电力智能巡检数

电力智能巡检数（精选6篇）

电力智能巡检数 第1篇

1 电力设备运行与检测现状

电力系统的安全稳定运行是最重要的任务, 而要保障系统的安全稳定运行, 首先必须保证设备的状态。因此, 在设备完成初始安装和调试、设备服役期间以及设备中存在缺陷时, 按照各种规程规范的要求, 对电力设备进行各种类型的检测, 以确保设备处于正常状态, 是电力设备管理、维护的重要内容。

电力仪器、通信线路与设备是运行保障过程中的核心与枢纽, 随着时间推移会存在各种故障问题发生的可能。以往通过人工方式去检查、检验效率低, 可信度也不高。通过电力设备巡检, 对预防风险和发掘安全隐患起到了很重要的作用。

但是电力设备运行管理维护具有特殊性, 目前电力设备检测需要用到的仪器比如红外热像仪、激光测距仪、噪音计、长焦可见光拍照、录音、陀螺仪、震动传感器都需要单个进行检测, 且流程多。因此, 迫切需要研发能够满足相关国家标准和行业规程规范、自动化和集成化程度较高的检测设备和装置, 以提高试验工作的效率。

为了解决上述问题, 研究具有一定共性、针对电力行业的设备运行情况进行检测的单兵智能巡检系统就显得尤为突出和重要。

2 系统研究概述

原理简述

本研究拟建设一套电力设备单兵智能巡检系统, 具有电子工单派单、GPS定位、红外图像分析、噪音分析、测距记录、长焦可见光拍照、录音、陀螺仪检测、震动检测等功能, 通过对电力设备的现场检测与数据分析, 从而得出电力设备的运行状态, 并且对数据进行存档管理。

理论或实践依据

随着社会不断的进步和发展, 输变电设备数量激增, 社会各界对电网输变电设备的可靠性和安全性提出了更高的要求, 因而每年的巡检工作任务量也越来越大。但在当前巡检与检查过程中, 任务会有相关部门和人员线下安排, 所有巡检与检查产生的数据和记录都是手工与纸质完成, 同时工作人员需要携带多种相关仪器设备到现场做各种分项检查, 针对此问题, 一来降低了巡检效率, 二来对历史数据的存档管理带来不便。通过研究适用于目前电力设备巡检现状的智能巡检系统, 实现电力设备运行状态的现场分析以及电力设备检测数据的存档记录, 方便巡检人员开展工作, 方便电力部门对电力设备的管理维护。

3 系统研究内容

基于平板的单兵智能巡检系统建设

单兵智能巡检系统以平板电脑为载体, 应用于电力设备的巡检, 仪器集成了红外成像仪、激光测距仪、噪音计、长焦可见光拍照、录音、陀螺仪、震动传感器, 可满足电力设备现场巡检需要。系统建设可有效提高电力巡检人员的工作规范、提高巡检效率。

电子工单派单功能

对于每次巡检任务的制定和发布, 都可以通过电子工单派单功能来实现, 电子工单记录了巡检时间、巡检地点、巡检人员、巡检内容等信息, 数据与后台实现联网, 并实现工单闭环制管理。

红外成像数据管理功能

通过与红外成像设备研发红外成像仪数据传输接口, 以USB数据线、蓝牙、无线传输等方式实现与平板电脑之间的数据传输, 系统通过协议制定建设红外成像数据分析模块, 实现检测设备异常分析与红外成像数据记录。

激光测距数据管理功能

与激光测距开发激光测距仪数据传输接口, 以USB数据线、蓝牙、无线传输等方式实现与平板电脑之间的数据传输, 建设激光测距数据分析模块, 实现测距及信息记录的功能。

激光测距仪, 是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光, 由光电元件接收目标反射的激光束, 计时器测定激光束从发射到接收的时间, 计算出从观测者到目标的距离。激光测距仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确, 其误差仅为其他光学测距仪的五分之一到数百分之一。

激光测距仪在输电线路上有着广泛的应用。应用范围主要有:

测量高度;

交叉跨越的测量;

任意点弧垂的初步测量;

危险物的测量;

巡视道长度的估测;

边坡坡度的测量;

风偏的校核;

耐张塔跳线与塔身距离的测量。

系统激光测距分析模块通过斜距、水平距离、垂直距离、高度、倾角、累加距离和距离差等物理量, 并通过一定的计算公式实现不同应用对象的测距。

噪音数据导入与分析功能

通过与噪音计开发噪音计数据传输接口, 以USB数据线、蓝牙、无线传输等方式实现与平板电脑之间的数据传输, 系统通过协议开发建设噪音计数据分析模块, 实现噪音辨别及数据记录的功能。

长焦可见光拍照数据导入与分析功能

通过与平板电脑内置摄像头、可扩展长焦可见光摄像头数据集成, 实现巡检现场设备拍照、保存和数据管理。

录音数据导入与分析功能

通过与平板电脑开发录音功能模块, 实现手动、自动录音、保存和查询等功能。

陀螺仪数据导入与分析功能

通过与陀螺仪开发陀螺仪数据传输接口, 以USB数据线、蓝牙、无线传输等方式实现数据传输, 通过协议开发陀螺仪数据分析模块, 并实现数据保存功能。

震动传感器数据导入与分析功能

通过与震动传感器开发震动传感器数据传输接口, 以USB数据线、蓝牙、无线传输等方式实现数据传输, 系统通过协议开发建设震动传感器数据分析模块, 并实现数据保存功能。

4 研究意义与价值

本研究主要针对电力企业, 如电力公司、高用电工业企业在设备管理、维护上带来巨大价值。以电力部门为例, 目前存在人员不足状况, 尤其是对于输电线路安全方面的测试相关的部门, 人员与任务之间的矛盾最为突出。

这种矛盾一方面来源于生产任务的急剧扩张。正如相关分析报告所揭示的, 电力建设和电网投资持续处于高位, 输变电容量和设备台套数急剧增加。国家电网公司2008-2010年共完成投资6000多亿元, 仅2009年电网投资额就达到4400亿元, 同比增长40.58%。根据一般设计和建设规范, 在电网投资中, 输配电的比例大约为1:2左右, 其中, 输电网基本上以高电压等级构成, 而配电网则包含高压与中低压, 其中中低压配电与高压配电的比例约为6:4。

这其中, 设备投资占了相当比重。加之电网公司进一步提高了供电质量和电网安全要求, 对设备进行检修、维护、试验的任务量急剧膨胀。而各级电力部门相关人员配备不足, 人员扩充又需要一定的周期, 造成了生产任务急剧膨胀和人员增长不足之间的矛盾。

本研究目的是为了全面提高电力方面的检测效率、水平和质量, 减轻人工的使用量, 提高工作效率, 实现行业变革。

目前, 国内各省电力系统相关部门进行电力设备检测通常只是采用单独设备进行单独采集, 对于采集后的数据手动导入电脑文件夹进行保存。这种传统的方法有很多不便利的地方, 由于各种因素限制, 导致费时费力。

本研究最终目的就是为了改进原有的检测方式, 即将各种设备如红外成像仪、噪音计、水平测距仪、长焦可见光拍照等设备进行改造、集成, 并通过红外、USB等数据通讯方式实现与平板电脑的连接, 通过对平板电脑不同检测模块的操作实现电力设备现场检测和数据分析、存储。

电力智能巡检数 第2篇

输电线路是电力企业的血管命脉, 其管理的好坏, 既直接影响着电网的安全、稳定运行, 关系到电力企业的声誉和效益;也影响着对用户的正常供电。所以, 加强对输电线路的运行管理工作至关重要。由于线路巡检管理是有效保证输电线路及其设备安全稳定运行的一项基础工作。通过巡视检查来掌握线路运行状况及周围环境的变化, 发现设备缺陷和危及线路安全的隐患, 提出具体的检修内容, 以便及时消除缺陷, 预防事故发生, 或将故障限制在最小范围, 保证输电线路的安全和电力系统稳定, 达到电力系统“安全、经济、多供、少损”的运行目标。随着电力体制改革的不断深化, 电网规模日益扩大, 基于纸、笔的传统线路巡检模式所引发的电网安全隐患已日渐突出。主要表现为人为因素多、管理成本高、无法监督巡检人员工作状态等明显缺陷, 同时也无法适应线路管理信息化的发展要求。“电力系统智能导航巡检仪”是利用GPS卫星定位技术和GIS地理信息系统技术, 对广域或区域电力线路和设备进行巡逻和检查, 以保证线路和设备的正常可靠运行。该系统创造性地集成了全球定位系统、掌上电脑设备和计算机网络通信技术的最新研发成果, 基于“移动信息平台”概念变革传统巡检工作方式, 积极探索出线路巡检管理的新思路、新模式, 最大限度减少漏检、错检, 确保电力线路长期高效稳定运行。在移动端, 巡线员采用的是手持型GPS设备, 通过记录航点和航迹的方式来保存巡线员的巡逻轨迹。GPS手持机自动记录巡检任务的时间和空间位置, 以作为检验巡验工作有效性的依据。在结束室外的巡查工作后, 巡线员使用数据线连接GPS手持机与计算机, 将巡线数据传输并保存到中心数据库中。操作人员在局域网内的任何终端, 通过不同的访问权限, 可以查询巡检人员的工作时间和相应的设备运行数据, 通过统计查询模块可以检验巡检人员的巡检到位率、设备的保障率、设备运行指标的变化趋势、设备异常情况的发生时间和处理结果等, 统计结果可以通过各种业务报表的方式打印出来。

二、电力系统智能导航巡检仪的开发方案

(一) 总体构成。

“电力系统智能导航巡检仪”安全可靠、功能强大, 使用“电力系统智能导航巡检仪”, 还能领略到海量信息的优化处理、实际使用的简单便捷和有助于大大提高线路巡检工作效率的先进导航技术。例如, 只需要在任务目标中选择想要到达的杆塔或地点, 智能导航巡检仪就能规划出最优路线, 并全程语音领航;若在行进中偏离预先设定路线, 它还可以即时自动重新规划路线, 保证指引巡检人员安全到达指定的目的地。同时“电力系统智能导航巡检仪”将借助国际领先的技术优势提供目前国际上唯一的民用复合型导航系统, 系统将结合智能路径系统、方位定向、城市路网, 在任何地点到达任何目的地无论那里是山川、湖泊还是城市均可准确无误的实现导航, 系统将自动决定使用城市路网、自维护路网或是方位定向进行切换导航, 什么时候改用什么方式如何引导, 这一切都不需要巡检人员的手动干预, 它是有智商的系统, 它的神经网络足以使巡检人员精确到达全球任意地点。系统具有极强的自我学习能力。它的路网系统并不需要定期维护, 是在平时使用过程中自我维护的尖端路网系统。这一切都将空前的提高电力系统巡线工作的准确率与工作效率, 真正做到零培训、零错误、零事故, 使任何一个工作人员均可准确到达任意一个杆塔或地点, 无论那里是高山还是河流, “电力系统智能导航巡检仪”依赖顶尖的导航算法均能100%准确的导航到达。其系统框架见图1。

“电力系统智能导航巡检仪”使用了两套互相独立的导航引擎, 一个“城市道路导航”, 一个“野外智能导航”, 并通过“路网信息系统”进行无缝结合。同时任务系统完全监管整个导航环节。

(二) 主要技术特点。

(1) 线路资料信息全, 系统操作简单、使用方便。 (2) 系统定位精度高, 可真正有效地解决人工巡线的到位问题。 (3) 采用开放式系统设计, 可与其他系统共享信息资源。 (4) 通过用户及操作权限的管理, 确保系统的数据安全。 (5) 实时采集巡线到位信息, 检查巡线到位情况。 (6) 对线路和杆塔进行规范化的集中管理。 (7) 使用方便, 不需要额外的安装和维护费用, 不要担心防盗。 (8) 内置了电子地图, 直观反映线路的状况, 修改、维护非常方便。 (9) 良好的扩展升级功能, 保持良好的系统兼容性和扩容性。 (10) 实现电子化、信息化、智能化线路巡检, 加强数字化的管理。

(三) 主要技术参数。

(1) 定位误差:≤1.5米; (2) 连续工作时间:≥280小时 (车载) , ≥4小时 (手持) ; (3) 无故障运行时间:≥10000小时; (4) 路经纪录信息量:≥1048575公里 (不含重复) ; (5) 自身城市路网:中国大陆城市公路95%覆盖; (6) 巡检数据点容量:65535个 (7) 路经分析时间:67公里/秒 ～ 88公里/秒 (视弯路而定) (8) 最大移动速度:≤470公里/小时。

(四) 正常使用条件。

(1) 海拔不超过7000m; (2) 环境温度:最高气温 +60℃;最低气温 -35℃; (3) 装置周围无严重影响装置绝缘性能的污秽及侵蚀性、爆炸性介质。 (4) 移动速度小于 470公里/小时。

三、电力系统智能导航巡检仪技术路线与创新点

(一) 定位精度极高。

“电力系统智能导航巡检仪”使用获得国家专利的两套互相独立的导航引擎, 一个“城市道路导航”, 一个“野外智能导航”, 并通过“路网信息系统”进行无缝结合。任务系统完全监管整个导航环节。由于GPS卫星的工作机制导致所有GPS系统均有误差存在, “电力系统智能导航巡检仪”也不例外。在卫星信号接收正常情况下, 标准的卫星定位系统误差在7米左右, 但“电力系统智能导航巡检仪”使用获得国家专利的国际上领先“弹性阻尼带”技术, 通过领先而又独特的定位算法将系统误差控制在了1.5米左右, 极大的提高的定位精度。所谓“弹性阻尼带”技术, 就是在时域与与频域上综合实现了一定规则的数据缓冲带, 所有GPS原始数据经一个入口进入, 被加上时间戳, 缓冲带依据先进后出原则将小于1秒-2秒移动距离大于8-15米移动角度大于120度的抖动数据经滤波器过滤掉, 并依据历史5个有效数据点与当前数据点做均值计算得到高精度GPS真实数据点。数据缓冲带具有弹性原则在频繁输入短时间大范围的波动时历史累计补正将被不断放大到极限, 一不断适应劣势GPS原始数据, 反之当输入是平滑有效的数据时历史累计补正将被无限减小。实现原理见下图。

(二) 创造性的野外智能导航。

该系统创新性的提供了一套获得国家专利的用于野外无路网状态下的导航模块, 可自动记录并分析运行人员所经过的路径, 不断自我拓展路网数据库, 通过联机操作, 在完全自动的安全可控状态下实现数据共享使其他终端具有相同的路网数据。系统集成了业界领先的智能自主路径分析转化路网算法, 通过多组元神经网络数据处理结构, 使人员在零操作的同时实现野外田间、山间、野地的知识性路网铺设。这一切将使巡检人员在全球任何地点无论是否有路均可准确引导到目标, 并精确带回。其导航方式与精度与基于城市路网的城市导航系统完全一致, 真正使专业GPS功能的使用门槛降到比城市导航系统还要低的水平。

(三) 领先的卫星地图模式。

“智能导航巡检仪”同时提供了领先的卫星地图模式, 该模式是目前民用领域首家提供了5米分辨率卫星遥感图像支持的导航系统, 其提供的足够的分辨率将足以让任何人员识别出目标杆塔的类型或目标地点的情况, 并可实时切换卫星地图模式与道路地图模式。

(四) 路网信息系统算法。

野外无路网状态下的导航依赖一套“路网信息系统”来实现与“城市道路导航”的无缝结合, 并同时依赖与此记录、分析、存储用户路径完善自我路网数据库, 该路网数据库将在以后的导航中实现路径引导。当用户选择将要到达的杆塔时系统将从任务数据库中取出目标点A, 并与计算当前点B的距离、夹角, 首先在“路网信息系统”中搜索B点15米范围内是否有路网, 如果有计算一条到A的最近路径, 判断其延伸方向是否与A-B的夹角小于90度, 如果条件符合将通知“野外智能导航”使用此路径引导, 在路径结束时判断是否到达A附近如果没有, 自动进入“城市道路导航”设定目标A, “城市道路导航”只能到达A附近这时“城市道路导航”将向“路网信息系统”提交引导申请, 这时“路网信息系统”将以当前点重新做先前的处理, 当没有合适的路网供使用时, “路网信息系统”通知“野外智能导航”进入方位引导, 并同时纪录下用户所经过的路径, 方位引导过程中将定时定点向用户报告转向参考信息, 如:左转、右转、掉头。在用户到达A点后将自动激活任务系统, 记录相关信息。方位引导过程中纪录的路径由于毛刺较多无法用户重新引导, 这时“路网信息系统”首次使用了基于图形学算法改进的路径分析算法, 进行路径提取, 分析后的路径可以达到作为路网使用的标准, 并可在引导过程中实现实时转向提醒, 精度可达到5米。路径分析算法效果见下图。

(黑色是原始路径数据, 红色是自动提取出来的有效路网。)

(五) 线路和杆塔信息的扩展。

在执行巡线任务时“电力系统智能导航巡检仪”的任务系统会在执行巡线任务的同时自动记录该任务完成情况的日志信息, 该信息以任务概要文件形式保存在任务摘要数据库内。可在联机后访问相应任务信息, 在“数据中心”实现统计与管理。任务信息文件包括了任务起始地点、任务终止地点、任务终端、任务起始时间、任务终止时间、离开任务目标点时间、缺陷报告等信息, 并可具有扩展性加入其他信息。另外, 系统提供对数据保密通讯的支持, 结合输电线路智能生产指挥系统可实现对电力系统突发事件进行现场调度, 随时了解人员位置与巡视轨迹, 做到对事故现场可控、可管的全程快速管理体系, 根据需要可实现快速抢修指挥、人员调度、现场情况反馈、实时交流等智能指挥任务, 并可对电力线路和设备进行巡逻和检查, 以保证线路和设备的正常可靠运行。

四、结语

“电力系统智能导航巡检仪”是利用GPS与路网识别技术开发的, 具有全程语音引导、自动到位提醒、现场指挥功能并可随时查看详细线路属性数据的新一代智能巡检设备。它的开发和应用, 替代了传统的人工巡检模式, 极大的提高电力系统巡线工作的准确率与工作效率, 开启了跨越性的智能化巡检的新时期。从该项目立项开始, 张家口供电公司输电部合理的开发和应用电力系统智能导航巡检仪, 性能运行稳定, 定位引导结果可靠, 为提高电网的安全可靠运行起到了很大的作用。

参考文献

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电力智能巡检数 第3篇

目前,配电GIS系统的主要功能包括AM/FM/GIS、电网分析、停电管理、工作票管理等,部分厂家的配电GIS还提供了配电SCADA系统实时接口功能,但在配电GIS系统基础上开发电力智能巡检系统的厂家不多。传统配电线路巡检工作大部分都由人工进行,巡视员现场巡视并记录设备的状态和缺陷,回到室内后再将巡视结果录入生产MIS系统处理。这种方式工作量大,造成失误的机会也相对较多。因此,为保证巡检任务的顺利进行,减少不必要的经济损失,改变传统落后的巡检方式已迫在眉睫。

1 系统设计

1.1 系统概述

电力智能巡检系统集配电线路和站房设备巡视检修于一体,是采用了GPS(全球卫星定位系统)、射频标识/条码识别、蓝牙无线数据传输、掌上电脑(PDA)数据库管理和计算机网络通信等技术的智能化巡检管理解决方案。在巡检设备上采用先进的掌上电脑,与传统的Windows操作界面相同,能储存大量的运行数据,并记录设备缺陷,形成一个具有配电线路巡检、站房巡检、线路设备采集、缺陷管理、设备管理、权限管理等功能的综合信息管理系统。

1.2 系统结构设计

该系统由设备标识、移动巡检终端、巡检工作站、巡检数据库服务器、Web服务器、通信网络及其它相关系统接口组成,系统结构如图1所示。

(1)数据服务器。

数据服务器一般安装在电力企业信息中心,管理所有巡检系统的设备数据和巡检工作管理数据,是整个解决方案的核心,通过局域网与所有巡检工作站进行连接。

(2)巡检工作站。

巡检工作站安装在每个巡检工作班组,用来进行巡检相关工作管理、记录维护、查询、巡检任务、结果上传下载等。巡检工作站是对巡检数据进行管理的最主要工作环境。

(3)移动巡检终端。

手持巡检终端可以采用PDA(Personal Digital Assistant,个人数字助理)或EDA(Enterprise Digital Assistant,企业数字助理),携带方便,使用灵活,可进行移动现场工作,特别适用于野外采集与设备巡检,连接采集设备和工作站进行有线或无线通信。PDA使用Windows Mobile 5.0以上操作系统,蓝牙接口。

(4)设备标识。

设备标识主要用于定位或识别需要巡视的设备,设备标识管理终端可使用射频标识扫描器、条码扫描器或GPS定位仪。对设备的标识或位置进行确认、识别。

(5)通信网络。

通信网络包括企业内部局域网和同步通信网络,企业内部局域网用于连接服务器、巡检工作站和其它web浏览用户。通过同步通信网络实现工作站和巡检终端的数据传递。

智能巡检工作站系统不需要维护设备的属性数据,所有设备的图形和台帐信息都从配电GIS系统获取。在创建巡检任务时,智能巡检系统从GIS系统提取任务中所有设备信息。巡检工作完成后,将巡检结果从移动终端上传到巡检工作站,且保存到巡检数据库中;设备缺陷记录要传递到配电GIS、生产MIS系统或配电工作管理中,进入缺陷管理流程。系统间数据交换逻辑如图2所示。

1.3 系统功能设计

1.3.1 巡视任务管理

巡视任务管理包括以下功能:

(1)巡视任务的创建。

任务内容包括任务名称、巡视人、巡视日期、巡视周期、巡视任务模版、巡视设备、备注等内容。巡视任务的创建是巡视工作流程的开始。

(2)巡检任务传递。

巡视任务创建后,经过巡视工作管理人员批准,传递到巡视班组。

(3)巡检任务下载。

巡视员登录系统,选择自己的巡视任务并下载到移动巡检设备。

(4)巡检结果上传。

巡视工作完成后,将巡视结果上传到巡检工作站并保存,将设备缺陷传递到缺陷处理流程。

在巡视结果上传阶段,不仅需要上传设备缺陷内容,还需要上传缺陷设备的缺陷照片,以便更加详细地反映缺陷情况。

1.3.2 巡检记录查询统计分析

按巡视人,计划名称,所属区域、班组、时段,已巡视/未巡视等组合条件查询巡视任务的执行情况。对巡视查询结果进行统计,包括巡视次数、巡视率、缺陷率等,并对缺陷情况进行分析,找出缺陷多发设备.分析缺陷产生原因,估计巡视重点。

1.3.3 用户管理功能

用户管理包括部门管理、人员管理、角色权限管理等功能,可分别对部门信息、人员情况、权限分配等信息进行编辑设置、查询浏览。

通过读取设备的RFID、条码或通过GPS获取设备位置来定位巡视设备。在进行现场巡视时,使用手持式射频或条码读取器对标识进行扫描,然后通过蓝牙通信,将设备ID传到掌上电脑,根据该ID系统自动搜索并在巡视任务中定位该设备,判别设备类型,同时调出该类型的设备状态列表或设备缺陷列表,供巡视人员选择录入。对移动终端读取到的RFID或条形码等设备标识进行有效性校验,若信息不正确,则提示重新读取。电力智能巡检系统功能结构图如图3所示。

2 一体化应用及效果

在配电GIS中维护配网设备台帐信息和地理信息,通过数据接口方式将设备台帐信息和地理信息导出,作为电力智能巡检系统的基础数据,然后在电力智能巡检系统中对配网设备进行巡视,巡视结束后再将巡视结果导入系统,将配网设备的巡视和缺陷数据共享给配电GIS。在配电GIS系统中可对线路巡视及缺陷情况进行专题图显示,从而实现配电GIS系统与电力智能巡检系统的结合,其应用效果主要表现在以下几个方面:

(1)通过管理信息系统下发巡视任务,从GIS系统下载图形、设备信息,使得任务、巡视设备明确。

(2)采用GPS定位巡视和条码扫描巡视,确保巡视到位。

(3)系统提供未检设备提醒功能,避免设备漏检。

(4)提升了管理水平。其功能流程框图如图4所示。

(5)采用缺陷模板方式对常见设备缺陷进行定义,既能方便巡视人员对缺陷进行选择录入,也能够规范缺陷定义,同时便于管理人员对缺陷进行专项统计。根据缺陷实际情况,编辑缺陷内容,使缺陷描述更有针对性。

(6)在移动终端平台上实现地图功能,能够在地图上对设备进行浏览查询,可核实配网设备信息与实际情况是否相同,以便及时纠正配网设备信息的异常情况甚至错误,同时巡视人员还可在地图上选择设备进行巡视,方便直观。

(7)巡视完毕后,PDA上传缺陷内容给配网信息管理系统和GIS系统,在GIS图中进行设备缺陷的专题图显示。根据不同缺陷等级显示不同符号,简洁明了地将设备缺陷展示在配网设备图上。

(8)巡视轨迹在配电GIS图上的显示实现了对线路巡视任务的监督,并能根据巡视轨迹对未到位的设备进行特殊标识。

3 结束语

电力智能巡检数 第4篇

线路巡检管理是有效保证输电线路及其设备安全稳定运行的一项基础工作[1]。但由于变电站分布在较偏僻的地点,电力线路延绵数十至上百千米、杆塔所处位置地形复杂,在遭遇灾害破坏或事故抢修时,往往需要大量人员、车辆赶赴现场,而抢修队伍和车辆不熟悉线路路径,无法快速到达抢修现场。

安监人员也因不认识道路,大大降低了检查监督的有效性。目前普通的全球定位系统(GPS,Global Positioning System)导航仪存在无电力设备相关信息,对线路路径描述不能满足要求等缺陷。因此有必要开发一种电力系统专用的系统,能将变电站和线路杆塔坐标,标注在导航地图上,通过补充采集部分乡村道路和人行横道信息,实现通往变电站和线路塔位的车行导航和步行导航。

1 系统概述

配电网10 k V电力线路智能导航巡检系统针对巡线工作实际需要及特点,结合全球卫星定位技术和掌上设备,实现线路安排、数据记录、工作状态监督、数据汇总报告等功能,并可与电力企业现有信息系统无缝连接,可有效地了解、检查巡线工作状态,及时发现线路的缺陷,提升送电设备运行安全性,降低生产运营成本,提高工作效率。系统立足于开发电力线路专用导航功能,将GPS导航功能应用于电力系统的巡线工作,并根据行业特点对常用的GPS导航进行优化设计。

系统可以采集用户的轨迹数据,通过平台编辑形成路网数据,依据形成的路网数据,可实现基于轨迹的导航应用。同时,能够采用自定义路径、关键路口指示照片等方式,将车辆和人员导航至线路具体塔位。

2 系统整体结构

系统由手持个人数字助理(PDA,Personal Digital Assistant)设备、各类巡检工作站和后台服务器组成(见图1)。

1)手持PDA设备[2]:安装手持终端客户程序,巡检人员直接利用全球卫星定位系统实现线路巡视自动定位、自动计时,并通过手持终端完成缺陷的详细记录。PDA终端可通过巡检工作站与后台系统进行数据交互,实现数据查询和巡检任务的上传、下载等功能应用,也可借助通用分组无线业务(GPRS,General Packet Radio Service)无线公网实现数据传输。

2)各类巡检工作站:根据业务应用不同,分别完成供电所巡检、线路工区巡检和变电工区巡检应用。

3)后台服务器:提供系统后台服务应用,包括基于轨迹的数据采集、编辑服务、巡检系统的应用服务器服务、GIS地理信息服务、数据库服务、Web服务器服务。

4)系统实现与生产管理系统的数据接口:完成与生产管理业务相关的应用数据交互。

3 业务流程

系统应用平台根据标准化作业指导书生成巡检任务,巡检员在PDA终端上登录后可下载巡检任务。巡检员根据任务要求进行设备检查,并记录检查结果和发现的缺陷,所有结果通过PDA终端上传到系统应用平台,应用平台对数据进行统计分析,并对缺陷进行处理。具体的业务流程如图2所示。

4 业务功能

4.1 手持PDA终端功能

1)对输配电力数据进行采集,包括电力线、杆塔、变电站等电力设施,采集的数据存储于终端设备中。

2)数据存储格式按照网络模型存储,使得应用平台可以在其上方便地进行拓扑分析。

3)采集的电力设施可以显示在电子地图上,同时可以对电力设施的空间位置、属性、连接关系进行显示。

4)采集用户的轨迹数据,采集过程中电子地图实时显示用户轨迹。

5)可在电子地图上加载显示本地轨迹,也可查询、下载网络上其他终端上传的轨迹。

6)以电力设施为目标进行数据查询,同时支持查看属性的详细信息。

7)以电力设施为目标进行规划、导引,系统能自动分析出最优路径。

8)系统路网数据支持本地数据和网络数据2种模式。

9)导引过程中,在关键路口,如岔道口或障碍物较复杂的情况下,GPS精度不能满足局部导航要求时,通过添加关键点指示照片,指引行进方向。

10)实现巡检人员信息认证。

11)能自动根据巡检点坐标和巡检人员坐标,判断人员是否达到巡检点。

12)对巡检或检修作业执行结果进行登记,并记录缺陷信息。

13)提供作业结果管理,用户可查看并修改已报缺陷的内容。

4.2 服务应用平台功能

1)提供轨迹编辑工具,可进行轨迹数据编辑、查询。

2)可以对采集的轨迹数据进行路网编辑,或者导入Arc GIS格式的基础路网数据。

3)可以对采集的电力设施进行编辑,或者批量导入Arc GIS格式数据,并能对多份终端采集的数据进行合并。

4)完成与手持终端的数据交互。

5)系统导航规划模式支持多种交通模式,包括车行模式和人行模式。车行模式规划结果主要针对驾车用户,对于只有人可走的小路必须过滤。人行模式,考虑到山行小路,能根据基础路网数据结合历史记录的轨迹数据,形成服务器增量数据实现规划。

6)在现有电子地图、电力线路巡视图和用户自定义路径的基础上,能够对任一出发点的巡视人员与目的杆塔之间的多条路径进行筛选,在路径长度最短、步行长度最短等给定条件下,寻找最优路径。

7)可以根据自己或他人的历史巡检轨迹和加载轨迹,在电子地图上显示巡检路线以及整条轨迹历史行走时间,辅助巡检人员巡检。

8)实现与电力生产管理系统的数据接口,完成线路、杆塔数据的下载以及采集坐标上传。

9)实现手持终端与后台系统巡检数据的同步。

10)基本信息管理,包括用户管理、部门管理、设备信息管理、作业指导书管理等。

11)根据电力部门标准化作业系统,规范制定线路巡检任务。系统实现巡检任务的管理,包括任务的生成、查询、编辑、下载、任务结果上传等。

12)记录巡检人员巡检任务完成情况和缺陷记录,并分析漏检情况。

13)实现GIS地理信息管理,实现对电网地理矢量图的基本浏览和编辑操作。

14)根据巡检情况、缺陷记录等生成统计、分析数据。

5 关键技术

5.1 GPS技术

GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统,其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通信等一些军事项目,是美国独霸全球战略的重要组成[3]部分。

经过20多年的研究实验,GPS技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的高新技术国际性产业,目前已遍及国民经济各部门,并开始逐步深入人们的日常生活。在本系统中,GPS用于电网设备定位、地理数据采集和巡检人员定位。

5.2 GPRS技术

GPRS是利用包交互“PacketSwitched”的概念所发展的一套无线传输方式[3]。在GSM phase2+的标准里,GPRS可以提供4种不同的编码方式,这些编码方式也分别提供不同的错误保护能力。利用4种不同的编码方式,每个时槽可提供的传输速率为CS-1(9.05 kbit/s)、CS-2(13.4 kbit/s)、CS-3(15.6 kbit/s)及CS-4(21.4 kbit/s),其中CS-1保护最为严密,CS-4则是完全未加以任务保护。每个用户最多可同时使用8个时槽,GPRS最高传输速率为171.2 kbit/s。在本系统中,借助GPRS实现巡检任务数据的无线传输。

5.3 GIS技术

地理信息系统(GIS,Geographic Information System)是一门集计算机科学、信息学、地理学等多门科学为一体的新兴学科,它是在计算机软件和硬件支持下,运用系统工程和信息科学的理论,科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据,以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。

在本系统中,GIS用于电网设备的图形化管理,建立电网地理接线图,并进行巡视点与电网设备位置的对比显示,达到巡视到位监督的目的。

5.4 基于嵌入式系统的PDA开发与应用

嵌入式系统是不同于常见计算机系统的一种计算机系统,它不以独立设备的物理形态出现,即它没有一个统一的外观,它的部件根据主体设备以及应用的需要嵌入在设备的内部,发挥着运算、处理、存储以及控制作用。

从体系结构上看,嵌入式系统主要由嵌入式处理器、支撑硬件和嵌入式软件组成[4]。其中嵌入式处理器通常是单片机或微控制器,支撑硬件主要包括存储介质、通信部件和显示部件等;嵌入式软件则包括支撑硬件的驱动程序、操作系统、支撑软件以及应用中间件等。

在本系统中,采用PDA(GPS掌上电脑)作为巡检手持机进行巡检作业,记录巡检数据。

5.5 基于轨迹的导航

巡检人员在巡检线路的同时利用PDA上的巡视轨迹记录功能记录下该线路的巡视轨迹,待巡检任务完毕后,巡视轨迹会随任务一起上传到服务器。在服务器通过对轨迹的编辑形成一条标准的巡视轨迹,并通过显现功能把巡视轨迹显示在地图中,线路和轨迹可同时显示。

后续巡视工作,巡检人员可从服务器下载标准的巡检轨迹,系统会自动将线路的标准巡视轨迹匹配给相应的任务,指导巡检人员完成巡检。

6 与传统巡检系统的比较

目前部分电力局采用了信息纽扣的方式(点触式或远红外线方式、射频方式)进行巡检,该方式存在安装成本较高,设备变更时信息纽扣不易更换等缺陷。表1为比较结果。

7 系统应用

目前系统已经在江西省电力公司的南昌供电公司和超高压巡检班组应用,该系统提高了变电站和设备线路的巡检工作效率,主要表现为以下几方面。

1)改变了人工登记巡检记录和设备缺陷的方式,提高了工作效率。

2)自动生成各类应用统计报表,降低了以往繁重的数据统计工作劳动强度。

3)巡检记录和设备缺陷均采用统一的格式,避免因为记录或人为因素导致的误差,杜绝安全隐患。

4)加强了对巡检人员的监管力度,提高了设备巡检的准确性和及时性,杜绝了巡检人员巡视不到位,走马观花的现象。

5)检查项目标准化,有效防止了漏检情况产生,巡视内容清晰、细致、明确,满足了标准化作业的需求。

6)实现了生产管理系统的数据接口,完成了巡检业务应用的电子化。

8 结语

配电网10 k V电力线路智能导航巡检系统为输变电设备的科学管理引入了新的理念。

通过运用当前先进的GPS、GPRS、GIS、轨迹导航技术,以及最新的基于标准化的线路巡检管理方法,解决了传统巡检系统工作效率低下、管理不便、导航线路不清、难以确定巡检人员是否到位等问题,实现了巡检工作电子化、信息化和智能化,从而提高了电力系统管理效率,保证了电力系统的安全运行。

摘要：为改进电力线路巡检工作中存在的不足,提高工作效率,从电力配电网10kV线路巡检应用现状及存在的问题出发进行分析,提出利用全球定位系统GPS、手持终端PDA、无线公网通信技术GPRS,结合地理信息系统GIS,实现基于轨迹导航的智能巡检系统。应用结果表明,系统能满足设备巡检和缺陷管理的需求,能提高巡检效率,并使巡检作业规范化、科学化。

关键词：GPS,轨迹,导航,巡检,GIS

参考文献

[1]DL/T1006-2006.架空输电线路巡检系统[S].

[2]南文康.PDA智能巡检系统在电力设备巡视中的应用[J].中国科技信息,2009(8):106-108.

[3]李征明,朴在林.基于GPS/GPRS的电力智能巡检系统的设计与研究[J].农业网络信息,2006(8):13-15.

电力智能巡检数 第5篇

随着我国电力建设的高速发展, 特别是近几年智能电网技术取得的突破性进展, 从业务、带宽、应用等多角度、多层面, 对电力通信基础设施的安全可靠运行提出了超越以往的更高要求, 基础设施主要包括光缆、设备、机房环境等。目前, 各网省电力公司在基础设施的常规巡检和特巡工作中投入大量人力物力, 但由于技术条件的限制, 普遍存在巡检周期长、工作效率低、偏远地区存在漏检、巡检数据难于管理和信息不对称等诸多不足。在基于高带宽的终端应用趋于成熟的当下, 仍然采用手工记录和文字报告的形式已经与辽宁电力信息化建设极不匹配。

为解决信息通信领域基础设施日常巡检工作中的突出问题, 提高省、地市两级运维团队在春检、秋检、节假日特检等安全生产活动中, 开展工作的计划性、有效性, 以及执行工作任务的刚性, 推动一线员工主动谋划、筑牢基础, 逐步形成通信设施巡检的规范化、标准化、流程化操作模式, 打造巡检工作一体化运作、一体化评估、智能分析统计的两级应用平台, 有必要开展RFID智能巡检系统框架体系及应用流程实用化研究的相关工作。2014年年初, 国家电网公司下发的《2014年信息通信新技术研究框架》已经把“基于RFID技术的通信设备运检管理技术研究及应用”列为重点研究课题。

1 辽宁电力通信基础设施巡检现状

截止2014年2月, 辽宁电力通信网物理通信站总数约2500个, 通信设备约15万台套, 光缆总长度约4.5万km, 通信业务通道约为1.2万条, 是资产规模庞大、组网结构复杂、运维任务繁重的综合性通信网络。

以省级中心机房为例, 在不具备巡检应用系统的支持下, 常规巡检工作只覆盖电源、动环监控、视频监控等设备, 而承载业务的信息通信在运设备却处于被动巡检状态。目前, 现场巡检作业仍然需要手工记录运行状态、运行参数及缺陷到纸质表格上, 如需统计某一时期, 设备运行过程中的参数变化、绘制参数曲线图等, 只能完全依靠手工操作。

通过对省、地市常规设备巡检工作的调研, 发现存在的主要问题如下:

(1) 变电站地理位置分散, 巡检工作地域广阔、工作量大, “巡检人员是否到位?缺陷定级是否准确?缺陷描述如何量化?”等问题, 无法进行跟踪核实;

(2) 虽然重要站点的通信设备能够实现定期巡检, 但是偏远地区缺乏人员到位的监督手段, 特别是易遭受破坏的重要线路及通信设备;

(3) 手工填写巡检记录的方式, 因为效率低、操作繁琐等弊端已不利于实际工作, 特别是在年中、年末的数据统计工作中也存在效率低、准确性差等一系列问题;

(4) 通信专业已有的资源、业务管理系统SG-TMS未涉及巡检相关内容, 多系统之间需要进行有效整合, 以提高数据可靠性;

(5) 巡检人员现场分析、判断的能力不尽相同, 通过RFID手持终端, 为现场人员提供基本的判别依据, 减少主观填写的随意性, 提高故障、缺陷判断的准确性;

(6) 巡检中的缺陷管理、缺陷统计, 通过RFID智能巡检系统的推广, 数据得到实时动态更新, 同步应用到SG-TMS系统中, 实现闭环管理流程。

2 RFID技术的基本原理

RFID是Radio Frequency Identification的缩写, 即射频识别。无线射频识别技术是一种非接触的自动识别技术, 其基本原理是利用射频信号和空间耦合 (电感或电磁耦合) 或雷达反射的传输特性, 实现对被巡检物体的自动识别。RFID系统至少包含电子标签和阅读器两部分。电子标签是射频识别系统的数据载体, 分为低频电子标签、高频电子标签、超高频电子标签和微波电子标签;RFID阅读器 (读写器) 通过天线与RFID电子标签进行无线通信, 可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。综合RFID技术的频率特性以及成本考虑, 建议在电力信息通信专网选用无源超高频电子标签, 其典型工作频率为:862 (902) ~928MHz, 工作时, 射频标签位于阅读器天线辐射场的远区场内, 阅读器天线辐射场为无源标签提供射频能量, 将标签唤醒。相应的射频识别阅读距离一般大于1m, 典型情况为4~6m, 最大可达10m以上。

3 RFID智能巡检系统框架体系及操作流程

RFID智能巡检系统包括硬件系统和软件系统两部分。

硬件系统主要包括服务器、电力系统无线宽带网4G-LTE、电子标签和RFID巡检终端等设备。省、地市两级部署数据库服务器、WEB应用服务器、管理员计算机;各地市服务器通过电力信息网与省中心服务器联网, 省中心、各地市运维团队配发RFID巡检终端设备, 同时分批次制作、部署RFID卡片;通过省级、地市管理员对所辖范围内变电站、设备制定巡检计划并下发, 各运维团队主动开展任务接收, 使用RFID巡检终端设备定时、定点扫描采集设备信息, 形成巡检数据并自动上传, 数据上传的通道, 可以采用现场覆盖的4G-LTE宽带无线网, 亦可离线保存数据。在省中心, 建立综合统计分析平台, 对全省巡检数据实现集中管理、统一考核。硬件体系框如图1所示。

手持巡检终端是RFID智能巡检系统的重要组成部分。手持巡检终端支持安卓 (Android 4.0) 和Windows CE两种操作系统, 实现巡检任务的下载、巡检信息的采集与存储、设备运行状态记录、提示设备存在的问题、上传巡检数据等工作。其工作流程如图2所示。

手持终端软件系统主要完成巡检人员对设备运行状态的填写、设备基本属性的显示、故障缺陷信息的录入、巡检数据上传, 管理中心软件完成省、地市级单位巡检任务下发, 巡检数据统计分析等工作, 其工作流程如图3所示。

省公司核心管理人员运用该系统的综合统计分析平台可以对全省范围的设备巡检情况进行整体推进和评估。通过对一定时期内, 地市各单位接收、执行派发任务的情况、在运设备运行状态、缺陷处理情况等信息, 及早发现系统性问题, 合理推测设备运行趋势, 适时调整发展方向, 为信息通信专业组织建设指导原则、编制发展规划、形成整治计划提供可靠数据支持。综合分析应用平台支持报表与图形两种呈现方式, 配合三维全景显示模式即360度展示各机房与变电站内部环境与外部空间, 便于核心管理人员直观查看站内设备情况。同时, 根据汇总的信息, 系统每月自动生成并发布信息通信设备巡检月报, 以便全方位掌握巡检执行情况。

4 RFID智能巡检系统在辽宁电力的应用前景分析

4.1 省中心机房应用分析

(1) 设备现状分析:省中心机房现有设备337台, 其中需要巡检的在运设备218台。共计12类设备。其中传输设备24台, 网络设备16台, 数据设备16台, 动环监控设备3台, 电源设备14台, 计算机设备29台, 空调2台, 配线设备46台, 接入设备3台, 传输网络附属设备14台, KVM设备21台, TMS设备30台。

(2) 支撑团队测算:省中心机房录入信息总条目1481条, 涉及12个子专业, 综合考虑巡检周期、任务量、工作效率等因素, 设定巡检周期为每周三次、每一巡检人员独立完成的信息条目不高于170条、每一信息条目的录入时长小于3分钟。在此模型基础上测算分析, 完成省中心机房巡检支撑团队需要配置10人, 实现218台 (套) 设备巡检100%覆盖。具体内容如表1所示。

4.2 蒲河500kV变电站应用分析

(1) 设备现状分析:设备现状分析:共有设备46台, 其中需要巡检的在运设备30台, 共计10类设备。其中传输设备9台, 网络设备1台, 数据设备2台, 动环监控设备1台, 电源设备5台, 空调2台, 配线设备6台, 接入设备1台, 传输网络附属设备1台。另外需要巡检光纤14条。

(2) 支撑团队测算:蒲河500kV变电站录信息总条目303条, 涉及11个子专业, 综合考虑任务量、工作效率等因素, 每一巡检人员独立完成的信息条目不高于150条、每一信息条目的录入时长小于3分钟。巡检一个变电站的独立通信机房和厂区引下光缆需要3人工作4小时。沈阳地区各电压等级变电站共214座, 在设定一个季度为一次巡检周期的情况下, 完成沈阳地区各电压等级变电站独立通信机房巡检的支撑团队需要配置15-20人, 实现全部变电站设备巡检100%覆盖。具体见表2。

5 结语

本文通过对适用电力通信的RFID智能巡检系统的框架体系搭建, 针对不同应用场景, 合理规划巡检设备类型, 构建实用化应用流程, 大大提高巡检效率, 应用前景分析是本文亮点。为电力信息通信设备巡检方式提供有效的解决方案, 为电力信息通信网络的建设原则、规划编制提供数据支持。

摘要：针对辽宁电力信息通信专业在全省信息通信机房 (包含中心机房和各电压等级变电站信息通信机房) 设备运维巡检管理中存在的诸多困难, 结合辽宁电力信息通信领域中在运设备属性、站点分布特性等实际情况, 对使用RFID智能巡检系统全面支撑信息通信专业设备巡检工作进行分析, 研讨实现智能化操作的可行性。

关键词：电力通信,RFID,智能巡检

参考文献

[1]方龙雄.RFID技术与应用[M].机械工业出版社, 2013

[2]Declercq Michael.无源超高频RFID系统设计与优化[M].科学出版社, 2008

[3]中华人民共和国科技部等十五部委.中国射频识别RFID技术政策白皮书[C].2006

电力智能巡检数 第6篇

2014 年3 月6 日,国网山西省电力公司在临汾组织召开变电站智能巡检机器人应用工作推进会,相关供电公司、山西检修公司、鲁能智能科技有限公司相关人员参加了会议。

变电站智能巡检机器人应用是国家电网公司运检专业重点工作,山西公司作为智能机器人应用试点单位,于2013 年底完成8 套智能机器人招标采购,试点安装于500 kV运城站等8 座500 kV变电站。为确保智能巡检机器人试点工作顺利实施,做好机器人勘测设计、施工安装、调试验收等工作,会议安排全体参会人员在500 kV霍州变电站对机器人巡视路线实地勘查,了解机器人巡视全覆盖实施要点和机器人功能特点,进行技术方案的现场审查。鲁能科技就机器人技术规范、功能特点、运行维护进行了汇报;特高压长治站、久安站就机器人运行经验、 存在问题、设备升级进行了介绍;相关单位专责围绕机器人运行应用进行了热烈的讨论,并提出建议意见;最后, 运检部就智能机器人验收大纲进行了宣贯,全面部署了国网山西省电力公司智能机器人实施工作安排和相关工作要求。

变电站智能巡检机器人能够对变电站全天候、全方位、全自主智能巡检和监控,实现一次设备环境、外观、分合状态、压力、油位、油温、泄漏电流、噪声等巡视监测数据全覆盖和智能识别,有效降低运维人员劳动强度,提高正常巡检作业和管理的自动化、智能化水平,为智能变电站和无人值守站提供创新性的技术检测手段和全方位的安全保障。