Solutio Intellectuale Transformatoris Currentis GIS: Systema Praemonitionis Cautelae Mechanicae Fundatum super Coniunctione Vibrationis-Currentis

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

Problema Principale: In regioni sismiche e in stazioni GIS invecchiate, le strutture meccaniche (ad esempio, fissaggi, supporti di isolamento) dei Trasformatori di Corrente (TC) sono suscettibili a danni causati da vibrazioni continue o impatti improvvisi. Ciò può portare a guasti nascosti come allentamenti, distacchi o spostamenti, che alla fine possono causare la degradazione dell'isolamento o un guasto improvviso del TC, minacciando l'affidabilità della rete. I metodi tradizionali di ispezione basati su interruzioni del servizio sono inefficienti e costosi.

Soluzione Innovativa: Integra il monitoraggio di parametri duali (vibrazione e corrente), utilizzando un motore AI per raggiungere un avviso precoce e una diagnosi intelligente dei guasti meccanici del TC.

Implementazione Tecnologica Principale

Rilevamento Collaborativo Multi-Parametrico:

Monitoraggio delle Vibrazioni ad Alta Frequenza: Distribuire accelerometri piezoelettrici a larga banda (5Hz-10kHz) su componenti chiave del TC (flange, supporti) per catturare con precisione i segnali di vibrazione strutturale anomala causati da allentamenti meccanici, spostamenti di parti, degradazione dell'isolamento o vibrazioni esterne (onde sismiche).
Cattura della Corrente Transitoria: Utilizzare bobine Rogowski passive per il monitoraggio non invasivo e in tempo reale delle forme d'onda della corrente sul lato primario del TC durante le operazioni di commutazione. Combinato con i segnali di operazione degli interruttori, identifica con precisione gli eventi di commutazione e analizza le caratteristiche dell'impulso e le loro forze d'impatto sulla struttura meccanica del TC.

Motore Diagnostico di Intelligenza Edge guidato dall'AI:

Utilizza un modulo di calcolo edge robusto (ampia gamma di temperature, resistente agli urti) installato localmente sul dispositivo per il trattamento in tempo reale dei dati di forma d'onda di vibrazione e corrente.
L'operazione principale utilizza un modello diagnostico intelligente proprietario 1D-CNN (Rete Neurale Convoluzionale 1D):

Input: Caratteristiche tempo-frequenza dell'accelerazione di vibrazione (analisi FFT) + Caratteristiche della forma d'onda dell'impulso di commutazione.
Output: Identifica con precisione i tipici modi di guasto meccanico ("allentamento dei bulloni", "spostamento del supporto di isolamento", "risonanza meccanica") con un tasso di diagnosi del 92%.
Possiede la capacità di "apprendimento adattivo" per adattarsi a diverse caratteristiche strutturali del TC e alle vibrazioni di fondo tra varie stazioni.

Avviso Locale Efficace & Comunicazione:

Mechanismo di Avviso Stratificato: Nel rilevare firme di guasto sospette, il motore edge genera immediatamente segnali di avviso/allarme (ad esempio, Avviso, Grave, Critico).
Trasmissione Semplificata senza Fili: Trasmissione crittografata dei segnali di allarme chiave (non dati grezzi) alla piattaforma HMI locale della stazione tramite tecnologia LoRa LPWAN, riducendo significativamente il carico di comunicazione e la latenza.
Visualizzazione HMI Locale: Visualizzazione in tempo reale basata su mappa che mostra il numero del TC in guasto, il tipo di guasto, il livello di allarme e le azioni raccomandate.

Scenari di Applicazione Obiettivi

Stazioni GIS in Aree Sismiche Ad Alti Livelli:

Avviso precoce dello spostamento o del danno strutturale del TC causato dagli scossoni sismici, prevenendo guasti secondari.
Monitoraggio continuo dei danni cronici al dispositivo causati da attività geologiche minori a lungo termine.

Rimodernamento e Aggiornamento di Stazioni GIS Invecchiate:

Distribuzione Senza Interruzione del Servizio: Installazione semplice dei sensori che non richiede modifiche alla struttura della camera di gas, garantendo l'integrità ermetica. Particolarmente adatto per stazioni più vecchie con finestre di interruzione limitate.
Rimodernamento Incrementale Economico: Sfrutta la tecnologia wireless e il calcolo edge, eliminando la necessità di cavi estesi o nuovi sistemi backend, risultando in un alto ROI del rimodernamento.

Stazioni Centrali e ad Alto Carico: Prevenzione dei rischi di malfunzionamento/fallimento dei relè di protezione e dei blackout su larga scala causati dal guasto improvviso del TC.

Valore e Vantaggi Principali

Avviso Precoce dei Rischi Maggiori: Predice efficacemente i guasti meccanici tipici con 7+ giorni di anticipo, fornendo ampio tempo per interventi proattivi.
Riduzione Significativa delle Interruzioni Non Pianificate: Riduce le interruzioni non pianificate causate dal guasto improvviso del TC di oltre il 60%, migliorando significativamente la disponibilità della rete e la soddisfazione dei clienti.
Vantaggi Dupli di Sicurezza e Costi: Previene i malfunzionamenti del sistema di protezione, i guasti per arco e i danni a catena all'interno della stazione causati dal guasto del TC.
Nuovo Paradigma di Manutenzione Intelligenti: Passa dalla "manutenzione periodica" alla "manutenzione predittiva", ottimizzando notevolmente la gestione delle parti di ricambio e la pianificazione del personale.
Progettazione Adeguata per Zone Fortemente Sismiche: Sensori passivi + Calcolo edge + Trasmissione wireless - nessun cavo lungo, resiliente a terremoti forti.
Costo Ottimale per Rimodernamenti di Stazioni Invecchiate: Soluzione leggera, indipendente dai grandi sistemi di monitoraggio della stazione; garantisce distribuzione rapida e restituzione.