GIS 전압 변환기 지능형 운영 및 유지보수 솔루션: IoT 기반 예지적 유지보수 시스템

1.도전 과제:
GIS 장비 내 전통적인 전압 변환기(VTs)는 높은 주파수의 수동 점검을 필요로 하며, 이를 통해 세 가지 핵심 문제점이 발생합니다:

잠재적 고장의 지연 감지: 폐쇄된 가스 절연 구조(GIS)는 내부 부분 방전(PD), 미세한 SF6 가스 밀도 감소, 이상 온도 상승과 같은 조기 고장 지표를 시각적으로 감지하거나 일반적인 방법으로 찾는 것을 어렵게 만듭니다.
낮은 대응 효율성: 긴 수동 점검 주기(주/월)로 인해 절연 파괴나 가스 누출과 같은 갑작스러운 고장이 경고 없이 발생하여 예상치 못한 정전을 초래합니다.
높은 유지보수 비용: 예방 검사와 일상적인 유지보수는 많은 인력과 자원을 소모하며, 과도한 유지보수와 부족한 유지보수 모두 위험을 초래합니다.

2. 솔루션: IoT 기반 예측 유지보수 시스템
이러한 도전 과제를 해결하기 위해, 이 솔루션은 GIS-VTs의 전체 수명 주기를 포함하는 지능형 모니터링 네트워크를 구축합니다:

(1) 포괄적인 센싱 레이어:

신뢰성 있는 전송: 센서 데이터는 산업용 무선/광섬유 네트워크를 사용하여 장치 내장 IoT 게이트웨이를 통해 클라우드 모니터링 플랫폼으로 실시간으로 전송되어 데이터의 적시성과 무결성을 보장합니다.

(2) AI 기반 분석 플랫폼:

빅 데이터 융합: 플랫폼은 실시간 모니터링 데이터와 유사 장비의 고장 데이터베이스, 환경 조건(부하, 온도) 등 다차원 정보를 통합합니다.
AI 진단 엔진:

특징 추출: 자동으로 PD 패턴(예: 떠다니는 방전, 표면 방전), 가스 누출 경향 곡선, 온도 이상 상관 맵을 식별합니다.
딥 러닝 예측: LSTM 및 Random Forest와 같은 알고리즘을 사용하여 고장 예측 모델을 구축하고, 구성 요소 건강 지수(HI)와 잔여 유용 수명(RUL)을 정량적으로 평가합니다.
정확한 조기 경보: "절연체 표면 방전 저하" 또는 "씰링 링 노화로 인한 가스 미세 누출"과 같은 중요한 고장을 최소 7일 전에 예측하며, 조기 경보 정확도는 92%를 초과합니다.

(3) 시각화된 O&M 대시보드:

포괄적인 시각화: 다중 수준(GIS 장비, 베이, 개별 VT) 건강 상태 개요를 제공하여 자산 기록, 실시간 데이터, 역사적 추세, 알람 정보를 한 곳에서 관리할 수 있도록 지원합니다.
지능형 작업 주문 배치: 경고 수준과 예측 결과(예: "A상 VT: 3일 내 PD 재테스트 및 시일 점검 권장")에 따라 정확한 유지보수 작업 주문을 생성 및 배치하여 자원 할당을 최적화합니다.
지식 축적: 자동으로 고장 분석 보고서를 생성하고, O&M 지식 베이스를 지속적으로 구축하며, 모델 최적화를 촉진합니다.

3. 주요 혜택

지표	개선	실현 가치
장비 신뢰성	≥40% 갑작스러운 고장률 감소	대규모 정전을 방지하고, 그리드 중추의 안정성을 보장합니다.
O&M 효율성	35% 비계획 수리 주문 감소	직원들이 중요한 영역에 집중하고, 효율성이 배가됩니다.
O&M 비용	≥25% 전체 O&M 비용 감소	효과 없는 점검 및 과도한 유지보수를 줄이고, 여분 부품 재고를 최적화합니다.
장비 가용성	≥99.9% 연간 종합 가용성	그리드의 높은 전력 공급 신뢰성 목표를 지원합니다.
결정 지원	데이터 기반 정밀 결정	"예정된 유지보수"에서 "정밀 유지보수"로 전환하여 장비 수명을 연장합니다.

4. 참조 사례

500kV 허브 변전소 GIS 장비 클러스터: 시스템 배포 후, 성공적으로 3건의 잠재적 VT 절연 고장(2건의 떠다니는 방전, 1건의 가스 챔버 시일 이상)에 대한 조기 경보를 제공하여 8-14일 앞서 경고를 발령하고, 상당한 경제적 손실을 피했습니다. 연간 유지보수 비용은 28% 감소했으며, 장비 강제 정전 빈도는 0으로 낮아졌습니다.

07/11/2025

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