Solució d'actualització intel·ligent i manteniment eficient per a transformadors de transmissió

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

1. Context i reptes
Alguns transformadors de transmissió en els sistemes actuals de xarxa elèctrica enfronten reptes significatius. D'una banda, l'equipament vell amb una vida útil allargada mostra una degradació gradual en el rendiment tècnic, la fiabilitat i la seguretat. D'altra banda, les inspeccions manuals tradicionals i la manutenció periòdica són ineficients i no detecten prontament possibles falles. La manutenció es veu afectada per costos elevats, dificultats operatives i problemes en la localització de falles. Això ha esdevingut un coll d'ampolla que limita l'eficiència, la seguretat i l'estabilitat de la xarxa. Per tant, és imperatiu avançar en l'actualització dels equips i integrar profundament mètodes de manutenció intel·ligents.

2. Solució: Estratègia doble impuls per a l'actualització de l'equip i la manutenció intel·ligent
Aquesta proposta adopta una estratègia que combina "Actualitzacions d'Hardware" i "Empoderament de Software" per millorar de manera holística el rendiment, la fiabilitat i l'eficiència de la manutenció dels transformadors de transmissió a través de la implementació sistemàtica de noves tecnologies.

2.1 Actualitzacions d'Equipament Central

Promoure els Reguladors de Relació de Voltatge Sota Càrrega (OLTC): Reemplaçar gradualment els transformadors fixos antics o no intel·ligents. Els OLTC ajusten automàticament les relacions de voltatge en temps real durant l'operació, respondint a les fluctuacions de la xarxa. Això incrementa significativament la estabilitat i la qualitat de la tensió, supera els transformadors tradicionals en gestionar variacions de càrrega i la integració d'energies renovables, i reduix els riscos de daus d'equipament o tallades de càrrega deguts a la instabilitat de la tensió.
Aplicar l'Equipament de Commutació Isolat amb Gas (GIS): Prioritzar el GIS sobre l'Equipament de Commutació Isolat amb Aire (AIS) en projectes nous o de recondicionament. El GIS integra interruptors, desconnectors, commutadors de terra, transformadors i parafangs en caixes metàl·liques sellades plenes de gas aïllant. Les avantatges principals inclouen:

Ahorro d'Espai: Ocupa només entre el 10% i el 30% de l'empremta de l'AIS, optimitzant l'ús de la terra en subestacions—ideal per a centres urbans, àrees amb limitacions de terreny o instal·lacions subterrànies.
Resiliència Ambiental: La construcció sellada protegeix contra el pols, l'humitat, la bruma salina i la contaminació, minimitzant els riscos de fallades externes i adaptant-se a climes severes.
Alta Fiabilitat & Seguretat: Redueix significativament els riscos d'arc voltaic i explosió; les taxes de fallada són molt més baixes que en l'AIS. Les tasques de manteniment disminueixen, millorant la seguretat del personal i de l'equipament.
Baix Soroll & EMI: L'aïllament metàl·lic minimitza el soroll operatiu i la interferència electromagnètica, reduint l'impacte ambiental.

2.2 Sistema Intel·ligent de Monitorització de Condició

Anàlisi de Gases Dissolts (DGA) en Monitorització en Línia: Serveix com la capa crítica de sensor. Analitzadors en temps real instal·lats en circuits d'oli monitoritzen continuament les concentracions i tendències dels gases dissolts (H₂, CH₄, C₂H₆, C₂H₄, C₂H₂, CO, CO₂).

Valor: Els tipus de gas, les concentracions i les velocitats de generació serveixen com "empreses digitals" sensibles que reflecteixen falles latents (per exemple, descomposició tèrmica, descàrregues parcials o arcing, sobrecalentament de l'oli). Utilitzant models analítics (per exemple, el Triangle de Duval, les Ratios de Rogers), el sistema avalua automàticament la salut, permetent avisos de falles precocis i precisos (per exemple, sobrecalentament de bobines, falles de terra al nucli, degradació de l'aïllament), passant de reparacions reactives a manutenció predictiva per prevenir fallades catastròfiques.

2.3 Gestió de Manutenció Intel·ligent Impulsada per IA

Plataforma de Dades Unificada: Integra dades multi-font (DGA, descàrrega parcial, corrent del nucli, temperatura/nivell d'oli, pèrdues de bornes), registres d'equipament, històric de manutenció i dades operatives (càrrega, tensió, temperatura ambiental) per crear un gemel digital del transformador.
Anàlisi de Dades Massives: Utilitza mineria de dades per correlacionar dades de monitorització amb els estats de l'equipament, establint models de base i identificant anomalies (especialment en paràmetres DGA).
Diagnòstic i Prensió de Decisions Impulsats per IA:

Diagnòstic de Falles i Localització: Algoritmes d'aprenentatge automàtic (per exemple, DNNs, SVM, Random Forest) aprenen de falles històriques i coneixement expert. Combinant amb dades en temps real, els models identifiquen intelligentment tipus de falles (per exemple, tèrmiques vs. elèctriques) i localitzen les seves fonts (per exemple, bobines, nucli, reguladors de relació de voltatge), facilitant la resolució ràpida de problemes.
Avaluació de Salut i Predicció de Vida Útil: L'IA sintetitza dades multidimensionals per quantificar punts de salut (per exemple, Índex de Salut) i predir la vida útil restant, orientant decisions de substitució.
Avisos de Risc i Optimització de Manutenció: Els sistemes avaluen automàticament nivells de risc i emeten avisos. Algoritmes d'optimització recomanen estratègies de manutenció personalitzades (per exemple, planificació d'interrupcions, prioritat de tasques) basades en risc, criticitat i recursos. Les falles confirmades activen protocols de reparació automatitzats.
Base de Coneixement Expert: Grafs de coneixement i sistemes experts incorporats estructuren el coneixement del domini i les normes, suportant decisions d'IA explicables i augmentant la credibilitat.

3. Beneficis Esperats

Inteligència Millorada: Combina hardware intel·ligent (auto-regulació OLTC), sensors i IA per habilitar "autopercepció, autodiagnòstic, auto-decisió, auto-optimització."
Fiabilitat Millorada: Major fiabilitat inherent del GIS/OLTC; la monitorització d'IA redueix les interrupcions no planificades anticipant falles.
Seguretat Augmentada: El disseny GIS i la monitorització intel·ligent redueixen els riscos d'explosió/incendi; la intervenció precoç de falles evita accidents.
Costos de Manutenció Inferiors: Redueix la freqüència d'inspeccions manuals; la manutenció basada en condicions evita la sobre-/sub-manutenció i optimitza recursos/repuestos; les mesures preventives reduïxen els costos de reparació.
Eficiència de Recursos: El GIS afegeix terreny; la manutenció intel·ligent augmenta l'utilització de l'equipament/personal.
Vida Útil Allargada: La gestió proactiva de la salut ralentiça el viejtissement de l'aïllament i la disminució del rendiment, prolongant la vida útil.

4. Recomanacions d'Implementació

Implementació Fasejada: Prioritzar l'equipament vell, les subestacions crítiques i els centres d'interconnexió urbans.
Estandarització Primera: Desenvolupar especificacions uniformes per a la selecció d'equips, instal·lació de sensors, protocols de dades, interfícies de plataforma i modelització d'IA.
Integració de Dades: Trencar silos consolidant dades de monitorització i gestió en una plataforma unificada.
Transformació de la Força de Treball: Formar el personal en monitorització intel·ligent, anàlisi de dades i diagnòstic d'IA per passar a una col·laboració dirigida per dades entre humans i IA.
Millores Contínues: Refinar iterativament models d'IA i estratègies utilitzant retroalimentació operativa.