GIS Strømtransformator Intelligensløsning: Mekanisk Feil Varslingssystem basert på Vibrasjon-Strøm Kobling

Kjerneproblemet: I jordskjelvsutsatte områder og alderdomsbelasted GIS-stasjoner er mekaniske strukturer (f.eks. fasteningsdeler, isolerende støtter) i strømtransformatorer (CTs) utsatt for skade fra kontinuerlig vibrasjon eller plutselige påkjenninger. Dette kan føre til skjulte feil som løsning, avkobling eller forskyvning, som til slutt kan føre til isoleringsforringelse eller plutselig CT-kollaps, og truer nettets pålitelighet. Tradisjonelle inspeksjonsmetoder basert på driftsstans er ineffektive og kostnadsbelasted.

Innovativ løsning: Integrerer dobbeltparameterovervåking av vibrasjon og strøm, og bruker en AI-motor for å oppnå tidlig varsling og intelligent diagnose av mekaniske feil i CT-er.

Kjerne teknologisk implementering

1. Flere parametere samarbeidende sensoring:
• Høyfrekvensvibrasjonsovervåking: Installer bredbånds piezoelektriske akselerometer (5Hz-10kHz) på kritiske CT-komponenter (flanger, støtter) for å nøyaktig fange unormal strukturell vibrasjonssignal induksjon fra mekanisk løsning, del-forskyvning, isoleringsforringelse eller eksterne vibrasjoner (jordskjelvsvåger).
• Overgangsstrømfangst: Bruk passive Rogowski-spoler for ikke-invasiv, sanntids overvåking av CT primærside bryteroperasjonens strømbølgeformer. Kombinert med bryteroperasjonssignaler, identifiserer det nøyaktig bryterhendelser og analyserer inrush karakteristika og deres påvirkningskrefter på CT-mekanisk struktur.
2. AI-drevet kantintelligensdiagnosemotor:
• Bruker et robust kantberegningsmodul (bred temperatur, støytresistent) installert lokalt på enheten for sanntids behandling av vibrasjon og strømbølgedata.
• Kjerneoperasjon bruker et egenutviklet 1D-CNN (1D konvolusjonell nevralnettverk) intelligent diagnostisk modell:
• Inndata: Vibrasjonakselerasjon tid/frekvens egenskaper (FFT-analyse) + Bryterinrush bølgeformegenskaper.
• Utdata: Nøyaktig identifiserer typiske mekaniske feilmønstre ("bolt løsning," "isolering støtte forskyvning," "mekanisk resonans") med en diagnostikk nøyaktighetsrate på 92%.
• Har "adaptiv læring" evne for å tilpasse seg ulike CT-strukturelle og bakgrunnsvibrasjonskarakteristika i ulike stasjoner.
3. Effektiv lokal varsling & kommunikasjon:
• Trinnet varslingssystem: Ved oppdagelse av mistenkt feilsignatur genererer kantmotoren umiddelbart varsling/alarm-signaler (f.eks. Varsling, Alvorlig, Kritisk).
• Forkortet trådløs overføring: Kryptert overføring av nøkkelsignal (ikke rådata) til stasjonens lokale HMI-plattform via LoRa LPWAN-teknologi, reduserer betydelig kommunikasjonslast og forsinkelse.
• Lokal HMI-visning: Sanntids kartbasert visning som viser feilaktige CT-nummer, feiltypen, alarmnivå, og anbefalte handlinger.

Målsette anvendelsesscenarier

1. GIS-stasjoner i høy-jordskjelvsområder:
• Tidlig varsling av CT-forskyvning eller strukturelle skader utløst av jordskjelvsvåger, forhindrer sekundære feil.
• Kontinuerlig overvåking av kroniske utstyrsbeskadigelser forårsaket av langvarig mindre geologisk aktivitet.
2. Oppgraderinger og fornyelser av eldre GIS-stasjoner:
• Driftsfri installasjon: Enkel sensorinstallasjon som krever ingen endringer i gasskammerstrukturen, sikrer lufttett integritet. Spesielt passende for eldre stasjoner med begrenset driftsvindu.
• Kostnadseffektiv gradvis oppgradering: Nyttar trådløs teknologi og kantberegning, eliminerer behovet for omfattende kablings- eller nye backend-systemer, resulterer i høy ROI for oppgradering.
3. Kritiske knutepunkter og høybelasted stasjoner: Forebygger risiko for misfunksjon/feil i beskyttelsesreléer og store strømtap forårsaket av plutselig CT-kollaps.

Kjerneverdi & fordeler

• Tidlig hovedrisikovarsling: Forutsier effektivt typiske mekaniske feil 7+ dager i forveien, gir god tid for proaktiv innblanding.
• Betydelig reduksjon i uforventede driftsstanser: Reduserer uforventede driftsstanser forårsaket av plutselig CT-kollaps med over 60%, øker betydelig nettets tilgjengelighet og kundetilfredshet.
• Doble sikkerhets- og kostnadsfordeler: Forebygger beskyttelsessystemmisfunksjon, buefeil, og kaskadende utstyrsskader i stasjonen forårsaket av CT-kollaps.
• Ny smart O&M-paradigme: Skifter fra "periodisk vedlikehold" til "prediktivt vedlikehold", optimaliserer betydelig reservdelers forvaltning og arbeidskraftsplanlegging.
• Design tilpasset sterke jordskjelvsområder: Passive sensorer + Kantberegningsmotor + Trådløs overføring - ingen lange kabler, motstandsdyktig mot sterke jordskjelv.
• Optimal kostnad for oppgradering av eldre stasjoner: Lys løsning, uavhengig av store stasjonsmonteringssystemer; sikrer rask installasjon og tilbakebetaling.