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变压器内部检修新秀——“智能机器鱼”亮相天津电网

近日,在国网天津电科院的试验大厅中,科研人员正对一款仿生“机器鱼”进行性能测试。这款独特的“机器鱼”在变压器中的矿物绝缘油内,能清晰、快速且准确地识别和检测出大型变压器内部的碳痕、电树枝放电等典型缺陷,并实时回传清晰画面。

此项技术成果来自于国网天津市电力公司(以下简称国网天津电力)的自主研发。它成功研发出了全国首个变压器智能内检“机器鱼”,具备图像自主识别、空间自主定位、三维路径规划以及下潜深度悬停等多项功能。最近,“基于微型机器鱼的大型变压器内部缺陷智能诊断与识别关键技术研究”项目已顺利通过国内变压器行业专家组的性能测试和科技项目验收。

随着大数据、物联网、人工智能等前沿科技的深入应用,电力行业面临着日益增长的供电需求。在供电系统中,变压器的作用至关重要,承担着电压转换和能量传输的任务。其中,油浸式变压器是常见的一种类型。

油浸式变压器主要由线圈、铁心及油箱构成,油箱内填充了矿物绝缘油以起到绝缘保护作用。传统的油浸式变压器检查维修方式存在诸多难题。检修人员往往需要通过外部电气及油色谱分析试验来判断变压器内部异常及部位,这一过程既费时又费力,且存在安全风险。

为了解决这一难题,国网天津电力开始考虑用机器人技术替代人工完成这项复杂且危险的工作。他们设计出了一款能够在矿物绝缘油中工作的“机器鱼”。这款“机器鱼”不仅能在水平面上360度旋转,具有全方位巡航能力,而且其水平巡航速度和上浮下沉速度都相当快。更重要的是,它还能自主下潜到指定深度并悬停,悬停误差控制在3厘米以内。它还能根据设定的目标点自主规划巡检路径。

这款“机器鱼”特别适用于大型油浸式变压器的内部状态检查。它体积小、移动灵活,能在不影响变压器内部环境的前提下,对其内部状态进行检查,从而判断变压器内部是否存在异常。这有效提高了变压器的检修效率,大幅缩短了停电检修时间,降低了检修费用,具有显著的经济和社会效益。

这款“智能机器鱼”的研发离不开国网天津电科院的“智慧大脑”。在研制过程中,项目团队解决了缺陷图像自主识别、定深悬停等技术难题,为“机器鱼”准确识别变压器内部缺陷提供了关键支持。

最初,“机器鱼”的图像识别能力并不强,但经过长时间的研究和尝试,项目团队最终确定了适用的图像增强方法和目标缺陷自主识别方法。如今,“机器鱼”已具备了良好的图像识别能力,能够在变压器内部灵活、准确地移动,并快速确定变压器的内部状态及故障位置。

接下来,国网天津电力计划对“机器鱼”进行迭代升级,优化其物理结构,完善图像识别功能,并增强其操控方式的便捷性。他们还将在天津的特定区域进行试点推广,以进一步提升变压器的巡检智能化水平,为新型电力系统的建设提供有力支持。

本文来源:科技日报

作者:陈曦、张杨、潘冬冬