Рішення для інтелектуального трансформатора GIS: Система раннього попередження про механічні вади на основі зв'язку вібрації-струму

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

Основна проблема: У сейсмічно активних регіонах та старих підстанціях GIS механічні конструкції (наприклад, кріплення, ізоляційні підтримки) трансформаторів струму (ТС) чутливі до пошкоджень від постійних вібрацій або раптових ударів. Це може призвести до прихованих дефектів, таких як розслаблення, відокремлення або зміщення, що врешті-решт призводить до вироблення ізоляції або раптового виходу ТС з ладу, загрожуючи надійності мережі. Традиційні методи перевірки на основі простої зупинки енергопостачання неефективні та дорогі.

Інноваційне рішення: Інтеграція моніторингу подвійних параметрів - вібрації та струму, використання AI-двигуна для забезпечення раннього попередження та інтелектуальної діагностики механічних дефектів ТС.

Основна технологічна реалізація

Колаборативний моніторинг багатьох параметрів:

Моніторинг високочастотних вібрацій: Встановлення широкосмугових п'єзоелектричних акселерометрів (5Гц-10кГц) на ключових компонентах ТС (фланці, підтримки) для точного захоплення аномальних сигналів структурних вібрацій, спричинених механічним розслабленням, переміщенням деталей, виробленням ізоляції або зовнішніми вібраціями (сейсмічні хвилі).
Захоплення стрибкоподібного струму: Використання пасивних катушок Роговського для ненавмисного, реального часу моніторингу форм струму першої сторони ТС. Поєднуючи сигнали роботи вимикача, точно визначається подія комутації та аналізуються характеристики стрибкоподібного струму та їх вплив на механічну структуру ТС.

AI-приводжений двигун краєвої інтелектуальної діагностики:

Використання приспособленого модуля краєвої обчислювальної системи (широкий температурний діапазон, стійкий до вібрацій), встановленого безпосередньо на пристрої для реального часу обробки даних вібрацій та форм струму.
Основна операція використовує пропріетарну модель інтелектуальної діагностики 1D-CNN (1D конволюційна нейронна мережа):

Вхід: Часово-частотні характеристики вібраційного прискорення (аналіз FFT) + Характеристики форм стрибкоподібного струму.
Вихід: Точне визначення типових механічних режимів дефектів ("розслаблення болта", "переміщення ізоляційної підтримки", "механічний резонанс") з точністю діагностики 92%.
Має спроможність адаптивного навчання для адаптації до різних характеристик структури ТС та фонових вібрацій у різних підстанціях.

Ефективне місцеве попередження та зв'язок:

Механізм послідовного попередження: При виявленні підозрілих підписів дефектів, двигун краю відразу генерує сигнали попередження/тревоги (наприклад, Попередження, Серйозно, Критично).
Спрощений бездротовий пересилання: Шифроване пересилання ключових сигналів тривоги (не сурові дані) на місцеву платформу HMI підстанції через технологію LoRa LPWAN, значно зменшуючи навантаження та затримку зв'язку.
Місцевий дисплей HMI: Реальні карти, що показують номер ТС з дефектом, тип дефекту, рівень тривоги та рекомендовані дії.

Цільові сценарії застосування

Підстанції GIS у сейсмічно активних районах:

Раннє попередження про зміщення або структурні пошкодження ТС, спричинені сейсмічними післяшоками, запобігання вторинним дефектам.
Постійний моніторинг хронічних пошкоджень обладнання, спричинених довготривалими малими геологічними активностями.

Модернізація та оновлення старих підстанцій GIS:

Встановлення без відключення: Просте встановлення датчиків, яке не потребує модифікації структури газового камеру, забезпечуючи герметичність. Особливо придатне для старих станцій з обмеженими вікнами відключення.
Економічна поступова модернізація: Використання бездротових технологій та краєвої обчислення, що елімінує потребу у масштабному кабелюванні або нових задніх систем, що призводить до високої ROI модернізації.

Критичні вузлові та високонавантажені підстанції: Запобігання ризику невірної роботи або виходу з ладу захисних реле та масштабних відключень, спричинених раптовим виходом ТС з ладу.

Основна цінність та переваги

Раннє попередження про великі ризики: Ефективно прогнозує типові механічні дефекти за 7+ днів наперед, надаючи достатньо часу для проактивного втручання.
Значне зниження непланованих відключень: Зменшує неплановані відключення, спричинені раптовим виходом ТС з ладу, більше ніж на 60%, значно підвищуючи доступність мережі та задоволення клієнтів.
Подвійні переваги безпеки та вартості: Запобігає невірній роботі систем захисту, дуговим дефектам та каскадним пошкодженням обладнання на підстанції, що виникають через виход ТС з ладу.
Новий інтелектуальний парадигма O&M: Переходить від "періодичного обслуговування" до "прогнозного обслуговування", значно оптимізуючи управління запасними частинами та планування робочої сили.
Дизайн, придатний для сильно сейсмічних зон: Пасивні датчики + Краєва обчислення + Бездротове пересилання - без довгих кабелів, стійкі до сильних землетрусів.
Оптимальна вартість для модернізації старих станцій: Легке рішення, незалежне від великих систем моніторингу підстанцій; забезпечує швидку реалізацію та повернення вкладеного.