电力GIS管道探测机器人系统研究
发布时间：2021-09-18 06:56
气体绝缘金属封闭开关设备GIS（Gas Insulated Substation）是电力系统超高特高压变电站中的核心设备,使用广泛,是近年城市电网改造的主导开关设备。其事故影响范围广泛,可能造成重大生命财产损失。由于其内部空间狭窄、障碍复杂、气体毒害等特点,传统检测方式具有检测死角多、作业周期长的局限。因此,本文设计了一种负压吸附式全向移动检测机器人系统,以实现GIS管道内部高覆盖率灵活运动探测。首先,通过GIS管道探测机器人工作需求分析,设计了吸附式全向移动机器人总体系统。通过对吸附状态下麦克纳姆轮与管道壁面的受力分析,确定了机器人四轮全驱与两种麦轮交叉分布的设计方案,最大程度利用负压吸附力实现机器人在管道内灵活全方位移动。通过对机器人固定吸附检测与运动巡检两种工作模式的受力模型建立与分析,得出了变吸附力临界吸附曲线,以实现吸附系统能耗与运动稳定性的平衡。基于临界安全吸附条件,设计了满足机器人全方位运动检测需求并提供可靠稳定吸附力的负压吸附系统。针对吸附系统的负压形成进行分析,求出吸附系统压差、流量、功率等关键设计参数,选取了符合要求的离心风机,设计完善密封机构及试验验证系统。通过对...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
人工检修示例图
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文1第1章绪论1.1课题背景及研究的目的和意义本课题来源于广东电网有限责任公司合作项目，项目编号：GDKJXM20173040。项目目的是实现气体绝缘金属封闭开关设备GIS（GasInsulatedSubstation）等内部空间狭窄、障碍复杂、气体毒害管道作业场景下全方位高覆盖检测，突破传统方式检测死角多、作业周期长的局限。GIS管道是电力系统超高特高压变电站中的核心设备，使用广泛，是近年城市电网改造的主导开关设备。其事故影响范围广泛，可能造成重大生命财产损失。近6年，广东电网GIS共发生事故19起，其中220kV事故率最高，0.6次/百间隔·年。图1-1东莞横沥站“4.11”事故GIS管道结构紧凑、占地面积孝可靠性高，多用于城镇中心地区供电，是影响可靠供电的关键设备。但由于其空间全密封，故障的检出与维修作业不易操作，故障造成的停电时间远高于其它装置。GIS有横竖筒体，内部空间狭窄，220kV主母线隔室最大长度12m。开盖排气导致检修时间长（开盖前气体回收；封盖后充气、检漏、微水试验）。图1-2人工检修示例图图1-3GIS内部结构图重要用户：东莞市公安消防支队重要用户：广深铁路有限公司（茶山牵引站）东莞横沥站“4.11”停电影响区域500kV横沥站失压220kV变电站停电重要客户停电14小时220kV受影响客户20万户GIS
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文1第1章绪论1.1课题背景及研究的目的和意义本课题来源于广东电网有限责任公司合作项目，项目编号：GDKJXM20173040。项目目的是实现气体绝缘金属封闭开关设备GIS（GasInsulatedSubstation）等内部空间狭窄、障碍复杂、气体毒害管道作业场景下全方位高覆盖检测，突破传统方式检测死角多、作业周期长的局限。GIS管道是电力系统超高特高压变电站中的核心设备，使用广泛，是近年城市电网改造的主导开关设备。其事故影响范围广泛，可能造成重大生命财产损失。近6年，广东电网GIS共发生事故19起，其中220kV事故率最高，0.6次/百间隔·年。图1-1东莞横沥站“4.11”事故GIS管道结构紧凑、占地面积孝可靠性高，多用于城镇中心地区供电，是影响可靠供电的关键设备。但由于其空间全密封，故障的检出与维修作业不易操作，故障造成的停电时间远高于其它装置。GIS有横竖筒体，内部空间狭窄，220kV主母线隔室最大长度12m。开盖排气导致检修时间长（开盖前气体回收；封盖后充气、检漏、微水试验）。图1-2人工检修示例图图1-3GIS内部结构图重要用户：东莞市公安消防支队重要用户：广深铁路有限公司（茶山牵引站）东莞横沥站“4.11”停电影响区域500kV横沥站失压220kV变电站停电重要客户停电14小时220kV受影响客户20万户GIS
【参考文献】：
期刊论文
[1]GIS高压电气设备抗震性能试验研究[J]. 刘静,谢晓燕. 山东工业技术. 2019(18)
[2]GIS电气设备的X射线图像网络诊断系统研究[J]. 李林格,邱开金. 河南科技. 2019(05)
[3]一种用于气体绝缘开关设备异物清扫与检测的机器人系统[J]. 马飞越,游洪,佃松宜,杨家勇,彭新智,王博,丁培. 计算机科学. 2017(S2)
[4]基于螺旋驱动原理的管道机器人结构设计[J]. 吴祖伟,熊峰,渠国庆,牛倩. 工业控制计算机. 2017(09)
[5]GIS罐体内部异物清理机器人的研发与应用[J]. 马飞越,佃松宜,游洪,刘威峰,田禄,周秀,蔡建辉. 宁夏电力. 2017(02)
[6]螺旋驱动管内机器人自适应运动机理与机构设计[J]. 李特,马书根,李斌,王明辉,王越超. 机械工程学报. 2016(09)
[7]基于螺旋轮倾角可控的管内机器人能量优化控制策略[J]. 李特,马书根,李斌,王明辉,王越超. 机械工程学报. 2014(17)
[8]三轴差动式管道机器人的驱动特性及仿真研究[J]. 李庆凯,唐德威,姜生元,邓宗全. 哈尔滨工程大学学报. 2012(06)
[9]国内超声波测距研究应用现状[J]. 李戈,孟祥杰,王晓华,王重秋. 测绘科学. 2011(04)
[10]国内外微小管道机器人的研究现状[J]. 王耀华,左仁贵. 机械设计. 2010(12)
博士论文
[1]低噪声负压吸附爬壁机器人系统的研究[D]. 吴善强.哈尔滨工业大学 2007
[2]煤气管道检测机器人系统及其运动控制技术研究[D]. 张云伟.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]考虑三相母线耦合的500kV GIS中VFTO幅频特性及其抑制措施研究[D]. 冯鹏.郑州大学 2019
[2]GIS设备内部缺陷局部放电诊断技术的应用研究[D]. 林钰灵.华南理工大学 2018
[3]弱撞击空间对接机构及其主动柔顺控制的研究[D]. 解增辉.哈尔滨工业大学 2017
[4]冗余驱动并联机构运动/力传递性能评价与优化设计[D]. 张宁斌.浙江理工大学 2016
[5]颅颌面穿刺机器人系统研究[D]. 虞宪富.哈尔滨工业大学 2016
[6]低成本组合导航系统研究[D]. 姬振龙.上海交通大学 2010
[7]双足机器人行走稳定性控制方法与实验研究[D]. 李恒楠.哈尔滨工程大学 2009
[8]无先导卡尔曼滤波算法分析[D]. 樊红娟.西南大学 2007
[9]PID控制器参数整定方法及其应用研究[D]. 何芝强.浙江大学 2005
本文编号：3399691
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
人工检修示例图
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文1第1章绪论1.1课题背景及研究的目的和意义本课题来源于广东电网有限责任公司合作项目，项目编号：GDKJXM20173040。项目目的是实现气体绝缘金属封闭开关设备GIS（GasInsulatedSubstation）等内部空间狭窄、障碍复杂、气体毒害管道作业场景下全方位高覆盖检测，突破传统方式检测死角多、作业周期长的局限。GIS管道是电力系统超高特高压变电站中的核心设备，使用广泛，是近年城市电网改造的主导开关设备。其事故影响范围广泛，可能造成重大生命财产损失。近6年，广东电网GIS共发生事故19起，其中220kV事故率最高，0.6次/百间隔·年。图1-1东莞横沥站“4.11”事故GIS管道结构紧凑、占地面积孝可靠性高，多用于城镇中心地区供电，是影响可靠供电的关键设备。但由于其空间全密封，故障的检出与维修作业不易操作，故障造成的停电时间远高于其它装置。GIS有横竖筒体，内部空间狭窄，220kV主母线隔室最大长度12m。开盖排气导致检修时间长（开盖前气体回收；封盖后充气、检漏、微水试验）。图1-2人工检修示例图图1-3GIS内部结构图重要用户：东莞市公安消防支队重要用户：广深铁路有限公司（茶山牵引站）东莞横沥站“4.11”停电影响区域500kV横沥站失压220kV变电站停电重要客户停电14小时220kV受影响客户20万户GIS
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文1第1章绪论1.1课题背景及研究的目的和意义本课题来源于广东电网有限责任公司合作项目，项目编号：GDKJXM20173040。项目目的是实现气体绝缘金属封闭开关设备GIS（GasInsulatedSubstation）等内部空间狭窄、障碍复杂、气体毒害管道作业场景下全方位高覆盖检测，突破传统方式检测死角多、作业周期长的局限。GIS管道是电力系统超高特高压变电站中的核心设备，使用广泛，是近年城市电网改造的主导开关设备。其事故影响范围广泛，可能造成重大生命财产损失。近6年，广东电网GIS共发生事故19起，其中220kV事故率最高，0.6次/百间隔·年。图1-1东莞横沥站“4.11”事故GIS管道结构紧凑、占地面积孝可靠性高，多用于城镇中心地区供电，是影响可靠供电的关键设备。但由于其空间全密封，故障的检出与维修作业不易操作，故障造成的停电时间远高于其它装置。GIS有横竖筒体，内部空间狭窄，220kV主母线隔室最大长度12m。开盖排气导致检修时间长（开盖前气体回收；封盖后充气、检漏、微水试验）。图1-2人工检修示例图图1-3GIS内部结构图重要用户：东莞市公安消防支队重要用户：广深铁路有限公司（茶山牵引站）东莞横沥站“4.11”停电影响区域500kV横沥站失压220kV变电站停电重要客户停电14小时220kV受影响客户20万户GIS
【参考文献】：
期刊论文
[1]GIS高压电气设备抗震性能试验研究[J]. 刘静,谢晓燕. 山东工业技术. 2019(18)
[2]GIS电气设备的X射线图像网络诊断系统研究[J]. 李林格,邱开金. 河南科技. 2019(05)
[3]一种用于气体绝缘开关设备异物清扫与检测的机器人系统[J]. 马飞越,游洪,佃松宜,杨家勇,彭新智,王博,丁培. 计算机科学. 2017(S2)
[4]基于螺旋驱动原理的管道机器人结构设计[J]. 吴祖伟,熊峰,渠国庆,牛倩. 工业控制计算机. 2017(09)
[5]GIS罐体内部异物清理机器人的研发与应用[J]. 马飞越,佃松宜,游洪,刘威峰,田禄,周秀,蔡建辉. 宁夏电力. 2017(02)
[6]螺旋驱动管内机器人自适应运动机理与机构设计[J]. 李特,马书根,李斌,王明辉,王越超. 机械工程学报. 2016(09)
[7]基于螺旋轮倾角可控的管内机器人能量优化控制策略[J]. 李特,马书根,李斌,王明辉,王越超. 机械工程学报. 2014(17)
[8]三轴差动式管道机器人的驱动特性及仿真研究[J]. 李庆凯,唐德威,姜生元,邓宗全. 哈尔滨工程大学学报. 2012(06)
[9]国内超声波测距研究应用现状[J]. 李戈,孟祥杰,王晓华,王重秋. 测绘科学. 2011(04)
[10]国内外微小管道机器人的研究现状[J]. 王耀华,左仁贵. 机械设计. 2010(12)
博士论文
[1]低噪声负压吸附爬壁机器人系统的研究[D]. 吴善强.哈尔滨工业大学 2007
[2]煤气管道检测机器人系统及其运动控制技术研究[D]. 张云伟.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]考虑三相母线耦合的500kV GIS中VFTO幅频特性及其抑制措施研究[D]. 冯鹏.郑州大学 2019
[2]GIS设备内部缺陷局部放电诊断技术的应用研究[D]. 林钰灵.华南理工大学 2018
[3]弱撞击空间对接机构及其主动柔顺控制的研究[D]. 解增辉.哈尔滨工业大学 2017
[4]冗余驱动并联机构运动/力传递性能评价与优化设计[D]. 张宁斌.浙江理工大学 2016
[5]颅颌面穿刺机器人系统研究[D]. 虞宪富.哈尔滨工业大学 2016
[6]低成本组合导航系统研究[D]. 姬振龙.上海交通大学 2010
[7]双足机器人行走稳定性控制方法与实验研究[D]. 李恒楠.哈尔滨工程大学 2009
[8]无先导卡尔曼滤波算法分析[D]. 樊红娟.西南大学 2007
[9]PID控制器参数整定方法及其应用研究[D]. 何芝强.浙江大学 2005
本文编号：3399691
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