Розумне оновлення та ефективне обслуговування рішення для лінійних трансформаторів

1. Фон та виклики​
Деякі перетворювачі у сучасних системах електропостачання стикаються з значними викликами. З одного боку, постаріле обладнання з продовженим терміном експлуатації демонструє поступове погіршення технічних характеристик, надійності та безпеки. З іншого боку, традиційні ручні перевірки та періодичне обслуговування є неефективними, затримуючи виявлення потенційних дефектів. Підтримка в порядку характеризується високими витратами, складністю управління та проблемами з локалізацією дефектів. Це стало бутлянкою, яка обмежує ефективність, безпеку та стабільність мережі. Тому дуже важливо проводити модернізацію обладнання та глибоко інтегрувати інтелектуальні методи обслуговування.

​2. Рішення: Двостороння стратегія модернізації обладнання та інтелектуального обслуговування​
Ця пропозиція використовує стратегію, що поєднує "Модернізацію апаратного забезпечення" та "Вдосконалення програмного забезпечення", для комплексного підвищення продуктивності, надійності та ефективності обслуговування перетворювачів через систематичне розгортання нових технологій.

​2.1 Основні модернізації обладнання​

• ​Просування перетворювачів з регулювання напруги під навантаженням (OLTC):​​ Поступово замінювати постаріле або неінтелектуальне обладнання з фіксованими кроками. OLTC автоматично налаштовує співвідношення напруг в режимі реального часу, реагуючи на коливання мережі. Це значно покращує стабільність та якість напруги, перевершує традиційні перетворювачі у вирішенні завдань зі змінами навантаження та інтеграцією відновлювальної енергії, та зменшує ризики пошкодження обладнання або відключення навантаження через нестабільність напруги.
• ​Застосування газово-ізольованого комутаційного пристрою (GIS):​​ Приорітет GIS над традиційним повітряно-ізольованим комутаційним пристроєм (AIS) у нових або реконструкційних проектах. GIS інтегрує вимикачі, відключувачі, заземлювачі, перетворювачі та захисні пристрої до герметичних металевих корпусів, заповнених ізоляційним газом. Основні переваги включають:
• ​Економія простору:​​ Займає лише 10%-30% площі AIS, оптимізуючи використання земельних ділянок під підстанціями — ідеально для міських центрів, територій з обмеженими земельними ресурсами або підземних об'єктів.
• ​Стійкість до неблагоприятних умов:​​ Герметична конструкція захищає від пилу, вологи, солоного туману та забруднення, мінімізуючи ризики зовнішніх дефектів та адаптується до жорстких кліматичних умов.
• ​Висока надійність та безпека:​​ Значно зменшує ризики дугових пробоїв та вибухів; частота відмов набагато нижча, ніж у AIS. Обсяги робіт з обслуговування зменшуються, підвищуючи безпеку персоналу та обладнання.
• ​Низький шум та ЕМІ:​​ Металева екранізація мінімізує робочий шум та електромагнітні втручання, зменшуючи вплив на довкілля.

​2.2 Інтелектуальна система моніторингу стану​

• ​Онлайн моніторинг аналізу розчинених газів (DGA):​​ Слугує як ключовий чутливий шар. Реальні аналізатори, встановлені в масляних контурах, неперервно моніторять концентрації та тенденції розчинених газів (H₂, CH₄, C₂H₆, C₂H₄, C₂H₂, CO, CO₂).
• ​Цінність:​​ Типи, концентрації та швидкості генерації газів служать чутливими "відбитками пальців", відображаючи приховані дефекти (наприклад, теплове розкладання, часткові/дугові розряди, перегрівання масла). Використовуючи аналітичні моделі (наприклад, трикутник Дюваля, співвідношення Роджерса), система автоматично оцінює здоров'я, забезпечуючи ранні, точні попередження про дефекти (наприклад, перегрівання в'язок, дефекти заземлення сердечника, деградація ізоляції), переходячи від реактивного ремонту до прогнозного обслуговування, щоб запобігти катастрофічним аваріям.

​2.3 Інтелектуальне управління обслуговуванням на основі ШІ​

• ​Спільна платформа даних:​​ Інтегрує дані з різних джерел (DGA, часткові розряди, струм сердечника, температура/рівень масла, втрати в вставках), записи обладнання, історію обслуговування та оперативні дані (навантаження, напруга, температура оточення) для створення цифрового двійника перетворювача.
• ​Аналітика великих даних:​​ Використовує датамайнінг для кореляції моніторингових даних зі станом обладнання, встановлюючи базові моделі та виявляючи аномалії (особливо в параметрах DGA).
• ​Діагностика та прийняття рішень на основі ШІ:​​
• ​Діагностика та локалізація дефектів:​​ Алгоритми машинного навчання (наприклад, DNNs, SVM, Random Forest) навчаються на історичних дефектах та експертних знаннях. Разом з реальними даними, моделі інтелектуально визначають типи дефектів (наприклад, теплові проти електричних) та знаходять їх походження (наприклад, в'язки, сердечник, регулятори напруги), допомагаючи швидкому виправленню.
• ​Оцінка здоров'я та прогноз тривалості використання:​​ ШІ суміщує багатовимірні дані для квантифікації показників здоров'я (наприклад, індекс здоров'я) та прогнозу залишкового строку служби, керуючи рішеннями щодо заміни.
• ​Попередження про ризики та оптимізація обслуговування:​​ Системи автоматично оцінюють рівні ризиків та виділяють попередження. Оптимізаційні алгоритми рекомендують спеціальні стратегії обслуговування (наприклад, планування простоїв, пріоритизація задач) на основі ризиків, критичності та ресурсів. Підтверджена дефектація викликає автоматичні протоколи ремонту.
• ​База знань експертів:​​ Вбудовані графи знань та експертні системи структурують доменне знання та стандарти, підтримуючи пояснені рішення ШІ та підвищуючи достовірність.

​3. Очікувані переваги​

1. ​Покращена інтелектуальність:​​ Поєднує інтелектуальне апаратне забезпечення (автоматичне регулювання OLTC), датчики та ШІ, щоб забезпечити "самосприйняття, самодіагностику, самоприйняття рішень, самооптимізацію."
2. ​Покращена надійність:​​ Вища внутрішня надійність GIS/OLTC; моніторинг на основі ШІ зменшує неплановані відключення, передбачаючи аварії.
3. ​Збільшена безпека:​​ Конструкція GIS та інтелектуальний моніторинг зменшують ризики вибухів та пожеж; раннє втручання при дефектах запобігає аваріям.
4. ​Зниження витрат на обслуговування:​​ Зменшує частоту ручних перевірок; обслуговування на основі стану уникне перевищення/недостатнього обслуговування та оптимізує ресурси/запасні частини; профілактичні заходи зменшують витрати на ремонт.
5. ​Ефективність використання ресурсів:​​ GIS економить землю; інтелектуальне обслуговування підвищує використання обладнання та персоналу.
6. ​Продовження строку служби:​​ Прогресивне управління здоров'ям замедлює старіння ізоляції та падіння продуктивності, продовжуючи строк служби.

​4. Рекомендації щодо реалізації​

• ​Поетапне розгортання:​​ Пріоритетно модернізувати постаріле обладнання, критичні підстанції та міські центри навантаження.
• ​Стандартизація першою:​​ Розробити однакові специфікації для вибору обладнання, встановлення датчиків, протоколів даних, інтерфейсів платформи та моделювання ШІ.
• ​Інтеграція даних:​​ Зламати інформаційні бар'єри, консолідувавши дані моніторингу та управління на єдиній платформі.
• ​Трансформація працівників:​​ Навчити персонал інтелектуальному моніторингу, аналітиці даних та діагностичним методам ШІ, щоб перейти до даних-орієнтованого, людино-ШІ співпрацювання.
• ​Постійне вдосконалення:​​ Ітеративно вдосконалювати моделі ШІ та стратегії, використовуючи оперативні відгуки.