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变电站巡检机器人智能判别系统设计

申报人:叶正言 申报日期:2021-01-11

基本情况

2021校院级项目管理
变电站巡检机器人智能判别系统设计 学生选题
创新训练项目
工学
电子信息类
学生自主选题
一年期
在我们国家,电网巡检主要靠人力完成。但是人工巡检工作量大,效率低,而且会严重影响巡检人员的人身安全,因此本次设计的机器人就是解决当前电网巡检存在的这些问题。智能巡检机器人能够对输电线路的破损、老化,金属器具的腐蚀、变形以及变压器的温度以及异响进行检测与报警。智能巡检机器人还具有应急响应的功能,在电网出现故障时能够及时的前往现场,对出故障的电路进行初步检测,并将检测结果和实时图像反馈给操控人员。
校级

项目成员

序号 学生 所属学院 专业 年级 项目中的分工 成员类型
叶正言 机械与电气工程学院 机器人工程(本科) 2019 任务规划,程序编写
李秀 机械与电气工程学院 机器人工程(本科) 2019 实时监控与基本配置
黄成庆 机械与电气工程学院 机器人工程(本科) 2019 程序调试
华军勇 机械与电气工程学院 机器人工程(本科) 2019 程序编写,图像处理
陶成艳 机械与电气工程学院 机器人工程(本科) 2019 数据分析

指导教师

序号 教师姓名 所属学院 是否企业导师 教师类型
陈晓颖 机械与电气工程学院

立项依据

  在我们国家,电网巡检主要靠人力完成。但是人工巡检工作量大,效率低,而且会严重影响巡检人员的人身安全,因此本次设计的机器人就是解决当前电网巡检存在的这些问题。智能巡检机器人能够对输电线路的破损、老化,金属器具的腐蚀、变形以及变压器的温度以及异响进行检测与报警。智能巡检机器人还具有应急响应的功能,在电网出现故障时能够及时的前往现场,对出故障的电路进行初步检测,并将检测结果和实时图像反馈给操控人员。此外,在遇到恶劣的作业电气时,可直接代替工作人员进行巡检。在平时的巡检中,可配合巡检人员进行联合巡检,减少巡检难度。同时对现场工作人员是否穿着巡检装备进行检查,对未穿着装备的工作人工进行警告和记录。本项目结合机器视觉以及传感检测技术实现对电路的智能巡检,具有高度的研究前景和经济效益。

无人化自主巡检,对仪表示数识别,硅胶变色,人员管控如未戴安全帽,未穿工装,变压器热成像温度检测等信息进行数据采集智慧化分析。
 国外变电站智能巡检机器人研究现状

于上世纪六十年代,国外就已有移动机器人在电力行业应用的相关研究。20 世纪80 年代日本三菱公司和东京电力公司在已联合研制500 kV 变电站轨道式智能巡检机器人。加拿大魁北克水电站研制的变电站智能巡检机器人在其所有的多个变电站进行区域运行,搭载红外热像仪、可见光图像采集系统,实现远程监控,并且可以实现远程遥控,对机器人进行实时控制。2008 年巴西圣保罗大学研制了用于变电站内热点监测的移动机器人,该机器携带红外热像仪,通过在变电站内架起的高空行走轨道线在站内移动,实现空中实时监测。[1]

国内变电站智能巡检机器人研究现状

1999年,山东电力公司和电力研究院合作成立电力机器人技术实验室,启动“高压带电作业机器人” 项目。2002 年成立了国家电网公司电力机器人技术实验室,2004 年,该实验室研制成功第一台功能样机,后续在国家 “863 项目 ”支持支持下,研制出系列化变电站巡检机器人。2012成都慧拓变电站智能巡检机器人在郑州110 kV 牛砦变电站正式投入运行,该机器人可以对开关、仪表等进行视频分析,自动判断变电站设备的运行状态及预警。2012年,重庆市电力公司和重庆大学联合研制的变电站巡检机器人在巴南500 kV 变电站成功试运行,可实现远程监控及自主运行。

近年来,相关技术进步及市场规模增大,促使越来越多的厂家和机构进行相关研究及应用推广,有力促进了我国巡检机器人在自主导航、智能检测、机器人自主充电等关键技术上的进步。

与传统的人工巡检相比,智能巡检机器人具有可靠性高、效率高、智能化程度高以及不易受到外界环境的干扰。智能机器人结合机器视觉图像处理技术、热成像传感器以及声学传感器,结合物联网技术,将故障的发现、排查、传输故障信息结合一起,极大地提高了电网故障处理速度,有利电网的安全稳定运行。

技术路线:

拟解决问题:项目要求团队具备:机制、机器人工程、机械电子工程等专业背景;能熟练掌握机器视觉的常用算法如:tensorflow等、熟悉单片机技术、熟悉机械原理、熟悉传感器检测技术、有一定通信传输解决能力。

预期成果:智能巡视系统在变电站试运行后,基本取代运行人员完成日常设备巡检,红外线测温操作前后设备状态检查等工作,完成一次设备状态检修原始数据积累,切实提高工作效率和质量,真正起到减员增效的作用,更快地推进变电站无人值守的进程。

 前两个月左右完成基础知识的学习
 然后一个半月设计程序?
最后一个月完成这个项目

针对电网的可视故障问题,训练图像识别技术;

针对变压器的故障诊断,训练传感检测技术;


针对智能巡检机器人的移动平台问题,训练机构设计能力;

通过智能巡检机器人的通信问题,训练通信传输技术。

经费预算

开支科目 预算经费(元) 主要用途 阶段下达经费计划(元)
前半阶段 后半阶段
预算经费总额 2400.00 1200.00 1200.00
1. 业务费 1000.00 500.00 500.00
(1)计算、分析、测试费 700.00 350.00 350.00
(2)能源动力费 0.00 0.00 0.00
(3)会议、差旅费 0.00 0.00 0.00
(4)文献检索费 200.00 100.00 100.00
(5)论文出版费 100.00 50.00 50.00
2. 仪器设备购置费 700.00 350.00 350.00
3. 实验装置试制费 700.00 350.00 350.00
4. 材料费 0.00 0.00 0.00
结束