变电站设备机器人巡检系统可行性研究报告

（系统结构图）

系统软件包括基站系统软件和管理系统软件。

基站系统软件负责接收数据，并对硬件设备进行管理，对接收到的数据进行处理，并对数据初始分析，如果温度超过允许值，系统则及时把报警信息发送到变电所集控站监控中心，以便及时进行处理，防止事故的发生。

管理系统软件主要进行系统设备、监测点、系统使用人员的相关信息维护，并对历史数据进行分析。

3. 机器人控制能源由随机硅能电池供电，电池容量以能满足机器人90天运行耗电量选型，要求电池输出电压（容量）在65％时，机器人应能正常工作，当电池端电压下降至80％UH 时发出予告信号、下降至65％UH 时发警告信号，提示“电池应充电”。

4.根据“变电所现场运行规程”对运行中的电气设备分时段、定路线、按项目进行巡视检查、检测的规定，机器人应能按要求承担起这项工作，因此在机器人操作程序设计中，应满足设定的时间主动开启工作电源、按照予先设置的行动路线进行巡视检查、检测，巡检结束返回原地并发短信“巡视检查完成”到变电集控站监控中心，同时关闭电源。

5.根据“变电所现场运行规程”对运行中的电气设备进行特殊巡视检查、检测的规定，机器人应能接收集控站监控中心以短信形式发出的指令，自动开启工作电源、按照设置的行动路线进行巡视检查、检测，巡检结束返回原地并发短信“巡视检查完成”到变电集控站监控中心，同时关闭电源。

6.关于正常巡视时段、路线的设定：原则上遵照“变电所现场运行规程”规定的时间进行（或根据运行部门的要求时间段设置），一般设置为：8：00、14：00、20:00三个时段进行巡视；巡视路线一般为：先室内后户外；室内开关设备按配电柜顺序由里往外到户外；户外高压设备按间隔顺序（先主变间隔后开关、设备间隔）；最后到电容器室（按电容器间隔顺序进行）；然后回到高压配电室，巡视检查结束。

7.关于特殊巡视时间的设定：原则上遵照“变电所现场运行规程”规定的季节时间进行，具体设定：恶劣天气特巡（大雪严寒、台风暴雨、炎热高温）、负

荷高峰夜巡（一般在20：00－24：00）、雷雨后查巡等。

8.特殊巡视检查的重点设备：按照“变电所现场运行规程”确定： （1）大雪严寒天气特巡检查：变压器、开关、电压互感器油位；高压套管积雪复冰情况；导线、绝缘子积雪复冰污闪迹象；

（2）台风暴雨季节特巡检查：户外电气设备、构架、绝缘子、导线的实况、安全距离、所区树木对设备安全的危险状况；

（3）高温季节、用电高峰时节特巡检测：变压器、开关、电压互感器油位；引接导线弛度及安全距离；电气接头连接点的发热温度；电容器外壳温度。 （4）负荷高峰夜巡：电气接头连接点的发热温度（温度监测探头数据传输）、母线铝排发热发红实况（视频探头图像显示）。

（5）雷雨后特巡：巡视检查高压套管、绝缘子受到雷击的状况；查看避雷器雷电计数器动作情况。（视频探头图像传输）

五．主要基本功能及技术指标

5．1 基本功能

该系统主要用于变电所电气设备的巡视检查、检测运行中的电气设备及其结点实时温度，该系统可以通过”开关柜温度在线监测系统”在线实时检测变电所电气设备电气结点温度、变压器和开关设备外壳温度、变压器及充油设备油温等参数，通过”无线视频监控系统”对变电所所区及电气设备进行巡视检查，以图像传输方式将变电所设备实况发送至变电集控中心，当检测温度接近限值时发出预警信号；超过允许发热温度时即发出危急报警信号。监测数据以无线通信方式发送至接力基站、主基站，与变电所综合信息系统以485接口相连。

机器人定时定线巡视电气设备达到了远程智能控制的要求，可以取代人工巡检定期测温工作。不仅大大减轻了劳动强度，提高了工作效益，而且克服了人工巡检不能完全到位等缺点。系统还具有电气结点等电位监测结点发热温度及超限预报警功能。当结点发热温度达到85℃时，发出预警信息；达到95℃时发报警

信号；并通过机器人”无线视频监控系统”的实地巡查将设备状况以图像显示给集控站监控中心，通知有关人员及时调整负荷或尽快组织抢修处理，防止电气接头过热、烧红、烧断及相间短路等事故发生，提高了电气设备安全运行水平和供电可靠性。

5．2 技术指标

监测温度范围：0～150℃； 发热温度预警值：85℃； 发热温度报警值：95℃； 发射半径：200m；

电池使用寿命：5～7年（等电位温度监测探头内附电池）； 机器人随机硅能电池容量：满足机器人90天运行耗电量； 环境温度：-30℃～+85℃； 环境湿度：1%～100%；

六．开发计划及费用预计

1．根据浙江硕网电力科技公司新产品开发流程，”变电站设备巡检系统”项目开发分以下几个阶段进行：

1.1市场调研、编制可行性报告； 时间：2012年9月－2013年3月 1.2总体设计、硬件分部设计、软件设计；时间：2012年10月－12月 1.3样机试制及系统调试；时间：2013年1月－2月 1.4检测检验；时间：2013年2月－3月

2．资源配置：

2.1研发人员由南京中凯光电公司技术总监、总工程师、变电运行及电力自动化工程师、软件工程师、硬件工程师、测试工程师等6人组成；

2.2相关科研单位机器人开发专责工程师； 2.3供电局生技、变电运行专责工程师协助配合；

2.4生产检测设备主要有：高压试验设备、场强仪、数字示波仪及测温仪等；

2.5设计费（含可行性研究）20万元；研发费（含样机试制）80万元。

七．市场预测分析及效益评估

7．1市场分析

全国范围内各供电局新建或经过自动化改造的无人值班（或少人值守）的变电所不计其数，”变电站设备巡检系统”不仅适用于任何电压等级和容量的变电所，而且还适用于发电厂升压变电站、厂用配电室，也适用于广大用户的高压配电装置的巡视检测，由于适用范围十分广泛，因此市场潜力庞大，实用价值极高。

现按一个地（市）级供电局无人值班（或少人值守）变电所拥有量20个计算（220KV变电所2个、110KV变电所6个、35KV变电所12个），每一个变电所配置一个机器人，电气结点温度监测点平均按每一个变电所以三百个点计，测算如下：

机器人：15万元 / 个×20＝300万元

等电位监测探头：（300元/只×300）×20=90000元×20＝180万元 主基站：3000元/个×20＝6万元

电缆：（4.5元/m×2000）×20=1.8万元 软件：10万×20=200万元 安装调试费：2万×20＝40万元

合计：727.8万元（每个变电所所需费用37.2万元）

也就是说，一个220KV、110KV、35KV无人值班变电所实现机器人巡视检

测和开关柜温度在线监测，所需费用为37.2万元(平均值)。对于地(市)级供电

局20个无人值班变电所则需费用为727.8万元；目前浙江省10个地（市）级供电局，拥有的市场潜力为：372.8万元×10 =3728万元；全省十个地（市）局以下的县供电局按每个地（市）局平均拥有5个计算，则就有372.8万×50=1.864亿元的市场潜力；加上全省发电厂（按100座计，又有3.728亿元的市场潜力），