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变电站智能巡视系统技术方案
    发布时间: 2023-04-23 15:24    
变电站智能巡视系统技术方案

1.系统架构 

变电站远程智能巡视系统部署在变电站站端,主要由巡视主机、机器人、摄像机、无人 机装置等组成。巡视主机下发控制、巡视任务等指令,由机器人、无人机和摄像机开展室内 外设备联合巡视作业,并将巡视数据、采集文件等上送到巡视主机;巡视主机对采集的数据 进行智能分析,形成巡视结果和巡视报告。巡视系统具备实时监控、与主辅设备监控系统智 能联动等功能。巡视主机应具备双网口和设置独立网段,信息安全应符合 GB/T 36572 的要 求。系统架构见图

2.主要硬件设备 

2.1巡检机器人

A 机器人包括紫外成像仪、红外该热像仪、高清可见光相机、激光测距仪等传感器,实现对 变电站内部设备的表记读取、红外测温以及紫外放电的智能综合检测与数据分析诊断预警。 

B 激光导航系统、自动避障能力、自动巡航。

2.2无人机装置 

A 无人机装置包括紫外成像仪、红外该热像仪、高清可见光相机、激光测距仪等四合一传感 器负载,无人机,无人机机巢;实现对变电站设备的表记读取、红外测温、紫外放电检测、 周边隐患排查、高层设备巡视的智能综合检测与数据分析诊断预警。 

B 路径规划设计、自动巡航、自动起落充电、任务接收、数据上传。

2.3摄像机 

A 摄像机包含红外测温摄像机与紫外+红外+可见光三合一摄像机,主要实现主变区域、电抗 器区域、出线区域等关键设备的红外测温监测和紫外放电监测。 

B 自动巡航、实时数据上传。

2.4辅助配置 

A 就地光网转换装置:可以将视频信号、控制信号、紫外放电、红外测温可见光的数据流 转为光纤信号传输至后台工控机。

B 后台工控机设备,包含接口控制,网络图谱,视频存储对比。

C 在线监控的系统软件,结合当期的红外监测设备,进行对比分析处理、报警,温度曲 线、紫外放电的预警。

D 电缆、光缆、交换机、无线电台、4G/5G 内网通讯设施等。

2.5现场部署配置 

1)巡检机器人 35kV-220kV 变电站配置 1 套/站;基于轮式机器人/四足机器人,可实现对变电站内部设备 的表记读取、红外测温以及紫外放电的智能综合检测,自动巡航+遥控控制。 

2)无人机装置 35kV-220kV 变电站配置 1 套/站;基于机巢结合飞机的 RTK 坐标飞行,设计变电站设备的巡 检路径,4G 模块的数据实时传输。 

3)摄像机 35kV-220kV 变电站对变压器区域、高抗区域、架空出线区域实时紫外+红外+可见光三合一 摄像机的部署,根据 2 组主变配置 1 套、高抗配置 1 套、架空出线 4 组 1 套;针对站内其余 间隔设备采取 2 间隔/套红外摄像机来配置;达到全站覆盖的红外测温,重点设备多光测试 综合监测诊断的效果。

4)巡视主机系统 变电站配置 1 套/站;满足自主可控要求、采用 TCP/IP 协议接入、支持机架式安装;CPU 不 低于 2GHz 主频,不低于 8 核、内存不低于 32G;智能分析模组 AI 算力不低于 64TOPS  INT8;配置双热插拔冗余电源;系统数据及运行日志数据存储时间≥1 年;满足 7×24h 运 行需要,支持上电自启动功能。

3.主要功能

3.1红外热像仪的主要功能 

在线式红外热像仪能采集红外视频,采集的视频通过嵌入式流媒体服务器进行分发。在 线测温红外热像仪采用纯数字输出,网络传输流媒体数据、测温信息以及设备通信数据,通 过光纤收发器将数据通过光纤传输,减少在阀厅内部强磁场的影响下发生信号干扰。 红外热像仪能控制变焦、自动聚焦,适应高低温运行,红外热像仪具有环境温度补偿功 能,全工作温度范围温漂小于±2℃。 可自动对测试区域进行温度异常报警的阈值设置,针对性进行告警。 

3.2紫外热像仪的主要功能 

在线式紫外成像仪采用标准的 RTSP 与 ONVIF 协议,支持硬盘录像机及大型集成系统; 主要采集变电站设备的电晕放电信号并通过 1280×720 的高清数字视频信号实时传输到控 制端界面。 紫外成像仪跟随内置可见光自动聚焦,可采集 3×10-18w/cm2的紫外光,灵敏度高,可测 试出微弱放电产生的紫外线,不受太阳光的干扰。 可自动对测试区域进行紫外光子计数报警的阈值设置,针对性进行告警。

3.3可见光相机的主要功能 

高清可见光相机主要是针对运行设备的表计进行高清图像的拍摄存档,以及配合红外与 紫外设备测试时的设备可见光图片对比。 28 倍光学变焦、12 倍电子变焦;可根据不同距离设备目标做相应的变焦设置。 

3.4激光测距仪的主要功能 

根据机器人与无人机装置的激光测距传感器,主要是用于被测设备的测试距离获取,然 后反馈给主机,主机在进行红外测温与紫外放电测试的时候进行距离影响的修正。 850nm 波段,有效测试距离 45 米;自动获取目标距离、实时传输。 

3.5软件系统的主要功能 

根据机器人、无人机装置及摄像机获取的变电站设备的测试情况,监控软件多画面显示 现场监测画面,可同时观测变电站现场多个监控头的实时情况,全方位了解变电站设备运行 情况,支持同时 1、4、9、16、32 个监控画面同时显示,单画面和全局画面切换方便。同时 可见光与红外、紫外相匹配,以及可以根据台账数据设置相应的 3 种测试手段对应同目标物 的测试数据对比,做好多角度、多维度的综合检测、智能诊断。 在巡视系统部署前期,基于各设备规程及测试规程导则进行设置缺陷诊断、判定规则。 然后随着硬件设备的部署、现场数据的 3-6 个月的实时采集与抓拍、报警等信息;进行相应 的图像识别、神经网络训练,同一设备多图像融合诊断的分析归纳,逐步优化提升软件系统 的自动诊断分析能力,实现 1+1+1>3 的测试效果,降低建立变电站智能巡视系统的虚警率、 漏警率;为全网推广做好相对精准的判断标准及现场部署标准做准备。

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