GIS feszültségátalakító intelligens üzemeltetési és karbantartási megoldás: IoT-alapú előrejelző karbantartási rendszer

1.Kihívások:​​
A hagyományos feszültségátalakítók (VT-k) a GIS-berendezésekben gyakran magasfrekvenciás kézi ellenőrzéseket igényelnek, amely három alapvető problémához vezet:

• ​Lehetséges hibák késői felismerése:​​ A zárt gázizolált szerkezet (GIS) miatt a korai hiba jelei, mint például a belső részleges elszivárgás (PD), a kis mértékű SF6 gáz sűrűség-csökkenés és az anormális hőemelkedés, nehéz megszemlélhetővé vagy konvencionális módszerekkel észlelése.
• ​Alacsony reagálási hatékonyság:​​ A hosszú kézi ellenőrzési ciklusok (hetek/hónapok) miatt a váratlan hibák, mint például az izoláció megsérülése vagy a gáz elvesztése, gyakran előre figyelmeztetés nélkül fordulnak elő, ami tervezetlen leállásokhoz vezet.
• ​Magas Üzemeltetési és Karbantartási (O&M) költségek:​​ A megelőző tesztek és a rutin karbantartás jelentős emberi erőforrást és anyagi forrást igényel, ahol a túlzott karbantartás és a hiányos karbantartás is kockázatot jelent.

​2. Megoldás: IoT-alapú előrejelző karbantartási rendszer​
Ezeknek a kihívásoknak a kezelésére ez a megoldás egy intelligens monitorozási hálót hoz létre, amely a GIS-VT-k teljes életciklusát lefedi:

​​(1) Teljes érzékelő réteg:​​

• ​Precíz telepítés:​​ Magasprecíziós érzékelők beágyazása vagy csatolása a VT-k kulcsfontosságú csomópontjaihoz (pl., nagyfeszültségű kapcsolatok, szeparátorok között, gázkompartmenstest):
• Részleges elszivárgás (PD) érzékelők: Magasfrekvenciás CT vagy Ultra-Magasan Frekvenciás (UHF) érzékelők valós időben érzékelik az izoláció romlásának jeleit.
• Gáz sűrűség és nedvesség érzékelők: Folyamatosan nyomon követik az SF6 gáz nyomás, sűrűség és nedvesség tartalmának változásait.
• Hőmérséklet érzékelők: Figyelik a vezetékkapcsolatok és a berendezéskorongok anormális hőemelkedési pontjait.
• ​Megbízható átvitel:​​ Az érzékelő adatok valós időben továbbításra kerülnek eszközbe ágyazott IoT-átjárókkal, ipari minőségű vezeték nélküli vagy optikus hálózatokon, egy felhőalapú monitorozási platformra, amely biztosítja az adatok időben és integritásban történő érkezését.

​​(2) AI-alapú elemző platform:​​

• ​Nagy adatok integrációja:​​ A platform integrálja a valós idejű monitorozási adatokat többdimenziós információkkal, mint például a történelmi működési/karbantartási rekordok, hasonló berendezések hibadatbázisai és környezeti feltételek (terhelés, hőmérséklet).
• ​AI diagnosztikai motor:​​
• Jellemvonás kinyerése: Automatikusan azonosítja a PD mintákat (pl., fluktuáló elszivárgás, felületi elszivárgás), a gáz elvesztési trend görbéit és a hőmérsékleti anomáliák korrelációs térképeit.
• Mély tanulási predikció: LSTM és Véletlenszerű Erdo algoritmusokat alkalmaz, hogy hibaelőrejelző modelleket építson, kvantitatívan értékelve a komponensek egészségi mutatóit (HI) és a maradék hasznos élettartamot (RUL).
• Precíz előrejelzés: Legalább 7 nap múlva előre jelez kritikus hibákat, mint például a "izolátor felületi elszivárgás romlása" vagy a "gáz mikro-elszivárgás, mivel a szigetelőgyűrű öregedése", az előrejelezési pontossága 92%-nál magasabb.

​​(3) Visualizált Üzemeltetési és Karbantartási (O&M) irányítópult:​​

• ​Teljes átfogó vizualizáció:​​ Több szintű (GIS-berendezés, ügyfélszolgálat, egyéni VT) egészségi állapot áttekintést nyújt, amely támogatja az eszközrekordok, a valós idejű adatok, a történelmi trendek és a riasztási információk egyhelyi kezelését.
• ​Intelligens feladatlista kiosztás:​​ Pontos karbantartási feladatlistákat generál és kioszt a riasztási szintek és a predikció eredményei alapján (pl., "A fázis VT: Javasoljuk, hogy 3 napon belül újra PD-tesztelést és szigetelővizsgálatot végezzenek"), optimalizálva az erőforrások felhasználását.
• ​Tudás gyűjtése:​​ Automatikusan generál hibaelemző jelentéseket, folyamatosan épít O&M tudásbázist, és segít a modell optimalizálásában.

​3. Fő előnyök​

​4. Referencia eset​

• ​500 kV központi alámerési GIS-berendezési csoport:​​ A rendszer beüzemelése után sikeresen korai figyelmeztetést adott 3 potenciális VT izolációhiba esetében (2 fluktuáló elszivárgás, 1 gázkompartmen-szigetelő anomália), 8-14 nap előre, elkerülve jelentős gazdasági veszteségeket. Az éves karbantartási költségek 28%-kal csökkentek, és a berendezések kényszerített leállási frekvenciája nulla lett.