专利名称：电站设备远程监测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电站设备远程监测装置，属于电力巡检领域。
背景技术：
在电力系统中，变电系统是生产、输送、分配三大系统的核心之一，变电系统可以说对整个电力系统的安全可靠都起着至关重要的作用。随着电力工业发电机组容量以及电压等级的迅速提升，保障设备运行的可靠性更成为安全生产的突出课题，变电站是电力系统的重要组成部分，因此保证变电站的正常运行越来越受到电力企业的重视。变电站的巡检工作在保证变电站的正常生产、安全运行方面占有极其重要的地位。因此，有必要将一些先进技术、方式、方法在设备故障诊断中的应用引入到电力设备的巡检，既可以保持电力系统的稳定性，又有可以取得的经济效益。传统的巡检方式是依靠巡检人员每天采集大量的运行数据，由于巡检人员素质、技术水平等因素会产生很多问题，而且这种方式劳动强度大，时间长了巡检人员难免产生惰性而造成真正出现问题的时候难以及时发现。目前，35kV、110kV变电站基本可以实现无人值班,220kV变电站无人化也在快速发展。但现有的巡检方式和技术与电力生产的安全性要求相比仍有相当大的距离。在无人值班变电站中，设备巡视和安防工作仅由固定摄像机替代，不但不能检测站内全部设备和仪表，更加不能发现设备内部的热缺陷，这些都会留下故障隐患。
发明内容
发明目的:本发明提供一种电站设备远程监测装置，其目的是解决以往的巡检方式所存在的劳动强度大、巡检效率低的问题。技术方案:本发明是通过以下技术方案实现的:
一种电站设备远程监测装置，其特征在于:该移动机器人包基站控制系统、移动站控制系统和红外热成像仪，基站控制系统与移动站控制系统之间无线连接，移动站控制系安装在履带机器人上；基站控制系统包括基站电脑、无线通讯设备和网络集线器(HUB)，基站电脑连接网络集线器(HUB)，网络集线器(HUB)连接无线通讯设备；移动站控制系统包括行走控制电路、导航定位运算电路、电机驱动电路、可见光采集系统、红外采集系统、LMS激光采集系统、云台控制系统、GPS定位系统、视频及红外串口服务器、无线通讯设备和网络集线器(HUB)，行走控制电路、GPS定位系统、LMS激光采集系统和云台控制系统均连接至导航定位运算电路，导航定位运算电路连接至网络集线器(HUB);可见光采集系统和红外采集系统一方面连接至云台控制系统，另一方面连接至视频及红外串口服务器，视频及红外串口服务器连接至网络集线器(HUB)，网络集线器(HUB)连接无线通讯设备，该无线通讯设备与基站控制系统内的无线通讯设备无线连接。行走控制电路连接至驱动机器人的直流电机，在每个直流电机的电机轴上均设置有霍尔测速电路，该霍尔测速电路与运动控制电路连接构成速度闭环。
在履带机器人的前端设置有导向轮，导向轮连接至直流电机。在红外采集系统内设置有在任何情况下对一切波长的入射辐射吸收率都等于I的黑体。优点及效果:本发明提供一种电站设备远程监测装置，本发明利用智能移动机器人完成变电站设备的巡检可以提高工作效率和质量又可以起到减员的作用，加快变电站无人化的进程。变电站巡检智能机器人的研制是电力生产的一次技术革命，智能移动机器人可以对变电站设备进行全监控，这将大大提高电力生产自动化水平，为电力系统安全经济生产提供保障，减少停电时间，为各行各业提供可靠的电力资源，不但可以带来很大的经济效益，还可以带来巨大的社会效益。本系统利用履带式巡视机器人对变电站设备进行日常巡视，可以极大地降低人工成本，同时保证了工作人员的人身安全，机器人巡视系统可以提升变电站无人化程度及电力系统自动化程度，其携带的高科技检测设备可以避免人工巡检的多种问题，并且进行多种人工巡检方式无法实现或者需要停电工作的检测方式。传统变电站设备检测作业需要在大量专业工作人员每天重复性进行，此种作业方式效率很低，依赖巡检人员的个人素质，检测范围有限，存在较大的作业风险，对变电站巡检作业形成巨大的挑战。利用巡视机器人进行变电站设备巡视，可以完全取代人工方式的巡检，另外，红外热成像及CCD可见光摄像机拍摄的图像信息和热度信息会实时传输到上位机电脑，上位机对数据进行处理分析并最终保存，在发现设备故障后可以迅速发出报警，通知维修人员进行应急处理。履带式巡视机器人无视地理环境和天气因素的影响，可以持续运行，由于其机械结构对地理结构的适应性强可以应用于各种工作环境。巡视机器人在正常情况下，可以在每秒3-5米的运动速度前进，在巡检的设备周围需要停止移动进行拍摄，巡视2000米的变电站线路需2小时左右。另外，利用巡视机器人进行设备检测更加可以杜绝设备故障造成的检修人员的人身伤害。电力企业既是国民经济的基础工业，又是社会公益性企业，因此，它不仅要有良好的社会效益，也要有很好的经济效益。提高经济效益在供电企业的生产环节中主要体现在两个方面:一是“多供”;二是“少损”。利用巡视机器人对变电站进行巡视可以带电作业，显然，不停电作业能实现“多供少损”，经济效益是非常显著的。以双回路负荷5万千瓦计算，不停电作业I个小时累计可多供电5万千瓦时；以2008年厦门平均售电单价0.58元计算，每小时可产生2.9万元的经济效益。绝缘阻值检测需要长时间停电作业，因此巡视机器人带电作业方式可以带来巨大的经济效益。巡视机器人的应用将极大地降低人力、物力及财力的投入，同时也大大的缩短了电力检测检修周期，为电力线路安全运行提供了良好的保障。本系统为变电站设备检测提供了一种全新的解决方案，推动了“自动化”在电力系统中的发展进程；同时也把民用机器人系统带入到一个新的发展领域。本系统的应用大大缩短了变电站设备的检测周期，在保证工作人员人身安全的情况下更好的保证了检测的质量，为电力系统的安全运行及电力用户的可靠用电提供了良好的保障。
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图1为本发明的总体结构示意 图2为本发明的电机驱动结构示意 图3为机器人运动控制系统结构。
具体实施方式
:下面结合附图对本发明做进一步的说明:
如图1所示，本发明提供一种电站设备远程监测装置，该移动机器人包基站控制系统、移动站控制系统和红外热成像仪，基站控制系统与移动站控制系统之间无线连接，移动站控制系安装在履带机器人上；基站控制系统包括基站电脑、无线通讯设备和网络集线器HUB，基站电脑连接网络集线器HUB，网络集线器HUB连接无线通讯设备；移动站控制系统包括行走控制电路、导航定位运算电路、电机驱动电路、可见光采集系统、红外采集系统、LMS激光采集系统、云台控制系统、GPS定位系统、视频及红外串口服务器、无线通讯设备和网络集线器HUB，行走控制电路、GPS定位系统、LMS激光采集系统和云台控制系统均连接至导航定位运算电路，导航定位运算电路连接至网络集线器HUB;可见光采集系统和红外采集系统一方面连接至云台控制系统，另一方面连接至视频及红外串口服务器，视频及红外串口服务器连接至网络集线器HUB，网络集线器HUB连接无线通讯设备，该无线通讯设备与基站控制系统内的无线通讯设备无线连接。行走控制电路连接至驱动机器人的直流电机，在每个直流电机的电机轴上均设置有霍尔测速电路，该霍尔测速电路与运动控制电路连接构成速度闭环。在履带机器人的前端设置有导向轮，导向轮连接至直流电机。另外，在红外采集系统内设置有在任何情况下对一切波长的入射辐射吸收率都等于I的黑体。本发明中的红外采集系统用于感知目标物体的温度分布，并转换为微弱的电信号；后续电路将微弱的电信号进行电子学放大和逻辑处理，从而能够清晰地采集到目标物体温度分布情况；通过基站电脑上的图像处理软件则对上述放大后的输出电信号进行处理，呈现为目标物体温度分布的可见光像。本发明的可见光采集系统、红外采集系统、LMS激光采集系统、云台控制系统和视频及红外串口服务器称为红外热成像仪，该红外热成像仪是目前利用红外辐射测温领域中最先进的一种测温设备，其动态响应范围宽，探测器图像信号处理水平高，图像开窗技术先进，可以对变电站的一次设备进行不停工检测。探测器的输出为16bit数字信号(对应一个比较宽的温度范围)，而目前所有民用显示装置(各种监视/显示器)均为Sbit (256个灰度等级)，无法显示16bit数字信号的图像信息，因此需要在16bit的探测器温度信号输出范围内，有选择地显示8bit的信号(对应一个比较窄的温度范围)，这种有选择地显示温度信号的技术，我们称之为开窗技术。在电力系统的红外检测中存在大量温度范围复杂的目标，红外检测的判据主要根据设备的三相温度数据比较和图像比较，如夏天的主变压器，高压线路的接头发热等。这就要求红外热像仪能在一个较宽的温度范围内(常用0°c—150°C)同时获得清晰的图像(正常的部位图像不消隐、高温异常的部位图像不饱和)和精确的温度数据(同时包括常温态和高温的目标)。如表1-1所示，作为有无此项技术的应用对比:表1-1开窗技术对热成像仪工作性能的影响
权利要求
1.一种电站设备远程监测装置，其特征在于:该移动机器人包基站控制系统、移动站控制系统和红外热成像仪，基站控制系统与移动站控制系统之间无线连接，移动站控制系安装在履带机器人上；基站控制系统包括基站电脑、无线通讯设备和网络集线器(HUB)，基站电脑连接网络集线器(HUB)，网络集线器(HUB)连接无线通讯设备；移动站控制系统包括行走控制电路、导航定位运算电路、电机驱动电路、可见光采集系统、红外采集系统、LMS激光采集系统、云台控制系统、GPS定位系统、视频及红外串口服务器、无线通讯设备和网络集线器(HUB)，行走控制电路、GPS定位系统、LMS激光采集系统和云台控制系统均连接至导航定位运算电路，导航定位运算电路连接至网络集线器(HUB);可见光采集系统和红外采集系统一方面连接至云台控制系统，另一方面连接至视频及红外串口服务器，视频及红外串口服务器连接至网络集线器(HUB)，网络集线器(HUB)连接无线通讯设备，该无线通讯设备与基站控制系统内的无线通讯设备无线连接。
2.根据权利要求1所述的电站设备远程监测装置，其特征在于:行走控制电路连接至驱动机器人的直流电机，在每个直流电机的电机轴上均设置有霍尔测速电路，该霍尔测速电路与运动控制电路连接构成速度闭环。
3.根据权利要求1所述的电站设备远程监测装置，其特征在于:在履带机器人的前端设置有导向轮，导向轮连接至直流电机。
4.根据权利要求1所述的电站设备远程监测装置，其特征在于:在红外采集系统内设置有在任何情况下对一切波长的入射辐射吸收率都等于I的黑体。
全文摘要
本发明提供一种电站设备远程监测装置，该移动机器人包括基站控制系统、移动站控制系统和红外热成像仪，基站控制系统与移动站控制系统之间无线连接，移动站控制系安装在履带机器人上，本装置为变电站设备检测提供了一种全新的解决方案，推动了“自动化”在电力系统中的发展进程；同时也把民用机器人系统带入到一个新的发展领域。本装置的应用大大缩短了变电站设备的检测周期，在保证工作人员人身安全的情况下更好的保证了检测的质量，为电力系统的安全运行及电力用户的可靠用电提供了良好的保障。
文档编号H02J13/00GK103199618SQ201210550858
公开日2013年7月10日 申请日期2012年12月18日 优先权日2012年12月18日
发明者孙艳鹤, 周培忠, 陈学中, 吴怀诚, 孙启忠, 孟庆丰, 朱静, 盛天宇, 刘志宇, 陈翀, 郁雯, 阎大伟, 许存德, 杨国锋, 张云鹏, 王峰, 刘晓龙 申请人:辽宁省电力有限公司检修分公司, 国家电网公司