Розумне рішення для модернізації зовнішніх ВТ/ПТ: Інтелектуальний центр сенсорів у нових енергетичних системах
I. Позиціювання рішення та технічна візія
На критичному етапі еволюції від створення інтелектуальної мережі до цифрової електромережі це рішення перетворює зовнішній напруговий трансформатор (VT/PT) на ключові вузли голографічної мережі чутливості інтелектуальних підстанцій. Інтегруючи вбудовані сенсори, технології IoT-зв'язку та штучного інтелекту, воно досягає подвійного прориву у спостереженні за станом пристроїв та управлінні операціями, підтримуючи перетворення систем диспетчеризації та захисту мережі на операції, що ґрунтуються на даних.
II. Основна технічна архітектура
- Цифровий доступ від кінця до кінця
|
Технічний модуль |
Функціональна реалізація |
|
Вбудований цифровий інтерфейс |
Стандартний цифровий вихідний інтерфейс протоколу IEC 61850-9-2LE, підтримує пряме підключення до блоків об'єднання (MU) |
|
Революція електрифікації сенсорів |
Використовує сенсорні одиниці змінного конденсатора, видає повністю цифрові сигнали (Точність: Клас 0.2) |
|
Відкритий стек протоколів |
Сумісний з IEEE C37.118.2 / GB/T 32890 та іншими стандартами, усунення ізоляції протоколів |
- Інтелектуальний діагностичний двигун на межі
- Архітектура аналітики у три рівні: Сирові дані на рівні пристроїв → Видобування ознак на межовому обчислювальному вузлі → Глибоке прийняття рішень на хмарній платформі
- Моделі прогнозного ремонту: Система оцінки здоров'я на основі алгоритмів LSTM-RNN, що забезпечує:
▶ Прогнозування тенденцій вироблення ізоляції (>92% точності попередження за 7 днів наперед)
▶ Аналіз кореневих причин механічних вад (Підтримує точність локації витоку SF6 ±0.5кПа)
▶ Розпізнавання шаблонів локального розряду (Класифікаційна точність відповідає стандарту IEC 60270 Клас III)
III. Створення цінності на рівні системи
- Покращення управління мережею
- Затримка дії захисту скорочена до ~15мс (40% покращення по відношенню до традиційних рішень)
- Точність синхронізації фазового вимірювального пристрою (PMU) ≤ ±0.01°
- Підтримка рішень щодо компенсації реактивної потужності на мілісекундному рівні
- Лаконічне управління активами
|
Розмір моніторингу |
Основні діагностичні показники |
Технічна реалізація |
Переваги обслуговування |
|
Оцінка тривалості життя ізоляції |
▪ Крива степеня полімеризації (DP) |
Вбудований сенсор хроматографії масла |
▶ Зниження витрат на обслуговування ≥35% |
|
Моніторинг механічного стану |
▪ Власні значення спектру вібрацій (Енергетичний спектр у діапазоні 0.5-2.5кГц) |
Мікроакселерометр MEMS |
▶ Зниження непланованих простоїв ≥60% |
|
Адаптація до зовнішнього середовища |
▪ Коефіцієнт куплінгу температури-влаги (Точність компенсації температури 0.05℃/%RH) |
Нанопокритий сенсор температури/влаги |
▶ Зниження частоти хибних сигналів в екстремальних умовах ≥75% |
|
Моніторинг локального розряду (PD) |
▪ Комбінований шаблон розряду UHF/TEV (PRPD фазово-розподілений шаблон) |
Матриця антен UHF |
▶ Раннє виявлення дефектів ізоляції **>97% |
- Підтримка нової електромережі
Створює колаборативну систему "Пристрій-Межа-Хмара":
- Сторона пристрою: Кожен VT/PT формує незалежну чутливу клітину.
- Сторона межі: Інтелектуальний аналітичний хост на рівні підстанції забезпечує регіональну колаборацію.
- Хмарна платформа: Підтримує 3D цифровий двійник для здоров'я пристроїв у всій мережі.
IV. Шлях інженерної реалізації
- Встановлення обладнання
o Універсальний корпус інтелектуальних компонентів (Клас захисту IP68)
o Модульні одиниці моніторингу підтримують заміну без відключення живлення
o Пасивні бездротові сенсорні кластери (зменшення складності проводки на 60%) - Інтеграція даних
- Стратегія переходу
Надає набори для модернізації традиційних електромагнітних PT:
o Зовнішній інтелектуальний адаптер (підтримує аналогово-цифрове перетворення)
o Невтручальський пристрій для видобування газу через мембрану DGA (Дисольований газовий аналіз)
o Масштабовані матриці сенсорів TEV
V. Результати застосування
Практика на 500кВ інтелектуальній підстанції демонструє:
- Ефективність оцінки стану пристроїв підвищена ≥8 разів
- Частка раннього виявлення дефектів ізоляції зросла до 97.3%
- Потреба в особовому складі для обслуговування зменшилась ≥70%
- Тривалість життя активів продовжена на 15-20%
VI. Підсумок цінності рішення
Це рішення перетворює зовнішній VT/PT на інтегровані інтелектуальні термінали, що відображають "Чутливість-Аналіз-Прийняття рішень", вирішує три ключові суперечності традиційного обладнання: втрати точності аналогової передачі, затримки своєчасності офлайн-детекції та ізоляцію даних пристроїв. Воно надає основний чутливий камінь для будівництва нової цифрової електромережі, характеризованої "Спостережністю, Вимірюванністю та Керованістю", значно підвищуючи стійкість мережі та ефективність використання енергії. Це рішення є ключовим технологічним шляхом, що підтримує трансформацію та оновлення електромереж у рамках "Подвійних вуглецівих" цілей.
Примітка: Це рішення відповідає стандартам IEEE P2815, DL/T 860 та іншим, застосовним до сценаріїв від 110кВ до 1000кВ.
