專利名稱：電站設備遠程監(jiān)測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電站設備遠程監(jiān)測裝置，屬于電力巡檢領域。
背景技術：
在電力系統中，變電系統是生產、輸送、分配三大系統的核心之一，變電系統可以說對整個電力系統的安全可靠都起著至關重要的作用。隨著電力工業(yè)發(fā)電機組容量以及電壓等級的迅速提升，保障設備運行的可靠性更成為安全生產的突出課題，變電站是電力系統的重要組成部分，因此保證變電站的正常運行越來越受到電力企業(yè)的重視。變電站的巡檢工作在保證變電站的正常生產、安全運行方面占有極其重要的地位。因此，有必要將一些先進技術、方式、方法在設備故障診斷中的應用引入到電力設備的巡檢，既可以保持電力系統的穩(wěn)定性，又有可以取得的經濟效益。傳統的巡檢方式是依靠巡檢人員每天采集大量的運行數據，由于巡檢人員素質、技術水平等因素會產生很多問題，而且這種方式勞動強度大，時間長了巡檢人員難免產生惰性而造成真正出現問題的時候難以及時發(fā)現。目前，35kV、110kV變電站基本可以實現無人值班,220kV變電站無人化也在快速發(fā)展。但現有的巡檢方式和技術與電力生產的安全性要求相比仍有相當大的距離。在無人值班變電站中，設備巡視和安防工作僅由固定攝像機替代，不但不能檢測站內全部設備和儀表，更加不能發(fā)現設備內部的熱缺陷，這些都會留下故障隱患。

發(fā)明內容
發(fā)明目的:本發(fā)明提供一種電站設備遠程監(jiān)測裝置，其目的是解決以往的巡檢方式所存在的勞動強度大、巡檢效率低的問題。技術方案:本發(fā)明是通過以下技術方案實現的:
一種電站設備遠程監(jiān)測裝置，其特征在于:該移動機器人包基站控制系統、移動站控制系統和紅外熱成像儀，基站控制系統與移動站控制系統之間無線連接，移動站控制系安裝在履帶機器人上；基站控制系統包括基站電腦、無線通訊設備和網絡集線器(HUB)，基站電腦連接網絡集線器(HUB)，網絡集線器(HUB)連接無線通訊設備；移動站控制系統包括行走控制電路、導航定位運算電路、電機驅動電路、可見光采集系統、紅外采集系統、LMS激光采集系統、云臺控制系統、GPS定位系統、視頻及紅外串口服務器、無線通訊設備和網絡集線器(HUB)，行走控制電路、GPS定位系統、LMS激光采集系統和云臺控制系統均連接至導航定位運算電路，導航定位運算電路連接至網絡集線器(HUB);可見光采集系統和紅外采集系統一方面連接至云臺控制系統，另一方面連接至視頻及紅外串口服務器，視頻及紅外串口服務器連接至網絡集線器(HUB)，網絡集線器(HUB)連接無線通訊設備，該無線通訊設備與基站控制系統內的無線通訊設備無線連接。行走控制電路連接至驅動機器人的直流電機，在每個直流電機的電機軸上均設置有霍爾測速電路，該霍爾測速電路與運動控制電路連接構成速度閉環(huán)。
在履帶機器人的前端設置有導向輪，導向輪連接至直流電機。在紅外采集系統內設置有在任何情況下對一切波長的入射輻射吸收率都等于I的黑體。優(yōu)點及效果:本發(fā)明提供一種電站設備遠程監(jiān)測裝置，本發(fā)明利用智能移動機器人完成變電站設備的巡檢可以提高工作效率和質量又可以起到減員的作用，加快變電站無人化的進程。變電站巡檢智能機器人的研制是電力生產的一次技術革命，智能移動機器人可以對變電站設備進行全監(jiān)控，這將大大提高電力生產自動化水平，為電力系統安全經濟生產提供保障，減少停電時間，為各行各業(yè)提供可靠的電力資源，不但可以帶來很大的經濟效益，還可以帶來巨大的社會效益。本系統利用履帶式巡視機器人對變電站設備進行日常巡視，可以極大地降低人工成本，同時保證了工作人員的人身安全，機器人巡視系統可以提升變電站無人化程度及電力系統自動化程度，其攜帶的高科技檢測設備可以避免人工巡檢的多種問題，并且進行多種人工巡檢方式無法實現或者需要停電工作的檢測方式。傳統變電站設備檢測作業(yè)需要在大量專業(yè)工作人員每天重復性進行，此種作業(yè)方式效率很低，依賴巡檢人員的個人素質，檢測范圍有限，存在較大的作業(yè)風險，對變電站巡檢作業(yè)形成巨大的挑戰(zhàn)。利用巡視機器人進行變電站設備巡視，可以完全取代人工方式的巡檢，另外，紅外熱成像及CCD可見光攝像機拍攝的圖像信息和熱度信息會實時傳輸到上位機電腦，上位機對數據進行處理分析并最終保存，在發(fā)現設備故障后可以迅速發(fā)出報警，通知維修人員進行應急處理。履帶式巡視機器人無視地理環(huán)境和天氣因素的影響，可以持續(xù)運行，由于其機械結構對地理結構的適應性強可以應用于各種工作環(huán)境。巡視機器人在正常情況下，可以在每秒3-5米的運動速度前進，在巡檢的設備周圍需要停止移動進行拍攝，巡視2000米的變電站線路需2小時左右。另外，利用巡視機器人進行設備檢測更加可以杜絕設備故障造成的檢修人員的人身傷害。電力企業(yè)既是國民經濟的基礎工業(yè)，又是社會公益性企業(yè)，因此，它不僅要有良好的社會效益，也要有很好的經濟效益。提高經濟效益在供電企業(yè)的生產環(huán)節(jié)中主要體現在兩個方面:一是“多供”;二是“少損”。利用巡視機器人對變電站進行巡視可以帶電作業(yè)，顯然，不停電作業(yè)能實現“多供少損”，經濟效益是非常顯著的。以雙回路負荷5萬千瓦計算，不停電作業(yè)I個小時累計可多供電5萬千瓦時；以2008年廈門平均售電單價0.58元計算，每小時可產生2.9萬元的經濟效益。絕緣阻值檢測需要長時間停電作業(yè)，因此巡視機器人帶電作業(yè)方式可以帶來巨大的經濟效益。巡視機器人的應用將極大地降低人力、物力及財力的投入，同時也大大的縮短了電力檢測檢修周期，為電力線路安全運行提供了良好的保障。本系統為變電站設備檢測提供了一種全新的解決方案，推動了“自動化”在電力系統中的發(fā)展進程；同時也把民用機器人系統帶入到一個新的發(fā)展領域。本系統的應用大大縮短了變電站設備的檢測周期，在保證工作人員人身安全的情況下更好的保證了檢測的質量，為電力系統的安全運行及電力用戶的可靠用電提供了良好的保障。


:
圖1為本發(fā)明的總體結構示意 圖2為本發(fā)明的電機驅動結構示意 圖3為機器人運動控制系統結構。
具體實施方式
:下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的說明:
如圖1所示，本發(fā)明提供一種電站設備遠程監(jiān)測裝置，該移動機器人包基站控制系統、移動站控制系統和紅外熱成像儀，基站控制系統與移動站控制系統之間無線連接，移動站控制系安裝在履帶機器人上；基站控制系統包括基站電腦、無線通訊設備和網絡集線器HUB，基站電腦連接網絡集線器HUB，網絡集線器HUB連接無線通訊設備；移動站控制系統包括行走控制電路、導航定位運算電路、電機驅動電路、可見光采集系統、紅外采集系統、LMS激光采集系統、云臺控制系統、GPS定位系統、視頻及紅外串口服務器、無線通訊設備和網絡集線器HUB，行走控制電路、GPS定位系統、LMS激光采集系統和云臺控制系統均連接至導航定位運算電路，導航定位運算電路連接至網絡集線器HUB;可見光采集系統和紅外采集系統一方面連接至云臺控制系統，另一方面連接至視頻及紅外串口服務器，視頻及紅外串口服務器連接至網絡集線器HUB，網絡集線器HUB連接無線通訊設備，該無線通訊設備與基站控制系統內的無線通訊設備無線連接。行走控制電路連接至驅動機器人的直流電機，在每個直流電機的電機軸上均設置有霍爾測速電路，該霍爾測速電路與運動控制電路連接構成速度閉環(huán)。在履帶機器人的前端設置有導向輪，導向輪連接至直流電機。另外，在紅外采集系統內設置有在任何情況下對一切波長的入射輻射吸收率都等于I的黑體。本發(fā)明中的紅外采集系統用于感知目標物體的溫度分布，并轉換為微弱的電信號；后續(xù)電路將微弱的電信號進行電子學放大和邏輯處理，從而能夠清晰地采集到目標物體溫度分布情況；通過基站電腦上的圖像處理軟件則對上述放大后的輸出電信號進行處理，呈現為目標物體溫度分布的可見光像。本發(fā)明的可見光采集系統、紅外采集系統、LMS激光采集系統、云臺控制系統和視頻及紅外串口服務器稱為紅外熱成像儀，該紅外熱成像儀是目前利用紅外輻射測溫領域中最先進的一種測溫設備，其動態(tài)響應范圍寬，探測器圖像信號處理水平高，圖像開窗技術先進，可以對變電站的一次設備進行不停工檢測。探測器的輸出為16bit數字信號(對應一個比較寬的溫度范圍)，而目前所有民用顯示裝置(各種監(jiān)視/顯示器)均為Sbit (256個灰度等級)，無法顯示16bit數字信號的圖像信息，因此需要在16bit的探測器溫度信號輸出范圍內，有選擇地顯示8bit的信號(對應一個比較窄的溫度范圍)，這種有選擇地顯示溫度信號的技術，我們稱之為開窗技術。在電力系統的紅外檢測中存在大量溫度范圍復雜的目標，紅外檢測的判據主要根據設備的三相溫度數據比較和圖像比較，如夏天的主變壓器，高壓線路的接頭發(fā)熱等。這就要求紅外熱像儀能在一個較寬的溫度范圍內(常用0°c—150°C)同時獲得清晰的圖像(正常的部位圖像不消隱、高溫異常的部位圖像不飽和)和精確的溫度數據(同時包括常溫態(tài)和高溫的目標)。如表1-1所示，作為有無此項技術的應用對比:表1-1開窗技術對熱成像儀工作性能的影響
權利要求
1.一種電站設備遠程監(jiān)測裝置，其特征在于:該移動機器人包基站控制系統、移動站控制系統和紅外熱成像儀，基站控制系統與移動站控制系統之間無線連接，移動站控制系安裝在履帶機器人上；基站控制系統包括基站電腦、無線通訊設備和網絡集線器(HUB)，基站電腦連接網絡集線器(HUB)，網絡集線器(HUB)連接無線通訊設備；移動站控制系統包括行走控制電路、導航定位運算電路、電機驅動電路、可見光采集系統、紅外采集系統、LMS激光采集系統、云臺控制系統、GPS定位系統、視頻及紅外串口服務器、無線通訊設備和網絡集線器(HUB)，行走控制電路、GPS定位系統、LMS激光采集系統和云臺控制系統均連接至導航定位運算電路，導航定位運算電路連接至網絡集線器(HUB);可見光采集系統和紅外采集系統一方面連接至云臺控制系統，另一方面連接至視頻及紅外串口服務器，視頻及紅外串口服務器連接至網絡集線器(HUB)，網絡集線器(HUB)連接無線通訊設備，該無線通訊設備與基站控制系統內的無線通訊設備無線連接。
2.根據權利要求1所述的電站設備遠程監(jiān)測裝置，其特征在于:行走控制電路連接至驅動機器人的直流電機，在每個直流電機的電機軸上均設置有霍爾測速電路，該霍爾測速電路與運動控制電路連接構成速度閉環(huán)。
3.根據權利要求1所述的電站設備遠程監(jiān)測裝置，其特征在于:在履帶機器人的前端設置有導向輪，導向輪連接至直流電機。
4.根據權利要求1所述的電站設備遠程監(jiān)測裝置，其特征在于:在紅外采集系統內設置有在任何情況下對一切波長的入射輻射吸收率都等于I的黑體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電站設備遠程監(jiān)測裝置，該移動機器人包括基站控制系統、移動站控制系統和紅外熱成像儀，基站控制系統與移動站控制系統之間無線連接，移動站控制系安裝在履帶機器人上，本裝置為變電站設備檢測提供了一種全新的解決方案，推動了“自動化”在電力系統中的發(fā)展進程；同時也把民用機器人系統帶入到一個新的發(fā)展領域。本裝置的應用大大縮短了變電站設備的檢測周期，在保證工作人員人身安全的情況下更好的保證了檢測的質量，為電力系統的安全運行及電力用戶的可靠用電提供了良好的保障。
文檔編號H02J13/00GK103199618SQ201210550858
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月18日 優(yōu)先權日2012年12月18日
發(fā)明者孫艷鶴, 周培忠, 陳學中, 吳懷誠, 孫啟忠, 孟慶豐, 朱靜, 盛天宇, 劉志宇, 陳翀, 郁雯, 閻大偉, 許存德, 楊國鋒, 張云鵬, 王峰, 劉曉龍 申請人:遼寧省電力有限公司檢修分公司, 國家電網公司