Решение за интелигентно обновяване на външни VT/PT: Интелектуален хаб за сензора в новите електроенергийни системи
I. Позициониране на решението и техническа визия
В критичния етап на еволюцията от строителството на интелигентна мрежа до цифрова електрическа мрежа, това решение превръща външните напрегнатостни трансформатори (VT/PT) в ключови възли в холистичната сензорна мрежа на интелигентните подстанции. Чрез интеграция на вградени сензорни, IoT комуникационни и технологии на изкуствен интелект, то постига двойно преминаване в наблюдаемостта на състоянието на устройствата и контролируемостта на операциите, подкрепяйки преобразуването на системите за разпределение и защита на мрежата към управление, водено от данни.
II. Основна техническа архитектура
- Цифров достъп от край до край
|
Технически модул |
Функционална реализация |
|
Нативен цифров интерфейс |
Стандартен цифров изходен интерфейс по протокол IEC 61850-9-2LE, поддържа директно свързване с единици за обединяване (MU) |
|
Революция в електрифицираното сензорно опознаване |
Използва сензорни единици за делене на напрегнатостта чрез кондензатор, извежда напълно цифрови сигнали (Точност: Клас 0.2) |
|
Отворен протоколен стек |
Съвместим с IEEE C37.118.2 / GB/T 32890 и други стандарти, елиминира протоколните изолации |
- Интелигентен диагностичен двигател на периферията
- Аналитична архитектура на три нива: Сыр данък на устройството → Екстракция на характеристики на възел за периферийни изчисления → Дълбоко вземане на решения на облачената платформа
- Модели за предиктивно поддръжка: Система за оценка на здравословието, базираща се на алгоритми LSTM-RNN, позволява:
▶ Предвиждане на тенденцията на деградацията на изолацията (>92% точност на предупреждение 7 дни напред)
▶ Анализ на кореновата причина на механични дефекти (Поддържа точност на локализация на утечка на SF6 ±0.5kPa)
▶ Разпознаване на паттерни на частични разряди (Класификационна точност съответства на Клас III на стандарт IEC 60270)
III. Създаване на ценности на системно ниво
- Подобряване на контрола на мрежата
- Забавянето при действие на защитата компресирано до ~15ms ниво (40% подобрение спрямо традиционни решения)
- Точност на синхронизацията на единицата за фазорово измерване (PMU) ≤ ±0.01°
- Поддържа решения за компенсация на реактивна мощност на милисекундно ниво
- Лихварско управление на активи
|
Димензия на мониторинга |
Основни диагностични показатели |
Техническа реализация |
Ползи от поддръжката |
|
Оценка на продължителността на живота на изолацията |
▪ Крива на степента на полимеризация (DP) |
Вграден сензор за хроматография на масло |
▶ Редукция на разходите за поддръжка ≥35% |
|
Мониторинг на механичното състояние |
▪ Собствени стойности на спектъра на вибрациите (Енергийният спектър в диапазона 0.5-2.5kHz) |
Микро MEMS ускорител |
▶ Непланованите прекъсвания намалени ≥60% |
|
Адаптация на връзката с околната среда |
▪ Коefициент на връзката между температура и влажност (Точност на компенсацията на температурата 0.05℃/%RH) |
Нано покрит сензор за температура и влажност |
▶ Бързата скорост на лъжливи тревоги в екстремни условия намалена ≥75% |
|
Мониторинг на частични разряди (PD) |
▪ Комбиниран паттерн на разряди UHF/TEV (PRPD фазово-разделен паттерн) |
Масив от UHF антенни |
▶ Норма за ранно откриване на дефекти на изолацията **>97% |
- Поддръжка на новата система за електроенергия
Създава съвместна система "Устройство-Периферия-Облак":
- На страната на устройството: Всяко VT/PT формира независима сензорна клетка.
- На страната на периферията: Умна аналитична хост машина на ниво подстанция осигурява регионално сътрудничество.
- На облачната платформа: Поддържа 3D цифров двойник за здравословното състояние на устройствата в цялата мрежа.
IV. Път на инженерната имплементация
- Разпространение на оборудването
o Умна компонентна кутия с функция "включете и играйте" (Клас на защита IP68)
o Модулни единици за мониторинг, поддържащи горещо заместване
o Безжични сензорни кластери (намалява сложността на проводниците с 60%) - Интеграция на данните
- Стратегия за преход
Предлага набори за модернизация на традиционните електромагнитни PTs:
o Външен умен адаптер (поддържа аналогово-цифрово преобразуване)
o Неинвазивно DGA (Анализ на растворени газове) устройство за извличане на газ през дишава мембрана
o Мащабируеми масиви от TEV сензори
V. Резултати от приложението
Практика в 500kV интелигентна подстанция демонстрира:
- Ефективността на оценката на състоянието на устройствата подобрена ≥8x
- Норма за ранно откриване на дефекти на изолацията увеличена до 97.3%
- Потребността от работна сила за поддръжка намалена ≥70%
- Продължителността на живота на активите удължена с 15-20%
VI. Обобщение на стойността на решението
Това решение превръща външните VTs/PTs в интегрирани умни терминали, представящи "Сензорно-Аналитично-Решително", решавайки три ключови противоречия на традиционното оборудване: загуба на точност при аналогово предаване, забавяне на времевата точност при офлайн детектиране и изолиране на данните от устройствата. То предоставя основен сензорен камък за строителството на нова цифрова електрическа мрежа, характеризирана с "Наблюдаемост, Измеримост и Контролируемост", значително подобряващо устойчивостта на мрежата и ефективността на използването на енергия. Това решение представлява ключов технологичен път за подкрепа на трансформацията и модернизацията на системите за електроенергия под целите "Двойна въглеродна нейтралност".
Бележка: Това решение съответства на стандартните рамкове IEEE P2815, DL/T 860 и други, приложими в сценарии от 110kV до 1000kV.
