Solusi Kecerdasan Transformator Arus GIS: Sistem Peringatan Dini Kerusakan Mekanis Berbasis Koppel Getaran-Arus

Masalah Inti:​​ Di daerah rawan gempa dan GIS substation yang sudah tua, struktur mekanis (misalnya, pengencang, penyangga isolasi) dari Current Transformers (CTs) rentan terhadap kerusakan akibat getaran berkelanjutan atau benturan tiba-tiba. Hal ini dapat menyebabkan cacat tersembunyi seperti longgar, lepas, atau bergeser, yang pada akhirnya mengakibatkan degradasi isolasi atau kegagalan CT tiba-tiba, mengancam keandalan jaringan. Metode inspeksi berbasis pemadaman tradisional tidak efisien dan mahal.

​Solusi Inovatif:​​ Mengintegrasikan pemantauan dual-parameter getaran dan arus, menggunakan mesin AI untuk mencapai peringatan dini dan diagnosis cerdas dari kerusakan mekanis CT.

​Implementasi Teknologi Inti​

1. ​Pemantauan Sensor Kolaboratif Multi-Parameter:​​
• ​Pemantauan Getaran Frekuensi Tinggi:​​ Menyusun akselerometer piezoelektrik lebar pita (5Hz-10kHz) pada komponen CT kritis (flens, penyangga) untuk menangkap dengan tepat sinyal getaran struktural abnormal yang disebabkan oleh longgar mekanis, pergeseran bagian, degradasi isolasi, atau getaran eksternal (gelombang gempa).
• ​Pengambilan Arus Inrush Transient:​​ Menggunakan Coil Rogowski pasif untuk pemantauan real-time non-intrusif dari gelombang arus operasi sisi primer CT. Dikombinasikan dengan sinyal operasi pemutus sirkuit, hal ini mengidentifikasi dengan tepat peristiwa switching dan menganalisis karakteristik inrush dan dampak gayanya pada struktur mekanis CT.
2. ​Mesin Diagnostik Kecerdasan Tepi Berbasis AI:​​
• Menggunakan modul komputasi tepi yang kuat (lebar suhu, tahan goncangan) yang dipasang secara lokal pada perangkat untuk pemrosesan real-time data gelombang getaran dan arus.
• Operasi inti menggunakan model diagnostik cerdas ​1D-CNN (1D Convolutional Neural Network)​​ proprietary:
• ​Input:​​ Fitur waktu-frekuensi akselerasi getaran (analisis FFT) + Karakteristik gelombang inrush switching.
• ​Output:​​ Mengidentifikasi dengan tepat mode kerusakan mekanis tipikal ("longgar baut," "pergeseran penyangga isolasi," "resonansi mekanis") dengan tingkat akurasi diagnosa 92%.
• Memiliki kemampuan "belajar adaptif" untuk menyesuaikan diri dengan karakteristik struktur CT dan getaran latar belakang yang berbeda di berbagai substation.
3. ​Peringatan Lokal & Komunikasi Efisien:​​
• ​Mekanisme Peringatan Bertingkat:​​ Setelah mendeteksi tanda-tanda kerusakan yang dicurigai, mesin tepi segera menghasilkan sinyal peringatan/alarm (misalnya, Peringatan, Serius, Kritis).
• ​Transmisi Nirkabel Sederhana:​​ Transmisi terenkripsi dari sinyal alarm kunci (tidak data mentah) ke platform HMI lokal substation melalui teknologi LoRa LPWAN, secara signifikan mengurangi beban komunikasi dan latency.
• ​Tampilan HMI Lokal:​​ Tampilan berbasis peta secara real-time menunjukkan nomor CT yang rusak, jenis kerusakan, tingkat alarm, dan tindakan yang direkomendasikan.

​Skenario Aplikasi Target​

1. ​Substation GIS di Daerah Rawan Gempa:​​
• Peringatan dini terhadap pergeseran CT atau kerusakan struktural yang dipicu oleh guncangan gempa, mencegah kerusakan sekunder.
• Pemantauan berkelanjutan terhadap kerusakan peralatan kronis yang disebabkan oleh aktivitas geologis jangka panjang yang kecil.
2. ​Penambahan & Peningkatan Substation GIS yang Sudah Tua:​​
• ​Penyebaran Tanpa Pemadaman:​​ Instalasi sensor sederhana tanpa memodifikasi struktur ruang gas, memastikan integritas kedap udara. Sangat cocok untuk stasiun yang lebih tua dengan jendela pemadaman terbatas.
• ​Penambahan Bertahap yang Hemat Biaya:​​ Memanfaatkan teknologi nirkabel dan komputasi tepi, menghilangkan kebutuhan untuk kabel luas atau sistem backend baru, menghasilkan ROI penambahan yang tinggi.
3. ​Substation Hub & Beban Tinggi:​​ Pencegahan risiko kesalahan operasi atau kegagalan relay perlindungan dan pemadaman skala besar yang disebabkan oleh kegagalan CT tiba-tiba.

​Nilai Inti & Keunggulan​

• ​Peringatan Dini Risiko Besar:​​ Memprediksi dengan efektif kerusakan mekanis tipikal 7+ hari sebelumnya, memberikan waktu yang cukup untuk intervensi proaktif.
• ​Pengurangan Signifikan Pemadaman Tidak Terencana:​​ Mengurangi pemadaman tidak terencana yang disebabkan oleh kegagalan CT tiba-tiba lebih dari 60%, meningkatkan ketersediaan jaringan dan kepuasan pelanggan secara signifikan.
• ​Manfaat Ganda Keselamatan & Biaya:​​ Mencegah malfungsi sistem perlindungan, kerusakan busur, dan kerusakan bertingkat peralatan dalam substation akibat kegagalan CT.
• ​Paradigma O&M Cerdas Baru:​​ Beralih dari "perawatan berkala" ke "perawatan prediktif", sangat mengoptimalkan manajemen suku cadang dan penjadwalan tenaga kerja.
• ​Desain Cocok untuk Zona Gempa Kuat:​​ Sensor pasif + komputasi tepi + transmisi nirkabel - tidak ada kabel panjang, tahan terhadap gempa kuat.
• ​Biaya Optimal untuk Penambahan Stasiun yang Sudah Tua:​​ Solusi ringan, independen dari sistem pemantauan substation besar; memastikan penyebaran dan balik modal yang cepat.