变电站智能巡检机器人系统的设计

本文通过对多个变电站的调研和分析,提出了一套变电站智能巡检机器人系统的方案,该方案由计算机基站、固定检测设备和可移动智能巡检机器人组成。在变电站智能巡检机器系统中实现了在一定程度上代替工作人员的巡检工作。     

变电站巡检机器人自动充电系统

为实现巡检机器人在无人干预情况下安全可靠、快速高效地自动充电,进而实现巡检机器人在变电站长期值守、完全自治,提出一种充电装置侧向对接的自动充电系统。该系统采用磁轨道引导,RFID标签定位,导航定位精度较高;通过检测充电机构位置和极片电压,判断充电条件是否满足,简单可靠;通过采用弹片压住极片夹,滑槽连接充电座与定位槽板,提高误差容忍度和对接可靠性。该系统已在全国30多个变电站实际应用,运行效果良好,应用前景广阔。     

变电站巡检机器人电源系统研究

为满足巡检机器人电源系统自动化水平高、稳定性强的要求,提出一种应用于变电站巡检机器人的电源系统,全面监测电池电压、电流、电量及温度,全面记录历史事项信息,具有过放、过充、欠压等多重保护,实现机器人内部温度自动调节及电池自动充电。该系统电源状态监测全面,自动化程度较高,交互性好,实用性强,能够满足变电站巡检机器人长期自主运行的功能需求,并已在工程现场验证了其良好的安全性和稳定性。     

基于增量式PID算法的变电站设备巡检机器人控制系统研究

为了避免巡检机器人巡检过程中发生安全隐患和故障,运行轨迹误差较大,提出了基于增量式PID算法的变电站设备巡检机器人控制系统。运用RS485与TCP/IP转换器保证主程序与机器人之间的联络,以高清摄像头、温湿度传感器采集变电站图像与温湿度。控制微处理器内PWM信号,将脉冲数传输给控制模块,得到实际与预期速度,输入到增量式PID模型,应用遥控和机器人自身程序相结合,根据传回的变电站图像令机器人运行时可自主控制,实现精准的巡检任务。通过仿真实验,证明所提系统能够使机器人在巡检过程中平稳运行,运动轨迹误差小,控制效果佳。     

变电站巡检机器人运动控制系统研究

针对变电站特殊的应用环境,为保证巡检机器人的运行可靠性和停车定位精度,研究设计了变电站巡检机器人运动控制系统.重点论述其行走方式、引导与定位方式、系统软硬件设计、运动控制算法等.通过磁轨迹引导与RFID定位,确定机器人本体姿态和位置,简单可靠,定位精度高,抗干扰能力强.通过两驱动轮差速,两万向轮随动,跟踪磁轨迹,执行运动控制指令,控制灵活,可靠性高.采用S曲线加减速、比例微分寻磁、分段补偿等运动控制算法,运动冲击小,控制误差小.经过工程验证,设计的运动控制系统能够满足变电站巡检机器人的应用要求.     

变电站巡检机器人的充电系统设计

通过对变电站巡检机器人充放电系统的研究,设计了基于ATmega128A的智能充电系统,实现了变电巡检机器人锂电池充电管理,给出了系统工作原理、硬件结构和软件运行流程。系统根据变电站巡检机器人的锂电池电量状态自动改变充电电流大小,实现恒流、恒压和涓流过程,使变电站巡检机器人在无人干预的情况下自动充电,为巡检机器人长时间在变电站自主工作提供了动力能源保障。     

变电站巡检机器人检测及控制系统研究

针对全天候、强电磁等复杂背景下,要求变电站巡检机器人适应性强、可靠性高、控制灵活及检测结果准确等因素,介绍一种抗干扰能力强、实用化程度高、完全自主运行,能够满足变电站设备巡检要求的机器人检测及控制系统,主要包括导航定位及运动控制系统、电源管理系统、云台控制系统、图像及声音检测系统。检测及控制系统是机器人的重要组成部分,为巡检机器人长期自主运行提供了有力支持。     

变电站机器人沿轨道自主巡检的方法研究

为了克服对未铺设道路的变电站巡检的困难,设计了一种能导电和传输数据的巡检轨道,提出了一种机器人沿轨道运动并对变电站设备进行自主巡检的方法,机器人通过在轨道上移动,收集选定目标的热图像,并处理数据和预测电气元件的机械强度,从而实现对电气元件的故障诊断。将设计的自主巡检机器人识别的热图像测量结果与美国FLIR SC660红外热像仪的测量结果进行了比较,结果表明,该机器人能准确识别部件和测量部件的温度。     

基于巡检机器人的电缆卷筒减速器故障诊断技术

针对传统电缆卷筒减速器故障诊断技术存在不同状态下的电缆卷筒减速器故障诊断误判率高的问题,提出基于巡检机器人的电缆卷筒减速器故障诊断技术。基于巡检机器人构建一个数据采集系统,利用该系统采集电缆卷筒减速器发出的振动信号数据;采用 KPCA 方法提取采集数据的特征,获得电缆卷筒减速器特征向量;将特征向量用作输入量输入到故障诊断模型中进行训练,训练期间对特征向量数据进行简化,以此提升故障诊断效率,依据输出的故障类型实现电缆卷筒减速器的故障诊断。实验结果表明,通过对该方法进行不同状态下的故障诊断误判率测试,验证了该方法的准确率高、实用性强。     

变电站巡检机器人的数字仪表自动识别技术研究

针对变电站巡检机器人数字仪表识别算法准确度不高的问题,本文提出了一种基于样本匹配算法的数字仪表读数识别算法。该算法在使用局部最大类间方差的高阶统计和阈值对仪表板上的显示区域进行定位的基础上,最后根据数字仪表显示区域和数字位置相对固定的特征采用样本匹配算法实现对数字仪表的自动读数。实验结果表明,该方法简单、高效,可有效地应用于变电站自动检测机器人的室内仪表读数自动识别任务。     

变电站巡检机器人虚拟样机系统开发及其研究

利用计算机虚拟环境,将复杂的巡检机器人研发模型真实地展现在设计者面前,并提供与实际情况十分接近的运动学仿真测试。使用软件可以真实地展示产品研发过程中每个环境遇到的问题,并能及时的提出解决方案,缩短产品的研发周期和生产成本,为部门的管理和决策提供了定量的分析依据。     

220 kV变电站电气设备安装技术分析

电气设备是变电站的重要组成部分,它的安装工艺和质量直接影响变电站的安全。结合工程实例,对变电站主要电气设备的安装技术要点进行了深入探讨,给变电站电气设备安装技术人员提供一定的借鉴和参考。     

基于场景识别的变电站智能机器人巡视技术

为降低变电站人工成本、提升工作效率、实时确保电网正常安全供电,提出一种基于场景识别的变电站智能机器人巡视技术。通过加权平均法调节图像灰度值、直方图均衡亮度和线性滤波算法去除冗余噪声,提高原始图像场景分辨率,凭借图像均值差和方差的对比结果,提取目标在各子带图像上多个特征,划分目标与背景区域的起伏差异,将场景特征输入卷积神经网络中的多层反向卷积层,利用离散型的线性运算模式,获得巡检目标激活函数,完成变电站巡视。仿真实验结果表明,所提方法能够明确远景、近景中各设备使用情况,精准检测出其中隐藏的故障器件,具有极高的应用价值。     

变电站轮式巡检机器人机械臂避障路径规划方法

变电站工作环境特殊且复杂,为保证巡检机器人在执行巡检任务的同时,能更好、更安全地进行作业,提出面向轮式巡检机器人的机械臂避障路径规划方法。利用八叉树结构建模技术,架构巡检机器人工作环境的三维模型与环境更新模型。确定机械臂与环境关系,建立机械臂运动学模型,根据末端执行器位姿的已知与未知情况,完成运动学模型的正解与反解计算。基于关节位姿的三维坐标,设定机械臂连杆不碰撞障碍物为必要条件,依据六次多项函数式解得的关节角速度与角加速度连续轨迹,通过更改非固定参数值,调整机械臂的移动轨迹,最后,利用贝塞尔曲线平滑处理路径。仿真试验结果表明,所提方法路径精度更优越,避障效果更理想,符合变电站巡检的实时性需求。     

基于激光SLAM技术的电力巡检机器人交互控制

提出基于激光SLAM技术的电力巡检机器人交互控制方法,利用激光SLAM技术在地图模型、运动学模型、里程计观测模型以及多传感器观测模型的基础上绘制机器人的巡检地图,通过Dijkstra算法根据巡检地图获得最短巡检路径,并采用DWA滑动窗口法对选取的巡检路径进行评分,选择评分最高的路径作为机器人的巡检路径,完成电力巡检机器人的交互控制。实验结果表明,所提方法的避障效果好、路径规划效果好、控制精度高。     

状态监测与故障诊断技术在冶金设备管理中的应用

本文主要介绍了我公司开展状态监测与故障诊断工作的缘由、依据与现状,以及近几年所取得的显著效果,易进一步提高设备管理水平。     

关于220kV智能变电站的运行管理探讨

智能化在电网中变电站建设中越来越重要,我国经济正在飞速发展,对于智能变电站的设备管理问题提出更高的要求.本文以智能化220kV变电站为研究对象,从智能变电站理念出发,分别就智能变电站对运行管理从设备管理和运行方式进行分析,希望对于今后的智能变电站运行管理有所帮助.