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屋外VT/PTのためのインテリジェントアップグレードソリューション:新電力システムにおけるスマートセンシングハブ

I. ソリューションの位置づけと技術ビジョン
スマートグリッド構築からデジタルパワーグリッドへの進化の重要な段階で、このソリューションは屋外電圧変換器(VT/PT)をスマート変電所のホログラフィックセンシングネットワークの中核的なノードに変革します。組み込みセンシング、IoT通信、人工知能技術を統合することで、装置の状態観測性と運軶制御性の両方で二重の突破を達成し、データ駆動型運用へのグリッドディスパッチおよび保護システムの変革を支援します。

II. 核心技术架构

  1. エンドツーエンドのデジタルアクセス

技術モジュール

機能実装

ネイティブデジタルインターフェース

標準IEC 61850-9-2LEプロトコルデジタル出力インターフェース、マージングユニット(MU)への直接接続をサポート

電力センシング革命

容量分圧センシングユニットを使用、完全デジタル信号出力(精度:クラス0.2)

オープンプロトコルスタック

IEEE C37.118.2 / GB/T 32890などの規格と互換性あり、プロトコルの孤立を解消

  1. エッジインテリジェンス診断エンジン
    • 三層分析アーキテクチャ:​ デバイス層の生データ → エッジコンピューティングノードでの特徴抽出 → クラウドプラットフォームでの深層意思決定
    • 予知保全モデル:​ LSTM-RNNアルゴリズムに基づく健康評価システム、以下を可能にする:
      ▶ 絶縁劣化トレンド予測(7日前に92%以上の警告精度)
      ▶ 機械故障の根本原因分析(SF6漏洩位置精度±0.5kPa)
      ▶ 局所放電パターン認識(IEC 60270規格クラスIIIの分類精度)

III. システムレベルでの価値創造

  1. グリッド制御の強化
    • 保護動作遅延が約15msレベルまで圧縮(従来のソリューション比40%改善)
    • フェイザーメジャUREMENTユニット(PMU)同期精度≤±0.01°
    • ミリ秒単位の無功補償決定をサポート
  2. 資産のリーン管理

監視次元

核心诊断指标

技術実装

メンテナンスの利点

絶縁寿命評価

▪ 重合度(DP)曲線
▪ ファーフラール含有量(警告≥0.1mg/L)
▪ 消散係数(tanδ増加率)

組み込み油クロマトグラフィセンサー
+ オンライン熱分解監視ユニット

▶ メンテナンスコスト削減≥35%
▶ 絶縁障害警告6〜8ヶ月前
▶ 寿命予測誤差<3年

機械条件監視

▪ 振動スペクトル固有値(0.5-2.5kHz帯域のエネルギースペクトル)
▪ SF6密度勾配(≤±5%名目値)

マイクロMEMS加速度計
+ レーザ密度センサーアレイ

▶ 計画外停止減少≥60%
▶ 機械故障位置精度±0.3kPa
▶ 密封不良検出率≥98%

環境結合適応

▪ 温度湿度結合係数(温度補正精度0.05℃/%RH)
▪ 相当塩沈積密度(ESDD)

ナノコーティング温度湿度センサー
+ オンラインリーク電流分析モジュール

▶ 極端条件下の誤報率ダウン≥75%
▶ 外部絶縁評価効率向上≥4倍
▶ 清掃周期最適化≥35%

局所放電(PD)監視

▪ UHF/TEV複合放電パターン(PRPD相解決パターン)
▪ 放電量(pC)/繰り返し率(n/s)

UHFアンテナアレイ
+ 一時的接地電圧(TEV)センサー

▶ 絶縁欠陥早期発見率>97%
▶ PDタイプ認識精度クラスII
▶ テストコスト節約≥50%

  1. 新パワーシステムのサポート
    協調的な「デバイス-エッジ-クラウド」システムの構築:
  1. デバイス側:​ 各VT/PTが独立したセンシングセルを形成する。
  2. エッジ側:​ 変電所レベルのスマート分析ホストにより地域間協力を可能にする。
  3. クラウドプラットフォーム:​ グリッド全体のデバイスの健康状態の3Dデジタルツインをサポートする。

IV. 工程実装パス

  1. ハードウェア展開
    o プラグアンドプレイ型のスマートコンポーネントケース(保護等級IP68)
    o モジュラー監視ユニットはホットスワップ交換をサポート
    o パッシブ無線センサーフレームワーク(配線複雑性を60%削減)
  2. データ統合
  3. 移行戦略
    従来の電磁式PT向けの改造キットを提供:
    o 外部スマートアダプター(アナログからデジタルへの変換をサポート)
    o 非侵襲型DGA(溶解ガス分析)呼吸膜ガス抽出装置
    o スケーラブルなTEVセンサーフレームワーク

V. 実装結果
500kVスマート変電所での実践により以下のことが示されました:

  • 装置状態評価効率が8倍以上向上
  • 絶縁欠陥の早期発見率が97.3%に上昇
  • メンテナンス人件費が70%以上削減
  • 資産のサービスライフが15〜20%延長

VI. ソリューション価値の要約
このソリューションは、屋外VT/PTを「センシング-分析-意思決定」を体現する統合型スマートターミナルに進化させます。従来の装置における3つの主要な矛盾、すなわちアナログ伝送の精度損失、オフライン検出のタイムラグ、装置データの孤立を解決します。これにより、「観測可能性、測定可能性、制御可能性」を特徴とする新しいデジタルパワーグリッドの基礎となるセンシング基盤を提供し、グリッドの回復力とエネルギー利用効率を大幅に向上させます。「二重炭素」目標下での電力システムの変革とアップグレードを支える中心的な技術的パスウェイとなります。

注:​ このソリューションはIEEE P2815、DL/T 860などの標準フレームワークに準拠しており、110kVから1000kVまでのシナリオに適用可能です。

07/19/2025
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