“這是‘天擎’機器人，能夠精準識別直徑僅4毫米的銷孔，并將配套的銷釘插入其中，相當于在百米高空的輸電線路上穿針引線……"7月28日，在2025世界人工智能大會國家電網(wǎng)展區(qū)，國網(wǎng)上海超高壓公司輸電專業(yè)工程師何冰向參會嘉賓介紹團隊的創(chuàng)新成果。與“天擎"機器人一同亮相展區(qū)的還有“天樞"自主巡檢機器狗和上海主網(wǎng)智慧運維平臺。這些成果已在上海主網(wǎng)運維中應(yīng)用，大幅提升了運維質(zhì)效。
近年來，上海主網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，現(xiàn)有220千伏及以上電壓等級變電站137座、主變壓器440臺，線路435條、總長度超5800千米。國網(wǎng)上海超高壓公司聚焦上海主網(wǎng)運維數(shù)智化轉(zhuǎn)型目標，加速人工智能應(yīng)用場景建設(shè)，探索新設(shè)備、新技術(shù)在主網(wǎng)運維工作中的落地應(yīng)用，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。
一、產(chǎn)品概述（LYJZ-3000電力市場需求“發(fā)電機轉(zhuǎn)子測速儀"特點及性能介紹）
發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組匝間短路是電力系統(tǒng)中常見的故障。當此類故障發(fā)生時，轉(zhuǎn)子電流增大，繞組溫度升高，限制發(fā)電機的出力，嚴重時會影響發(fā)電機的正常運行。匝間短路通常通過測量發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組的交流阻抗和功率損耗來判別。傳統(tǒng)的測量方法是采用多個測試儀器儀表，在現(xiàn)場組裝后進行測量。這種需要很多測試儀器儀表組建測量系統(tǒng)的方法存在試驗設(shè)備笨重、費時費力、整理數(shù)據(jù)繁瑣、測量準確度不高等缺點。
隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的不斷發(fā)展，新的微處理器和算法不斷涌現(xiàn)，據(jù)此我們研制了基于數(shù)字信號處理器DSP的發(fā)電機轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀。該儀器以數(shù)字信號處理系統(tǒng)為硬件平臺，充分發(fā)揮了數(shù)字信號處理器的計算能力，使得儀器的計算速度和計算精度得到大大提高，為電力系統(tǒng)的正常運行提供了保障。
二、功能特點（LYJZ-3000電力市場需求“發(fā)電機轉(zhuǎn)子測速儀"特點及性能介紹）
全自動（手動）采集、測量、顯示、存儲、打印所有測量參數(shù)和交流阻抗特性曲線；
實時顯示測量數(shù)據(jù)和交流阻抗特性曲線，方便存儲和打印；
采用320×240大屏幕液晶顯示器，中文菜單提示，操作簡便；
內(nèi)置大容量非易失性存儲器：可存儲200組測量數(shù)據(jù)及曲線；
內(nèi)置高精度實時時鐘功能：可進行日期及時間校準；
自帶高速微型熱敏打印機：可打印測量及歷史數(shù)據(jù)；
兼做單相變壓器的空載、短路試驗和電壓（流）互感器、消弧線圈的伏安特性試驗；
具有完善的過壓、過流保護功能，其中過壓過流保護值根據(jù)試驗參數(shù)的設(shè)置情況自動調(diào)整，既簡便又能保證被試設(shè)備的安全。
三、技術(shù)參數(shù)（LYJZ-3000電力市場需求“發(fā)電機轉(zhuǎn)子測速儀"特點及性能介紹）
測量范圍
阻抗：0～999.9Ω
電壓：0～600V
電流：0～120A
功率：0～72kW
頻率：45～65Hz
準 確 度 阻抗、電壓、電流、頻率：0.2級
功率：0.5級
外形尺寸 345mm×295mm×175mm
儀器重量 5kg
四、使用條件（LYJZ-3000電力市場需求“發(fā)電機轉(zhuǎn)子測速儀"特點及性能介紹）
環(huán)境溫度 -10℃～50℃
環(huán)境濕度 ≤85%RH
工作電源 AC220V±10%
電源頻率 50±1Hz
五、面板介紹（LYJZ-3000電力市場需求“發(fā)電機轉(zhuǎn)子測速儀"特點及性能介紹）
1.電源輸入：測試回路的輸入接線柱，連接試驗調(diào)壓器的輸出端；
2.電流輸出：測試回路的電流測量接線柱，范圍0～120A；
3.電壓輸入：測試回路的電壓測量接線柱，范圍0～600V；
4.電源開關(guān)：儀器的電源開關(guān)及保險；
5.接 地 柱：儀器安全接地專用；
6.液 晶 屏：用于顯示各種數(shù)據(jù)和曲線；
7.鍵 盤：用于各種功能的操作及參數(shù)設(shè)置；
8.打 印 機：用于快速打印各種數(shù)據(jù)和曲線；
9.蜂 鳴 器：用于超限、過壓和過流等報警；
10.RS-232：用于儀器和PC機之間的數(shù)據(jù)通訊(用作升級方案)。
11.USB接口：用于大容量外部移動存儲(用作升級方案)。
六、操作說明
6.1發(fā)電機轉(zhuǎn)子交流阻抗試驗接線圖（推薦使用）。
| 6.2當儀器按要求接好測試線及電源線后，打開電源開關(guān)，液晶顯示主菜單，如下圖所示： |
6.3交流阻抗自動測試
在主菜單界面下，按<選擇>鍵或<↑>、<↓>、<←>、<→>鍵，選擇 阻抗自動測試 功能按鈕后，按<確認>鍵，進入交流阻抗自動測試參數(shù)設(shè)置界面，液晶顯示如下圖所示：
| 在交流阻抗自動測試參數(shù)設(shè)置界面，按<選擇>或<←>、<→>鍵選擇修改選項，按<↑>、<↓>鍵修改某位數(shù)據(jù)；其中：*大輸出電壓--是指試驗時需要測試的*大電壓值，范圍：0～600V； |
過壓保護動作值為設(shè)定值的1.1倍。
*大輸出電流—是指試驗時需要測試的*大電流值，范圍：0～120A；
過流保護動作值為設(shè)定值的1.1倍。
電壓采樣步長--是指試驗時以電壓為基準進行數(shù)據(jù)采集，每次采集數(shù)據(jù)之間的間隔電壓數(shù)值的大小，范圍：5～50V，步長間隔5V。
被測試品編號--是指用于區(qū)分不同被測試品或設(shè)備的編號，以便于在歷史記錄中查詢和技術(shù)管理。
當參數(shù)修改為滿足試驗需要時，按<確認>鍵，液晶顯示如下提示：
此時如果調(diào)壓器沒有調(diào)至零位或接線有誤，請按<返回>鍵，返回到交流阻抗自動測試參數(shù)設(shè)置界面；如果調(diào)壓器置零位并且接線正確，請按<確認>鍵，進入交流阻抗自動測試狀態(tài)，液晶顯示如下圖所示：
|
| 在交流阻抗自動測試界面下，慢速調(diào)節(jié)調(diào)壓器開始升壓，儀器將自動采集、顯示所有參數(shù)在各電壓采樣步長測試點的測量數(shù)值；直到*大輸出電壓或電流設(shè)定值，儀器蜂鳴器發(fā)出提示音，提示測試完畢，此時應(yīng)迅速將調(diào)壓器歸零。 |
提示：當出現(xiàn)誤操作，使輸出電壓或電流其中一項超過設(shè)定*大值的1.1倍時，儀器的保護電路將動作并切斷測試回路。
當測試完畢后，存儲或打印所有測試數(shù)據(jù)，直接按<存儲>或<打印>鍵，查看所有測試數(shù)據(jù)。可以按<↑>、<↓>鍵來實現(xiàn)；查看交流阻抗特性曲線可以按<選擇>或<←>、<→>鍵，選擇阻抗曲線功能按鈕，再按<確認>鍵，進入交流阻抗特性曲線界面，液晶顯示如下圖所示：
| 在交流阻抗特性曲線界面下，曲線圖形會根據(jù)測試數(shù)據(jù)和電壓、電流設(shè)定值的大小自動生成。 |
查看試驗數(shù)據(jù)和阻抗曲線的測試結(jié)果，移動光標隨意選擇 試驗數(shù)據(jù) 和 阻抗曲線 功能按鈕在兩個界面下查看測試結(jié)果。
6.4交流阻抗手動測試
按6.1交流阻抗試驗接線圖正確接線。當儀器按要求接好測試線及電源線后，打開電源開關(guān)，液晶顯示主菜單；在主菜單下選擇 阻抗手動測試 功能按鈕，按<確認>鍵，進入交流阻抗手動測試參數(shù)設(shè)置界面，液晶顯示如下圖所示：
在交流阻抗手動參數(shù)設(shè)置界面，功能操作同交流阻抗自動參數(shù)設(shè)置界面，唯依區(qū)別是電壓采樣步長不可操作；按<確認>鍵，進入交流阻抗手動測試界面，液晶顯示如下圖所示：
在交流阻抗手動測試界面下，慢速調(diào)節(jié)調(diào)壓器開始升壓，當出現(xiàn)試驗需要的電壓或電流值時，選擇 記錄數(shù)據(jù) 功能按鈕按<確認>鍵，儀器將自動記錄、顯示一組在當前測試點下的各參數(shù)的測試數(shù)據(jù)；以此類推……直到*大輸出電壓或電流設(shè)定值，儀器蜂鳴器發(fā)出提示音，提示測試完畢，此時應(yīng)迅速將調(diào)壓器歸零。
提示：
⑴.當出現(xiàn)誤操作，使輸出電壓或電流其中一項超過設(shè)定*大值的1.1倍時，儀器的保護電路將動作并切斷測試回路。
⑵.當測試完畢, 記錄數(shù)據(jù) 功能按鈕將不可操作。
當測試完畢后，存儲或打印所有測試數(shù)據(jù)，直接按<存儲>或<打印>鍵，查看所有測試數(shù)據(jù)，可以按<↑>、<↓>鍵來實現(xiàn)；查看交流阻抗特性曲線可以按<選擇>或<←>、<→>鍵，選擇阻抗曲線功能按鈕，再按<確認>鍵，進入交流阻抗特性曲線界面，液晶顯示如下圖所示：
在交流阻抗特性曲線界面下，曲線圖形會根據(jù)測試數(shù)據(jù)和電壓、電流設(shè)定值的大小自動生成。 |
查看試驗數(shù)據(jù)和阻抗曲線的測試結(jié)果，移動光標隨意選擇 試驗數(shù)據(jù) 和 阻抗曲線 功能按鈕在兩個界面下查看測試結(jié)果。
6.5歷史記錄查詢
在主菜單下選擇 歷史記錄查詢 功能按鈕，按<確認>鍵，進入歷史記錄查詢界面，液晶顯示如下圖所示：
在歷史記錄查詢界面，按<選擇>或<↑>、<↓>鍵來選擇要查詢的歷史記錄；在相應(yīng)的歷史記錄界面按<打印>鍵，可以打印當前的歷史數(shù)據(jù)和曲線。
在歷史記錄查詢界面，同時按下<存儲>和<選擇>鍵，可以刪除全部歷史數(shù)據(jù)。
6.6日期時間設(shè)置
在主菜單下選擇 日期時間設(shè)置 功能按鈕，按<確認>鍵，進入日期時間設(shè)置界面，液晶顯示如下圖所示：
在日期時間設(shè)置界面下，按<選擇>或<←>、<→>鍵選擇相應(yīng)設(shè)置位，按<↑>、<↓>鍵修改相應(yīng)設(shè)置位的數(shù)據(jù)。修改為需要的日期和時間后，選擇 確認 功能按鈕按下<確認>鍵，保存相應(yīng)設(shè)置并返回主菜單。
過去，輸電線路運檢工作中發(fā)現(xiàn)銷釘缺失或松動等缺陷，大多需要人工爬塔排查消除，耗時耗力且存在安全風險。
2022年，“天擎"機器人投用，集成基于深度學習的缺陷檢測算法和高精度視覺識別技術(shù)，能夠準確識別絕緣子串上的銷釘缺失等情況。依托“激光雷達+視覺SLAM多傳感器融合定位"技術(shù)，“天擎"機器人能在百米高空中精準定位隱患點，識別直徑僅有4毫米的銷孔，完成銷釘抓取、穩(wěn)定對位、準確插入等操作，用時不超過1分鐘。此外，“天擎"機器人有著基于超材料的抗電磁干擾外殼，能有效屏蔽特高壓強電磁場干擾，保障通信控制信號通暢。
目前，“天擎"機器人已在±800千伏復(fù)奉線、1000千伏吳塘線和安塘線等特高壓線路上海段運維工作中全面應(yīng)用，針對線路上的銷釘缺失及松動隱患開展自主作業(yè)，防止金具連接件脫落等故障發(fā)生。
除了銷釘缺失或松動等輸電線路本體缺陷，外力破壞也是影響電網(wǎng)安全運行的重要因素。為了加強外力破壞隱患防范治理，國網(wǎng)上海超高壓公司研發(fā)應(yīng)用了一系列數(shù)字化成果。
2021年8月，國網(wǎng)上海超高壓公司組建上海電網(wǎng)輸電數(shù)字化監(jiān)控中心，通過專用網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)鐵塔和導線上安裝的8611套智能終端互聯(lián)，應(yīng)用人工智能算法模型實時監(jiān)測分析輸電通道環(huán)境、線路狀態(tài)、氣象信息等數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)外力破壞隱患和故障，做到24小時守護輸電線路安全運行。
此外，國網(wǎng)上海超高壓公司組建上海電網(wǎng)“鷹眼"無人機智巡中心，可以遠程啟動輸電巡檢無人機，操縱無人機自主飛抵隱患點，精準排查、快速處置監(jiān)測發(fā)現(xiàn)的外力破壞隱患等。該公司還通過優(yōu)化無人機機巢布點，將機巢半徑4千米范圍內(nèi)的無人機響應(yīng)時間縮短至8分鐘，進一步提升了處置效率。
7月29～30日，今年第8號臺風“竹節(jié)草"影響上海期間，上海電網(wǎng)輸電數(shù)字化監(jiān)控中心與“鷹眼"無人機智巡中心協(xié)同發(fā)揮作用，及時發(fā)現(xiàn)并處置異物纏繞導線等隱患18處。
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