GIS Current Transformer Intelligence Solution: Mekaanisen vian varhaisvaroitusjärjestelmä, joka perustuu värinä-stromiyhdistämiseen

Ydinongelma:​​ Maanjäristysaltisissa alueissa ja vanhenevissa GIS-alustuksissa virtasensorien (CT) mekaaniset rakenteet (kuten kiinnityskomponentit, eristyspuitteet) ovat alttiina vahingoittumiselle jatkuvasta vibroinnista tai yhtäkkiä tapahtuvalle iskulle. Tämä voi johtaa piilovirheisiin, kuten löytymiseen, irtireppyyn tai siirtymään, mikä lopulta aiheuttaa eristyksen heikkenemisen tai yhtäkkiä tapahtuvaan CT:n epäonnistumiseen, uhkaamalla sähköverkon luotettavuutta. Perinteiset poisto-ajankohdan perusteella toteutettavat tarkastusmenetelmät ovat tehottomia ja kalliita.

​Innovaatio:​​ Yhdistää vibroinnin ja virtauksen kaksiparametrinen valvonta, käyttäen tekoälymotoria varhaisvaroituksen ja älykäsen diagnostiikan saavuttamiseksi CT:n mekaanisista virheistä.

​Ytimekkävä teknologian toteutus​

1. ​Moniparametrinen yhteistyökykyinen havainto:​​
• ​Korkeataajuinen vibroinnin valvonta:​​ Asennetaan laajakaistaisia piezoelektrisiä kiihtyvyysantureita (5Hz-10kHz) kriittisiin CT-komponentteihin (flanssit, puitteet) tarkasti havaitsemaan epänormaaleja rakenteellisia vibrointisignaaleja, jotka aiheutuvat mekaanisesta löytymisestä, osien siirtymästä, eristysmateriaalin heikkenemisestä tai ulkoisista vibroinneista (maanjäristysaalloista).
• ​Tilapäisten virtasolmujen valmistelu:​​ Käytetään passiivisia Rogowski-kumpareita ei-invasiiviseen, reaaliaikaiseen valvontaan CT:n ensisijaisen puolen kytkentävirtasuuntimen signaalien muodostamiseksi. Yhdistettynä virtasolmun toimintasignaaleihin se tarkasti tunnistaa kytkentätapahtumat ja analysoidaan solmun vaikutukset ja niiden voimat CT:n mekaaniseen rakenteeseen.
2. ​AI-ohjattu reunan älykäs diagnostiikkamoturi:​​
• Käyttää kevyttä reunan laskentamoduulia (laaja lämpötila, iskunkestävä), asennettuna paikallisesti laitteessa reaaliaikaiseksi käsittelyksi vibroinnin ja virtasignaalien aaltoformojen tiedoista.
• Ytimessä on omaisuuspatentillinen 1D-CNN (1D konvoluutiivinen neuroverkko) älykäs diagnostiikkamalli:
• ​Syöte:​​ Vibroinnin kiihtyvyyden aika-taajuuspiirteet (FFT-analyysi) + Kytkentävirtasolmun aaltoformin ominaisuudet.
• ​Ulostulo:​​ Tarkasti tunnistaa tyypilliset mekaaniset virhetilat ("kiinnityskomponenttien löytymis", "eristyspuiden siirtymä", "mekaaninen resonanssi") 92 %:n diagnostiikan tarkkuudella.
• Sisältää "sopeutuvan oppimisen" kyvyn sopeutua eri CT-rakenteisiin ja taustavibroinneihin eri alustoissa.
3. ​Teokas paikallinen varoitus & viestintä:​​
• ​Tasoiset varoitusmekanismit:​​ Kun epäilty virhehuumerakenne havaitaan, reunan moturi tuottaa välittömästi varoitus/varoitusmerkit (esim. Varoitus, Vaikea, Kriittinen).
• ​Yksinkertainen langaton tiedonsiirto:​​ Salaus suojattu keskeisten hälytysmerkkien (ei raakadata) siirto paikalliseen HMI-alustaan LoRa LPWAN-teknologian avulla, mikä merkittävästi vähentää viestintätaakkaa ja viiveä.
• ​Paikallinen HMI-näyttö:​​ Reaaliaikainen karttapohjainen näyttö, joka näyttää virheen aiheuttavan CT:n numeron, virhetypin, hälytystason ja suositeltavat toimet.

​Kohdekäyttötarkoitukset​

1. ​Korkeaseismiset alueet GIS-alustuksissa:​​
• Varhaisvaroitus CT:n siirtymästä tai rakenteellisista vaurioista maanjäristysten jälkijäristysten aiheuttamina, estääkseen toissijaisia virheitä.
• Jatkuva valvonta pitkäaikaisen pienimuotoisen geologisen toiminnan aiheuttamalle laiterakenteille kertyneelle vauriolle.
2. ​Vanhojen GIS-alustusten päivitys & parannukset:​​
• ​Poistokaudettomien asennustarpeiden minimointi:​​ Yksinkertainen anturiasennus, joka ei vaadi kaasupussirakenteen muutosta, taatakseen tiiviisyys. Erityisen sopiva vanhoille alustoille, joilla on rajallinen poistokausi.
• ​Kustannustehokas vaiheittainen päivitys:​​ Hyödyntää langattoman teknologian ja reunan laskennan, mikä poistaa tarpeen laajalle kabelointiin tai uusiin takapihirakenteisiin, johtamalla korkeaan päivityksen palautuneeseen investointiin.
3. ​Kriittiset keskus- ja suuri-kuorman alustukset:​​ Estää suojalaitteiden väärätoiminnan/tuhoamisen riskit ja suuret sähkökatkokset, jotka aiheutuvat yhtäkkiä tapahtuvalle CT:n epäonnistumiselle.

​Ytimekkävä arvo & edut​

• ​Varhaisvaroitus suurille riskeille:​​ Tehokkaasti ennustaa tyypillisiä mekaanisia virheitä 7+ päivää etukäteen, tarjoten riittävästi aikaa proaktiiviselle toiminnalle.
• ​Merkittävä vähennyssuhde ennakoimattomiin poistokausiin:​​ Leikkaa ennakoimattomia poistokausia, jotka aiheutuvat yhtäkkiä tapahtuvalle CT:n epäonnistumiselle yli 60%​, merkittävästi parantaa sähköverkon saatavuutta ja asiakkaiden tyytyväisyyttä.
• ​Duuni turvallisuuden & kustannuseffektiivisyys:​​ Estää suojajärjestelmien virhetilanteet, kaarihäiriöt ja kaskadevaikutukset laiterakenteissa, jotka aiheutuvat CT:n epäonnistumisesta.
• ​Uusi älykäs huolto- ja ylläpitoparadigma:​​ Siirtyy "jaksoittaiseen huoltoon" "ennustavaan huoltoon", merkittävästi optimoi varaosien hallinnan ja työvoiman aikataulutuksen.
• ​Suunnittelusuunnitelma vahvalle maanjäristysalueelle:​​ Passiiviset anturit + reunan laskenta + langaton tiedonsiirto - ei pitkiä kabeleja, kestää vahvoja maanjäristyksiä.
• ​Optimaalinen kustannus vanhojen alustusten päivitykselle:​​ Kevyt ratkaisu, riippumaton suurista alustuksen valvontajärjestelmistä; varmistaa nopean käyttöönoton ja palautuneen investoinnin.