “Intelligent electric power monitoring system having three-dimensional view”, priority date 04.09.2 013, publication date 03/05/2014). This technical solution is selected as a prototype.
Недостатком данного технического решения является невозможность использования широкого спектра диагностических устройств и оперативного реагирования на обнаруживаемые ими дефекты, отсутствие полного детального представления о текущем состоянии линии электропередачи, невозможность осуществления автоматического обслуживания и ремонта ВЛ.  The disadvantage of this technical solution is the impossibility of using a wide range of diagnostic devices and prompt response to defects discovered by them, the lack of a complete detailed understanding of the current state of the power line, the inability to perform automatic maintenance and repair of overhead lines.
В отличие от прототипа, заявляемое изобретение предоставляет возможность заранее планировать алгоритм диагностики и получать цифровую модель линии электропередачи с отображением на ней нанесенного слоя реальных дефектов, то есть совокупности всех дефектов, обнаруженных на ВЛ.  In contrast to the prototype, the claimed invention provides the opportunity to pre-plan the diagnostic algorithm and obtain a digital model of the power line with the display of the applied layer of real defects on it, that is, the totality of all defects detected on the overhead line.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является снижение средней частоты появления повреждений в системе электроснабжения и, как следствие, продолжительности отключения ВЛ, снижение средней частоты и продолжительности отключения одного потребителя. В части способа заявленный технический результат достигается тем, что способ цифрового управления процессом мониторинга, технического обслуживания и ремонта воздушных линий электропередачи, включающий в себя сбор и хранение информации о параметрах ВЛ при помощи датчиков и её трёхмерное представление, согласно изобретению сбор информации также осуществляют как с помощью обслуживающего персонала, так и с помощью роботизированных устройств, хранение информации о состоянии элементов ВЛ осуществляют в пополняемой информационной системе в виде цифровой модели ВЛ, состоящей из трехмерных моделей элементов ВЛ и отражающей текущее состояние элементов ВЛ с отображением имеющихся дефектов, стадий их развития, а также прогнозируемого времени возникновения возможных дефектов, цифровая модель ВЛ при этом характеризуется детализацией исполнения до уровня крепежных элементов ВЛ, привязанных к координатам геоинформационной системы, автоматически формируют поэлементный отчёт, содержащий структурированный список дефектов элементов ВЛ с указанием их типов и элементов, на которых они локализованы, с предоставлением визуализированных данных диагностики, а также данных о технико- экономическом состоянии линии электропередачи. The technical result, to which the claimed invention is directed, is to reduce the average frequency of occurrence of damage in the power supply system and, as a result, the duration of disconnection of overhead lines, the decrease in the average frequency and duration of disconnection of one consumer. In terms of the method, the claimed technical result is achieved by the fact that the method of digital control of the process of monitoring, maintenance and repair of overhead power lines, including collecting and storing information about the parameters of overhead lines using sensors and its three-dimensional representation, according to the invention, information is also collected as with the help of staff, and with the help of robotic devices, information on the state of overhead line elements is stored in a replenished information system in the form of a digital overhead line model, consisting of three-dimensional models of overhead line elements and reflecting the current state of overhead line elements with the display of existing defects, stages of their development, as well as the predicted time of occurrence of possible defects, the digital overhead line model is characterized by detailing the performance to the level of overhead line fasteners attached to the coordinates of the geographic information system, an element-by-element report is automatically generated containing a structured list of defects of overhead lines with an indication of their types and elements on which They are localized, with the provision of visualized diagnostic data, as well as data on the technical and economic condition of the power line.
В части системы заявленный технический результат достигается тем, что система цифрового управления процессом мониторинга, технического обслуживания и ремонта воздушных линий электропередачи, содержащая датчики, определяющие текущие параметры ВЛ, средство трёхмерного представления, отображающее средства мониторинга состояния ВЛ и визуализирующее текущие параметры ВЛ, фиксируемые этими средствами мониторинга, наземную станцию, связанную с средствами мониторинга и содержащую запоминающее устройство, связанное с средством трехмерного представления, дисплей, устройство ввода пользователя, согласно изобретению включает в себя экспертную систему распознавания и классификации дефектов линии электропередачи, а также средства отслеживания и прогнозирования развития дефектов, при этом система выполнена с возможностью автоматического, полуавтоматического или ручного создания, моделирования, запуска на исполнение, отслеживания и корректировки по ходу выполнения диагностических, обслуживающих и ремонтных миссий, представляющих собой алгоритмы мониторинга, обслуживания и ремонта для роботизированных устройств, а также задач по устранению дефектов для ремонтных бригад, при этом выполняемые миссии и задачи синхронизируются с мобильным приложением, предоставляющим обслуживающему персоналу визуальную информацию о расположении локальных дефектов и дающим возможность вносить изменения в цифровую модель ВЛ о текущем состоянии элементов ВЛ. In terms of the system, the claimed technical result is achieved by the fact that the digital control system for monitoring, maintenance and repair of overhead power lines, containing sensors that determine the current parameters of the overhead lines, a three-dimensional representation tool that displays means for monitoring the state of the overhead lines and visualizes the current parameters of the overhead lines recorded by these means monitoring station, a ground station associated with monitoring tools and containing a storage device associated with the tool three-dimensionally The presentation, display, user input device, according to the invention, includes an expert system for recognizing and classifying power line defects, as well as means for tracking and predicting the development of defects, while the system is configured to automatically, semi-automatically, or manually create, simulate, execute , tracking and adjusting during the implementation of diagnostic, maintenance and repair missions representing algorithms for monitoring, maintenance and repair for robotic devices, as well as troubleshooting tasks for repair crews, while the missions and tasks performed are synchronized with a mobile application that provides maintenance personnel with visual information about the location of local defects and makes it possible to make changes to the digital overhead line model about the current state of the OHL elements.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:  The invention is illustrated by drawings, where:
Фиг. 1 иллюстрирует блок-схему способа и системы цифрового управления процессом мониторинга, технического обслуживания и локального ремонта ВЛ согласно примерному варианту осуществления изобретения.  FIG. 1 illustrates a flowchart of a method and system for digitally controlling a process for monitoring, maintenance and local overhead line repair according to an exemplary embodiment of the invention.
Фиг. 2 представляет собой схему последовательности операций, иллюстрирующую поток данных в системе цифрового управления процессом мониторинга, технического обслуживания и локального ремонта ВЛ согласно примерному варианту реализации изобретения.  FIG. 2 is a flowchart illustrating a data stream in a digital control system for a monitoring process, maintenance, and local overhead line repair according to an exemplary embodiment of the invention.
Вариант осуществления изобретения, который может быть использован в заявленном способе и системе цифрового управления процессом мониторинга, технического обслуживания и локального ремонта линий электропередачи, описан ниже.  An embodiment of the invention that can be used in the claimed method and system for digital control of the monitoring process, maintenance and local repair of power lines is described below.
Система управления процессом мониторинга, технического обслуживания и локального ремонта ВЛ содержит консоль 1 диспетчера, представляющую собой персональный компьютер с установленным на нём программным обеспечением для отслеживания и управления процессами диагностики и обслуживания линии электропередачи. Для выполнения своей функции программное обеспечение диспетчера включает в себя средства 2 администрирования и средства 3 для формирования отчета. Средства 2 администрирования позволяют в режиме реального времени вести наблюдение за работой интегрированных в систему датчиков 4 (например, термодатчиков, детекторов пробоя изоляторов и т. п.), установленных на элементах ВЛ, роботизированных устройств 5 (например, беспилотных летательных аппаратов) и обслуживающего персонала.  The control system for the monitoring process, maintenance and local repair of overhead lines contains a dispatcher console 1, which is a personal computer with software installed on it to monitor and control the processes of diagnostics and maintenance of the power line. To perform its function, the dispatcher software includes administration tools 2 and 3 tools for generating a report. Administration tools 2 allow real-time monitoring of the operation of sensors 4 integrated in the system (for example, temperature sensors, insulator breakdown detectors, etc.) installed on overhead lines, robotic devices 5 (for example, unmanned aerial vehicles) and maintenance personnel .
Программное обеспечение выполнено с возможностью автоматического, полуавтоматического или ручного создания, моделирования, запуска на исполнение, отслеживания и корректировки по ходу выполнения диагностической миссии, представляющей собой алгоритм действий роботизированного устройства в процессе диагностики, а также задач по устранению дефектов для ремонтных бригад. Также средства 2 администрирования предоставляют на консоль 1 диспетчера полную информацию о состоянии линии электропередачи при помощи геоин формационной системы (ГИС) и трёхмерной графики. По запросу диспетчера система автоматически генерирует поэлементный отчет о состоянии ВЛ, содержащий структурированный список дефектов элементов ВЛ с указанием их типов и элементов, на которых они локализованы, с предоставлением визуализированных данных диагностики, а также данных о технико-экономическом состоянии линии электропередачи. The software is configured to automatically, semi-automatically, or manually create, simulate, run, track, and adjust as you progress diagnostic mission, which is an algorithm of the actions of a robotic device in the diagnostic process, as well as tasks to eliminate defects for repair crews. Also, administration tools 2 provide the dispatcher console 1 with complete information about the status of the power line using a geographic information system (GIS) and three-dimensional graphics. At the request of the dispatcher, the system automatically generates an element-by-element report on the state of the overhead line, containing a structured list of defects in the overhead line elements, indicating their types and the elements on which they are localized, providing visualized diagnostic data, as well as data on the technical and economic state of the power line.
Серверная часть 6 системы представляет собой совокупность аппаратного и программного обеспечений, включающего в себя базу данных 7 о состоянии ВЛ, цифровую модель 8 ВЛ и средства 9 анализа имеющихся в системе данных. База данных 7 о состоянии ВЛ хранит в себе информацию об обнаруженных дефектах (включая уже устраненные), текущих дефектах (включая стадии их развития) и теоретически возможных. Цифровая модель 8 ВЛ является графическим отображением базы данных, содержащей в себе информацию о проектном и фактическом расположении элементов ВЛ с уровнем детализации до мелких крепежных изделий (болтов, гаек, элементов подвесок). Первоначально цифровая модель формируется в полуавтоматическом режиме по информации, получаемой из паспорта В Л и типовых чертежей на элементы ВЛ. В дальнейшем, в ходе работы системы, цифровая модель 8 пополняется (обновляется) реальными данными, получаемыми с датчиков 4 (например, термодатчиков, детекторов пробоя изоляторов и т.п.) и роботизированных устройств 5 (например, беспилотных летательных аппаратов), путем нанесения на цифровую модель слоев дефектов, которые зафиксированы датчиками 4 и роботизированными устройствами 5. Средства 9 анализа и прогнозирования выполняют работу с данными, получаемыми при помощи различных роботизированных устройотв 5, датчиков 4, а также других устройств, используемых в качестве средств диагностики. На основании этих данных программные средства 9 способны с необходимой и достаточной точностью выявлять дефекты различных типов на линии электропередачи, а также прогнозировать их развитие. Информация, полученная в результате работы средств 9 анализа, синхронизируется с базой данных 7 о состоянии ВЛ. The server part 6 of the system is a combination of hardware and software, including a database 7 on the state of the overhead line, a digital model 8 of the overhead line and means 9 for analyzing the data available in the system. Database 7 on the state of overhead lines stores information about detected defects (including those already resolved), current defects (including stages of their development), and theoretically possible. Digital model of 8 overhead lines is a graphical display of a database containing information on the design and actual location of overhead lines with a level of detail to small fasteners (bolts, nuts, suspension elements). Initially, the digital model is formed in a semi-automatic mode according to the information received from the passport VL and typical drawings for the elements of the VL. Further, during the operation of the system, the digital model 8 is replenished (updated) with real data received from sensors 4 (for example, temperature sensors, breakdown detectors of insulators, etc.) and robotic devices 5 (for example, unmanned aerial vehicles), by applying on a digital model of defect layers that are recorded by sensors 4 and robotic devices 5. Analysis and forecasting tools 9 work with data obtained using various robotic devices 5, sensors 4, and other devices Stv used as a diagnostic tool. Based on these data, software 9 is capable of detecting defects of various types on the line with the necessary and sufficient accuracy power transmission, as well as predict their development. Information obtained as a result of the work of analysis tools 9 is synchronized with the database 7 on the state of overhead lines.
Роботизированные устройства 5 для мониторинга состояния ВЛ представляют собой автоматические или полуавтоматические устройства, перемещающиеся по территории высоковольтной линии и выполняющие сбор актуальной информации об элементах ВЛ при помощи различных диагностических приборов (например, лазерного сканера, тепловизионной камеры, магнитного дефектоскопа и т. п.).  Robotic devices 5 for monitoring the state of overhead lines are automatic or semi-automatic devices that move around the territory of the high-voltage line and collect up-to-date information about the elements of the overhead line using various diagnostic devices (for example, a laser scanner, thermal imaging camera, magnetic flaw detector, etc.).
Датчики 4 (например, термодатчики, детекторы пробоя изоляторов и т.п.) представляют собой устройства, неподвижно закрепленные на различных элементах линии электропередачи и способные отслеживать различную информацию, на основании которой возможно производить анализ работоспособности ВЛ, а именно: линейное напряжение, токовую нагрузку, фазное напряжение, температуру кабеля, температуру датчика. Также сбор данных о состоянии ВЛ может осуществляться обслуживающим персоналом самостоятельно, т. е. визуально.  Sensors 4 (for example, temperature sensors, breakdown detectors of insulators, etc.) are devices that are fixedly mounted on various elements of the power line and are able to track various information, based on which it is possible to analyze the performance of overhead lines, namely: line voltage, current load , phase voltage, cable temperature, sensor temperature. Also, data collection on the state of overhead lines can be carried out by service personnel independently, i.e. visually.
Также система управления процессом мониторинга содержит мобильные устройства 10 обслуживающего персонала - компактные переносные устройства, которыми оснащается обслуживающий персонал линии электропередачи. Устройства 10 способствуют ускоренному нахождению известных системе дефектов при помощи встроенных средств 1 1 поиска расположения известного дефекта, работающих по принципу дополненной реальности.  Also, the monitoring process control system contains mobile devices 10 of the staff - compact portable devices that are equipped with staff of the power line. The device 10 contribute to the accelerated finding of known defects in the system using the built-in means 1 1 search for the location of a known defect, working on the principle of augmented reality.
Все элементы системы поддерживают информационную* связь между собой по любому доступному стандартизированному протоколу беспроводной м/или проводной связи при помощи коммуникационного модуля 12, представляющего собой совокупность аппаратных устройств связи.  All elements of the system support informational * communication among themselves over any available standardized wireless m / or wired communication protocol using communication module 12, which is a combination of hardware communication devices.
Фиг. 2 представляет собой схему последовательности операций, иллюстрирующей поток данных системы цифрового управления процессом мониторинга, технического обслуживания и локального ремонта ВЛ, изображенной на фиг. 1, согласно примерному варианту реализации изобретения. Первым этапом управления процессом мониторинга, технического обслуживания и локального ремонта ВЛ является моделирование роботизированного устройства - создание математической модели - компьютерного симулятора 15 роботизированного устройства 5, которое будет осуществлять мониторинг линии электропередачи. Системе задают первичные данные 13 о В Л - координатах расположения опор линии электропередачи и о типах используемых элементов ВЛ, а также загружают в систему трёхмерные модели типовых элементов ВЛ, созданные предварительно на основании чертежей типовых элементов ВЛ 13, объединенные в библиотеку 14 ЗО-моделей элементов линии электропередачи и формируют экспертную систему 16 распознавания и классификации типовых дефектов, которые могут встречаться на ВЛ. FIG. 2 is a flowchart illustrating a data stream of a digital control system for monitoring, maintenance, and local overhead line repair depicted in FIG. 1, according to an exemplary embodiment of the invention. The first stage of monitoring process monitoring, technical service and local repair of overhead lines is the modeling of a robotic device - the creation of a mathematical model - a computer simulator 15 of a robotic device 5, which will monitor the power line. The system is given primary data of 13 ° V L - the coordinates of the location of the power line poles and the types of OHL elements used, and also load into the system three-dimensional models of typical OHL elements that were previously created on the basis of drawings of typical OHL 13 elements, combined into a library of 14 ZO-models of elements power lines and form an expert system 16 for recognizing and classifying typical defects that can occur on overhead lines.
Созданные на этапе формирования библиотеки 14 элементов В Л 3D- модели элементов линии электропередачи, таких как опоры, поддерживающие подвески гирлянд изоляторов, гасители вибрации, силовые провода и грозозащитные тросы - на этапе 17 расстановки в цифровой модели В Л 18 элементов линии электропередачи привязываются к координатам геоинформационной системы.  The 14 elements of the L 3D model of the power line elements created at the stage of library formation, such as poles supporting suspensions of insulator strings, vibration dampers, power wires and lightning protection cables, are attached to the coordinates at the stage 17 of the placement of the 18 electric line elements in the L 18 digital model geographic information system.
Этапом формирования 18 цифровой модели линии электропередачи, хранящейся на сервере 6, в пакете программного обеспечения 19, которое синхронизируется с облаком 20, является совокупность процедур 13, 15 и 17.  The stage of formation 18 of the digital model of the power line stored on the server 6 in the software package 19, which is synchronized with the cloud 20, is a set of procedures 13, 15 and 17.
Пакет программных средств 19 представляет собой совокупность программ для компьютера 21 диспетчера, на который установлена консоль 1, и для мобильного устройства 22 монтера, содержащего приложение дополненной реальности. Выполняемые миссии и задачи роботизированного устройства 5 синхронизируются с мобильным приложением, предоставляющим обслуживающему персоналу визуальную информацию о расположении локальных дефектов и дающим возможность вносить изменения в цифровую модель В Л о текущем состоянии элементов ВЛ. Компьютер 21 выполняет роль наземной станции, связанной с средствами мониторинга й содержащей запоминающее устройство, связанное с средством трехмерного представления, дисплей и устройство ввода пользователя. На этапе 23 пользователь, используя консоль 1 , производит отладку алгоритма действий роботизированного устройства 5 в программных средствах 19, которые включают в себя компьютерный симулятор, состоящий из математической модели роботизированного устройства 15 и цифровой модели 18 ВЛ. The software package 19 is a collection of programs for the dispatcher computer 21 on which the console 1 is installed, and for the fitter's mobile device 22 containing the augmented reality application. The missions and tasks of the robotic device 5 are synchronized with a mobile application that provides maintenance personnel with visual information about the location of local defects and makes it possible to make changes to the digital model of VL about the current state of VL elements. Computer 21 serves as a ground station associated with monitoring means and comprising a storage device associated with three-dimensional representation means, a display, and a user input device. At step 23, the user, using the console 1, debugs the algorithm of actions of the robotic device 5 in software 19, which include A computer simulator consisting of a mathematical model of a robotic device 15 and a digital model of 18 VL.
После проверки на этапе 24 алгоритма действий роботизированного устройства на возможность организовать мониторинг всех необходимых элементов линии электропередачи, выполняют его загрузку на этапе 25 на одно или несколько роботизированных устройств 5 или иных устройств, предназначенных для мониторинга линии электропередачи.  After checking at step 24 the algorithm of actions of the robotic device for the ability to monitor all the necessary elements of the power line, download it at step 25 to one or more robotic devices 5 or other devices designed to monitor the power line.
На этапах 27 и 28 осуществляется сбор данных с датчиков 4 и данных о телеметрии устройств 5 соответственно для получения и дальнейшего анализа всех данных о линии электропередачи на этапе 29. Далее средствами 9 анализа и прогнозирования развития дефектов на этапе 30 происходит оценка вероятности существования дефекта, которая на этапе 31 сравнивается с погрешностью метода их определения, рассчитывается время, остающееся до возникновения поломки или аварии. При определении высокой вероятности обнаружения дефекта, требуется подтверждение его наличия диспетчером на этапе 32, и на этапе 33 зафиксированные дефекты сохраняются в базе данных 7 о состоянии ВЛ и в серверной части 6, и наносятся на цифровую модель 8 линии электропередачи для наглядного представления диспетчерской службе текущего состояния ВЛ.  At stages 27 and 28, data are collected from sensors 4 and telemetry data of devices 5, respectively, to obtain and further analyze all data on the power line at stage 29. Next, using the means 9 for analyzing and predicting the development of defects at stage 30, the probability of a defect exists, which at step 31, it is compared with the error in the method for determining them, and the time remaining until a breakdown or accident occurs is calculated. When determining the high probability of detecting a defect, it is necessary to confirm its presence by the dispatcher at step 32, and at step 33, the fixed defects are stored in the OHL state database 7 and in the server part 6, and applied to the digital model 8 of the power line for visual representation of the current dispatch service VL conditions.
Все данные о текущем состоянии линии электропередачи вместе с нанесенными на цифровую модель 8 дефектами загружаются в приложение дополненной реальности мобильного устройства 10 обслуживающего персонала, являющееся средством трёхмерного представления. С помощью данного приложения пользователь получает возможность быстрого поиска расположения известного дефекта для определения места локального ремонта линии электропередачи, посредством включения мобильного приложения возле ВЛ.  All data on the current state of the power line along with 8 defects applied to the digital model are loaded into the augmented reality application of the mobile device 10 of the staff, which is a means of three-dimensional representation. With this application, the user is able to quickly search for the location of a known defect to determine the location of local repair of the power line by turning on the mobile application near the overhead line.
Обслуживающий персонал осуществляет проведение ремонта или технического обслуживания линии электропередачи на этапе 34 и затем подтверждает устранение данного дефекта на этапе 35. Осуществление оперативного мониторинга, технического обслуживания и ремонта ВЛ является главной целью развертывания данной системы, достигаемой на этапе 36 окончания процесса мониторинга. Данное изобретение может быть использовано для проведения цифрового управления процессом мониторинга и технического 'обслуживания ВЛ в реальном времени или после формирования полного отчета о мониторинге. Maintenance personnel carry out repairs or maintenance of the power line at step 34 and then confirm the elimination of this defect at step 35. Performing operational monitoring, maintenance and repair of overhead lines is the main goal of deploying this system, which is achieved at stage 36 of the end of the monitoring process. This invention can be used for digital control of the monitoring process and technical maintenance of overhead lines in real time or after generating a complete monitoring report.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Способ цифрового управления процессом мониторинга, технического обслуживания и ремонта воздушных линий электропередачи, включающий в себя сбор и хранение информации о параметрах ВЛ при помощи датчиков и её трёхмерное представление, отличающийся тем, что сбор информации также осуществляют с помощью роботизированных устройств, хранение информации о состоянии элементов ВЛ осуществляют в пополняемой информационной системе в виде цифровой модели ВЛ, состоящей из трехмерных моделей элементов ВЛ и отражающей текущее состояние элементов ВЛ с отображением имеющихся дефектов, стадий их развития, а также прогнозируемого времени возникновения возможных дефектов, цифровая модель ВЛ при этом характеризуется детализацией исполнения до уровня крепежных элементов ВЛ, привязанных к координатам геоинформационной системы, автоматически формируют поэлементный отчёт, содержащий структурированный список дефектов элементов ВЛ с указанием их типов и элементов, на которых они локализованы, с предоставлением визуализированных данных диагностики, а также данных о технико-экономическом состоянии линии электропередачи. 1. A method of digital control of the process of monitoring, maintenance and repair of overhead power lines, including the collection and storage of information on the parameters of overhead lines using sensors and its three-dimensional representation, characterized in that the information is also collected using robotic devices, storing information about the state of the overhead line elements is carried out in a replenished information system in the form of a digital overhead line model consisting of three-dimensional models of overhead line elements and reflecting the current state of the elements VL with the display of existing defects, stages of their development, as well as the predicted time of occurrence of possible defects, the digital model of the VL in this case is characterized by detailing the performance to the level of the VL fasteners, tied to the coordinates of the geographic information system, automatically generate an element-by-element report containing a structured list of defects of VL elements with an indication of their types and elements on which they are localized, with the provision of visualized diagnostic data, as well as data on technical and economic Oh condition of the power line.
2. Система цифрового управления процессом мониторинга, технического обслуживания и ремонта воздушных линий электропередачи, содержащая датчики, определяющие текущие параметры ВЛ, средство трёхмерного представления, отображающее средства мониторинга состояния ВЛ и визуализирующее текущие параметры ВЛ, фиксируемые этими средствами мониторинга, наземную станцию, связанную с средствами мониторинга и содержащую запоминающее устройство, связанное с средством трехмерного представления, дисплей, устройство ввода пользователя, отличающаяся тем, что включает в себя экспертную систему распознавания и классификации дефектов линии электропередачи, а также средства отслеживания и прогнозирования развития дефектов, при этом система выполнена с возможностью автоматического, полуавтоматического или ручного создания, моделирования, запуска на исполнение, отслеживания и корректировки по ходу выполнения диагностических, обслуживающих и ремонтных миссий, представляющих собой алгоритмы мониторинга, обслуживания и ремонта для роботизированных устройств, а также задач по устранению дефектов для ремонтных бригад, при этом выполняемые миссии и задачи синхронизируются с мобильным приложением, предоставляющим обслуживающему персоналу визуальную информацию о расположении  2. A digital control system for the monitoring, maintenance and repair of overhead power lines, containing sensors that determine the current parameters of the overhead line, a three-dimensional representation tool that displays the monitoring of the state of the overhead line and visualizes the current parameters of the overhead line, recorded by these monitoring tools, a ground station associated with the means monitoring and containing a storage device associated with the means of three-dimensional representation, display, user input device, distinguishing I mean that it includes an expert system for recognizing and classifying defects in a power line, as well as means for tracking and predicting the development of defects, while the system is configured to automatically, semi-automatically, or manually create, simulate, launch, monitor and correct during execution diagnostic, maintenance and repair missions, which are monitoring, maintenance and repair algorithms for robotic devices, as well as troubleshooting tasks defects for repair crews, while the missions and tasks being performed are synchronized with a mobile application that provides maintenance personnel with visual information about the location
9 9
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) локальных дефектов и дающим возможность вносить изменения в цифровую модель ВЛ о текущем состоянии элементов ВЛ. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) local defects and giving the opportunity to make changes to the digital model of the overhead line about the current state of the overhead line elements.
10 ten
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)  SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
PCT/RU2018/000160 2018-03-01 2018-03-16 Method for digitally controlling a process of monitoring, technical servicing and local repair of overhead power transmission lines and system for carrying out said method WO2019168429A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018107452 2018-03-01
RU2018107452A RU2683411C1 (en) 2018-03-01 2018-03-01 Method of digital control of the process of monitoring, maintenance and local repair of opl and system for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019168429A1 true WO2019168429A1 (en) 2019-09-06

Family

ID=66089595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2018/000160 WO2019168429A1 (en) 2018-03-01 2018-03-16 Method for digitally controlling a process of monitoring, technical servicing and local repair of overhead power transmission lines and system for carrying out said method

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2683411C1 (en)
WO (1) WO2019168429A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111537515A (en) * 2020-03-31 2020-08-14 国网辽宁省电力有限公司朝阳供电公司 Iron tower bolt defect display method and system based on three-dimensional live-action model
CN112308850A (en) * 2020-11-09 2021-02-02 国网山东省电力公司威海供电公司 Multi-scale feature fusion power transmission line detection method and system
US11368002B2 (en) 2016-11-22 2022-06-21 Hydro-Quebec Unmanned aerial vehicle for monitoring an electrical line
RU2816200C1 (en) * 2023-07-07 2024-03-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Method of determining point of damage on overhead power transmission line when measuring from its two ends

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109740835A (en) * 2018-11-14 2019-05-10 遵义华正电缆桥架有限公司 A kind of power construction command system
CN112541399B (en) * 2020-11-19 2022-11-15 山东信通电子股份有限公司 Transmission line monitoring control method and device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2041637B1 (en) * 2006-07-19 2013-03-27 EDSA Micro Corporation Systems and methods for real-time advanced visualization for predicting the health, reliability and performance of an electrical power system
CN203466628U (en) * 2013-09-04 2014-03-05 上海华宿电气股份有限公司 Intelligent electric power monitoring system having three-dimensional view
RU2521778C1 (en) * 2013-01-31 2014-07-10 Константин Юрьевич Соловьев Device for remote control of wire, lightning protection cable or cable of overhead transmission line
RU149071U1 (en) * 2014-08-20 2014-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") SMALL UNMANNED AIRCRAFT FOR DIAGNOSTICS OF HIGH-VOLTAGE ELECTRICAL INSTALLATIONS
US9528914B2 (en) * 2013-09-27 2016-12-27 Rosemount, Inc. Non-intrusive sensor system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2041637B1 (en) * 2006-07-19 2013-03-27 EDSA Micro Corporation Systems and methods for real-time advanced visualization for predicting the health, reliability and performance of an electrical power system
RU2521778C1 (en) * 2013-01-31 2014-07-10 Константин Юрьевич Соловьев Device for remote control of wire, lightning protection cable or cable of overhead transmission line
CN203466628U (en) * 2013-09-04 2014-03-05 上海华宿电气股份有限公司 Intelligent electric power monitoring system having three-dimensional view
US9528914B2 (en) * 2013-09-27 2016-12-27 Rosemount, Inc. Non-intrusive sensor system
RU149071U1 (en) * 2014-08-20 2014-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") SMALL UNMANNED AIRCRAFT FOR DIAGNOSTICS OF HIGH-VOLTAGE ELECTRICAL INSTALLATIONS

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11368002B2 (en) 2016-11-22 2022-06-21 Hydro-Quebec Unmanned aerial vehicle for monitoring an electrical line
CN111537515A (en) * 2020-03-31 2020-08-14 国网辽宁省电力有限公司朝阳供电公司 Iron tower bolt defect display method and system based on three-dimensional live-action model
CN111537515B (en) * 2020-03-31 2023-05-12 国网辽宁省电力有限公司朝阳供电公司 Iron tower bolt defect display method and system based on three-dimensional live-action model
CN112308850A (en) * 2020-11-09 2021-02-02 国网山东省电力公司威海供电公司 Multi-scale feature fusion power transmission line detection method and system
RU2816200C1 (en) * 2023-07-07 2024-03-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Method of determining point of damage on overhead power transmission line when measuring from its two ends

Also Published As

Publication number Publication date
RU2683411C1 (en) 2019-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2683411C1 (en) Method of digital control of the process of monitoring, maintenance and local repair of opl and system for its implementation
Toussaint et al. Transmission line maintenance robots capable of crossing obstacles: State‐of‐the‐art review and challenges ahead
CN108628286A (en) Board maintenance system and method
US11275376B2 (en) Large scale unmanned monitoring device assessment of utility system components
Toth et al. Field experiences using LineScout Technology on large BC transmission crossings
CN110610542A (en) Substation equipment state monitoring panoramic analysis system
Montambault et al. About the future of power line robotics
JP2019507893A (en) On-site exploration training method of virtual accident base radiation emergency
JP6812312B2 (en) Plant support evaluation system and plant support evaluation method
US11861820B1 (en) Repetitive video monitoring of industrial equipment by mobile data acquisition units
CN111168694A (en) Tunnel structure health intelligent recognition system and method based on robot visual recognition
CN111596157B (en) Power system fault condition prediction method, device and system and storage medium
CN105788347A (en) GIS-based guard route monitoring method, device and system
CN116629580A (en) GIS-based intelligent gas safety hidden danger item management method and Internet of things system
Sriram et al. Technology revolution in the inspection of power transmission lines-a literature review
Tajnsek et al. Advanced logistical systems for the maintenance of overhead distribution lines through DCC with the use of laser monitoring
CN112116108A (en) Expert system and method for failure analysis of power equipment
KR102520273B1 (en) Method for setting avoidance zone of unmaned aerial vehicle for inspecting power facilities
CN117410868B (en) Substation inspection control method and device
CN116155717B (en) Intelligent distribution network system and method
CN113313471A (en) Dynamic visual monitoring system and method for power distribution equipment
JP2022110629A (en) Accident point locating support device and accident point locating support program
CN117910266A (en) AI-based hydropower equipment operation and maintenance decision method and system
Grishin et al. Analysis of Risk-Based Diagnostic Scenarios for Overhead Transmission Lines
Beaudry et al. The Benefits of Robotics

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18907495

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18907495

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205 DATED 20.01.2021)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18907495

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1