GIS Current Transformer Intelligence Solution: ระบบเตือนภัยล่วงหน้าสำหรับปัญหาทางกลโดยใช้การเชื่อมโยงระหว่างแรงสั่นสะเทือนและกระแสไฟฟ้า

ปัญหาหลัก:​​ ในพื้นที่ที่มีการเกิดแผ่นดินไหวและสถานีไฟฟ้า GIS ที่มีอายุมาก โครงสร้างกลไก (เช่น ตัวยึด ส่วนรองรับฉนวน) ของเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (CTs) มีความเสี่ยงต่อการชำรุดจากแรงสั่นสะเทือนอย่างต่อเนื่องหรือแรงกระแทกอย่างกะทันหัน ซึ่งอาจนำไปสู่ข้อผิดพลาดที่ซ่อนอยู่ เช่น การคลายตัว การหลุดออก หรือการเลื่อนตำแหน่ง ทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของฉนวนหรือการล้มเหลวของ CT อย่างกะทันหัน คุกคามความน่าเชื่อถือของระบบไฟฟ้า วิธีตรวจสอบโดยการตัดไฟแบบดั้งเดิมไม่มีประสิทธิภาพและมีค่าใช้จ่ายสูง

​โซลูชันนวัตกรรม:​​ รวมการตรวจสอบพารามิเตอร์คู่ของการสั่นสะเทือนและการไหลของกระแส โดยใช้เอนจิ้น AI เพื่อให้คำเตือนล่วงหน้าและการวินิจฉัยอัจฉริยะของข้อผิดพลาดทางกลไกของ CT

​การดำเนินการเทคโนโลยีหลัก​

1. ​การตรวจจับพารามิเตอร์หลายรายการร่วมกัน:​​
• ​การตรวจสอบการสั่นสะเทือนความถี่สูง:​​ ติดตั้งเครื่องวัดความเร่ง piezoelectric ความถี่กว้าง (5Hz-10kHz) บนส่วนสำคัญของ CT (ฝาครอบ, ส่วนรองรับ) เพื่อจับสัญญาณการสั่นสะเทือนโครงสร้างที่ผิดปกติที่เกิดจากความคลายตัวของส่วนกลไก การเลื่อนตำแหน่งของส่วนประกอบ การเสื่อมสภาพของฉนวน หรือแรงสั่นสะเทือนภายนอก (คลื่นแผ่นดินไหว)
• ​การจับกระแสไฟฟ้าชั่วขณะ:​​ ใช้โรโกวสกี้คอยล์แบบพาสซีฟเพื่อการตรวจสอบกระแสไฟฟ้าในเวลาจริงที่ไม่ต้องเข้าไปยุ่งเกี่ยวของ CT ด้านปฐมภูมิ ร่วมกับสัญญาณการทำงานของเบรกเกอร์ สามารถระบุเหตุการณ์การเปลี่ยนแปลงและวิเคราะห์ลักษณะของกระแสไฟฟ้าชั่วขณะและแรงกระแทกต่อโครงสร้างกลไกของ CT ได้อย่างแม่นยำ
2. ​เอนจิ้นวินิจฉัยอัจฉริยะที่ขับเคลื่อนด้วย AI ที่ขอบเครือข่าย:​​
• ใช้โมดูลคอมพิวเตอร์ที่ขอบเครือข่ายที่ทนทาน (ทนต่ออุณหภูมิและความสั่นสะเทือน) ติดตั้งบนอุปกรณ์เพื่อประมวลผลข้อมูลการสั่นสะเทือนและการไหลของกระแสในเวลาจริง
• การดำเนินการหลักใช้โมเดลวินิจฉัยอัจฉริยะ ​1D-CNN (1D Convolutional Neural Network)​​ ที่เป็นกรรมสิทธิ์:
• ​ข้อมูลนำเข้า:​​ คุณสมบัติเวลา-ความถี่ของความเร่งการสั่นสะเทือน (การวิเคราะห์ FFT) + ลักษณะของกระแสไฟฟ้าชั่วขณะจากการเปลี่ยนแปลง
• ​ผลลัพธ์:​​ ระบุโหมดข้อผิดพลาดทางกลไกที่พบบ่อย ("การคลายตัวของสลักเกลียว", "การเลื่อนตำแหน่งของส่วนรองรับฉนวน", "การสั่นสะเทือนกลไก") ด้วยความแม่นยำในการวินิจฉัย 92%
• มีความสามารถในการ "เรียนรู้ปรับตัว" เพื่อปรับตัวให้เหมาะสมกับโครงสร้าง CT และลักษณะการสั่นสะเทือนพื้นหลังที่แตกต่างกันในสถานีไฟฟ้าต่างๆ
3. ​การแจ้งเตือนและสื่อสารภายในที่มีประสิทธิภาพ:​​
• ​กลไกแจ้งเตือนระดับต่างๆ:​​ เมื่อตรวจพบลายเซ็นข้อผิดพลาดที่สงสัย เอนจิ้นที่ขอบเครือข่ายจะสร้างสัญญาณเตือน/แจ้งเตือนทันที (เช่น แจ้งเตือน, ร้ายแรง, วิกฤติ)
• ​การส่งผ่านไร้สายที่ง่าย:​​ การส่งผ่านรหัสสัญญาณเตือน (ไม่ใช่ ข้อมูลดิบ) ไปยังแพลตฟอร์ม HMI ภายในสถานีไฟฟ้าผ่านเทคโนโลยี LoRa LPWAN ลดภาระการสื่อสารและความหน่วงอย่างมาก
• ​การแสดงผล HMI ภายในสถานี:​​ แสดงแผนที่ตามเวลาจริงแสดงหมายเลข CT ที่มีข้อผิดพลาด ประเภทข้อผิดพลาด ระดับการแจ้งเตือน และข้อเสนอแนะการดำเนินการ

​สถานการณ์การใช้งานเป้าหมาย​

1. ​สถานีไฟฟ้า GIS ในพื้นที่ที่มีการเกิดแผ่นดินไหวสูง:​​
• การเตือนล่วงหน้าของ CT ที่เลื่อนตำแหน่งหรือเสียหายทางโครงสร้างที่เกิดจากแรงสั่นสะเทือนหลังจากแผ่นดินไหว ป้องกันข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นทีหลัง
• การตรวจสอบอย่างต่อเนื่องของความเสียหายอุปกรณ์ที่เกิดจากกิจกรรมทางธรณีวิทยาขนาดเล็กในระยะยาว
2. ​การปรับปรุงและอัปเกรดสถานีไฟฟ้า GIS ที่มีอายุมาก:​​
• ​การติดตั้งโดยไม่ต้องตัดไฟ:​​ การติดตั้งเซ็นเซอร์ที่ง่ายโดยไม่ต้องแก้ไขโครงสร้างห้องก๊าซ รักษาความสมบูรณ์ของอากาศ เหมาะสมสำหรับสถานีที่มีอายุมากที่มีช่วงเวลาตัดไฟจำกัด
• ​การปรับปรุงแบบค่อยเป็นค่อยไปที่ประหยัดค่าใช้จ่าย:​​ ใช้เทคโนโลยีไร้สายและคอมพิวเตอร์ที่ขอบเครือข่าย ไม่จำเป็นต้องใช้สายเคเบิลจำนวนมากหรือระบบหลังบ้านใหม่ ทำให้มี ROI ในการปรับปรุงที่สูง
3. ​สถานีไฟฟ้าศูนย์กลางและสถานีที่มีโหลดสูง:​​ การป้องกันความเสี่ยงจากการทำงานผิดพลาดหรือล้มเหลวของรีเลย์ป้องกันและไฟฟ้าดับครั้งใหญ่ที่เกิดจาก CT ล้มเหลวอย่างกะทันหัน

​คุณค่าหลักและข้อได้เปรียบ​

• ​การเตือนภัยล่วงหน้าของความเสี่ยงหลัก:​​ สามารถคาดการณ์ข้อผิดพลาดทางกลไกที่พบบ่อยล่วงหน้า 7+ วัน มอบเวลาเพียงพอสำหรับการแทรกแซงอย่างมีประสิทธิภาพ
• ​ลดการตัดไฟโดยไม่คาดคิดอย่างมาก:​​ ลดการตัดไฟที่เกิดจาก CT ล้มเหลวอย่างกะทันหันมากกว่า 60%​ ยกระดับความพร้อมใช้งานของระบบไฟฟ้าและความพึงพอใจของลูกค้าอย่างมาก
• ​ประโยชน์ด้านความปลอดภัยและค่าใช้จ่าย:​​ ป้องกันการทำงานผิดพลาดของระบบป้องกัน การเกิดอาร์คไฟฟ้า และความเสียหายของอุปกรณ์แบบลูกโซ่ภายในสถานีไฟฟ้าที่เกิดจาก CT ล้มเหลว
• ​รูปแบบการบำรุงรักษาอัจฉริยะใหม่:​​ ย้ายจาก "การบำรุงรักษาตามกำหนดเวลา" เป็น "การบำรุงรักษาตามการพยากรณ์" ปรับปรุงการจัดการอะไหล่และการวางแผนแรงงานอย่างมาก
• ​การออกแบบที่เหมาะสมสำหรับพื้นที่ที่มีการเกิดแผ่นดินไหวสูง:​​ เซ็นเซอร์แบบพาสซีฟ + คอมพิวเตอร์ที่ขอบเครือข่าย + การส่งผ่านไร้สาย - ไม่ต้องใช้สายเคเบิลยาว ทนต่อแผ่นดินไหวแรงๆ
• ​ค่าใช้จ่ายที่เหมาะสมสำหรับการปรับปรุงสถานีที่มีอายุมาก:​​ โซลูชันเบาบาง ไม่ต้องพึ่งพาระบบตรวจสอบสถานีไฟฟ้าขนาดใหญ่ รับประกันการติดตั้งอย่างรวดเร็วและการคืนทุน