GIS střídač inteligentní řešení: Systém předčasného varování před mechanickými poruchami založený na korelaci vibrací a proudu

17yrs 700++ staff 108000m²+m² US$150,000,000+ China

Základní problém: V seismicky aktivních oblastech a stárnoucích GIS podstacích jsou mechanické struktury (např. spojovací prvky, izolační nosníky) proudových transformátorů (CT) náchylné k poškození v důsledku neustálých vibrací nebo náhlých nárazů. To může vést k skrytým poruchám, jako je uvolnění, odtržení nebo posun, což nakonec způsobí degradaci izolace nebo náhlou selhání CT, hrozící spolehlivosti sítě. Tradiční metody prohlídek během výpadků jsou neefektivní a nákladné.

Inovační řešení: Integruje monitorování dvou parametrů - vibrace a proudu, využívá AI motor pro dosažení raného varování a inteligentní diagnostiky mechanických poruch CT.

Základní technologické implementace

Kolaborativní senzorování více parametrů:

Monitorování vysokofrekvenčních vibrací: Nasazení širokopásmových piezoelektrických akcelerometrů (5Hz-10kHz) na klíčové části CT (flanče, nosníky) pro přesné zachycení neobvyklých signálů strukturálních vibrací vyvolaných mechanickým uvolněním, posunem částí, degradací izolace nebo externími vibracemi (seismické vlny).
Zachycení dočasného přílivového proudu: Použití pasivních Rogowských civek pro neinvazivní, reálně časové monitorování proudu na primární straně přepínacích operací CT. Kombinované s signály o provozu vypínače, přesně identifikuje přepínací události a analyzuje charakteristiky přílivu a jejich sílu na mechanickou strukturu CT.

AI poháněný diagnostický motor hranic inteligence:

Využívá robustní modul hraničního výpočtu (široké teplotní rozpětí, odolný proti otřesům) instalovaný lokálně na zařízení pro reálně časové zpracování dat vibrací a proudu.
Základní operační systém používá proprietární 1D-CNN (1D konvoluční neuronovou síť) inteligentní diagnostický model:

Vstup: Časově-frekvenční charakteristiky vibrací (analýza FFT) + charakteristiky proudu při přepínání.
Výstup: Přesně identifikuje typické mechanické režimy poruch ("uvolnění šroubu," "posun izolačního nosníku," "mechanická rezonance") s diagnostickou přesností 92%.
Má schopnost adaptivního učení pro adaptaci na různé strukturální a pozadí vibrací napříč různými podstacemi.

Účinné místní varování a komunikace:

Hierarchický mechanismus varování: Po detekci podezřelých signatur poruch okamžitě generuje signály varování/nepříznivé situace (např. Varování, Závažné, Kritické).
Zjednodušená bezdrátová přenos: Zašifrovaný přenos klíčových signálů varování (ne raw data) na místní HMI platformu podstace pomocí technologie LoRa LPWAN, což výrazně snižuje komunikační zatížení a latenci.
Místní HMI zobrazení: Reálně časové mapové zobrazení ukazující číslo poroucheného CT, typ poruchy, úroveň varování a doporučené akce.

Cílové scénáře aplikace

GIS podstace v oblastech s vysokou seismickou aktivitou:

Ranní varování před posunem nebo strukturálním poškozením CT vyvolaným seismickými vedlejšími účinky, zabránění sekundárním poruchám.
Kontinuální monitorování chronických poškození zařízení způsobených dlouhodobou malou geologickou aktivitou.

Modernizace a upgrade stárnoucích GIS podstací:

Nestavové nasazení: Jednoduchá instalace senzorů, která nevyžaduje změnu struktury plynné komory, zajišťuje neprostupnost. Zvláště vhodné pro starší stanice s omezeným oknem výpadku.
Nákladově efektivní inkrementální modernizace: Využívá bezdrátové technologie a hraniční výpočet, eliminuje potřebu rozsáhlé kabelové infrastruktury nebo nových backend systémů, což vede k vysokému ROI modernizace.

Kritické uzly a podstace s vysokým zatížením: Prevence rizik nesprávného fungování ochranných relé a velkých výpadků způsobených náhlým selháním CT.

Základní hodnoty a výhody

Ranní varování před hlavními riziky: Efektivně predikuje typické mechanické poruchy 7+ dní v předem, poskytujíc dostatek času pro proaktivní zásah.
Značné snížení neplánovaných výpadků: Sníží neplánované výpadky způsobené náhlým selháním CT o více než 60%, výrazně zlepšuje dostupnost sítě a spokojenost zákazníků.
Dvojitý bezpečnostní a nákladový přínos: Prevence selhání ochranných systémů, obloukových poruch a kaskádového poškození zařízení v podstaci způsobených selháním CT.
Nový paradigma inteligentní O&M: Přechod od „periodické údržby“ k „prediktivní údržbě“, výrazně optimalizuje správu náhradních dílů a plánování pracovní síly.
Design vhodný pro silně seismické oblasti: Pasivní senzory + hraniční výpočet + bezdrátový přenos – žádné dlouhé kabely, odolné proti silným zemětřesením.
Optimální náklady na modernizaci stárnoucích stanic: Lehké řešení, nezávislé na velkých systémech monitorování podstací; zajišťuje rychlé nasazení a návratnost investice.