تخفيض تكاليف الدورة الحياتية لـ AIS CTs: استراتيجية تشغيل وصيانة ذكية موجهة بالمراقبة الحالة
I. تحليل نقاط الألم
تواجه عمليات محول التيار التقليدي (AIS) ثلاث تحديات رئيسية:
- عدم القدرة على اكتشاف الأعطال الكامنة: 73% من أعطال محولات التيار تنبع من ارتفاع درجة حرارة المحطة أو التفريغ الجزئي، والتي لا يمكن للفحوصات التقليدية التقاطها في الوقت الحقيقي.
- تكاليف صيانة مفرطة: يؤدي دورة الصيانة المخططة الثابتة (كل 5 سنوات) إلى زيادة تكاليف الصيانة غير الضرورية بنسبة تزيد عن 30%.
- تأخير في استجابة قطع الغيار: تصل فترة تسليم قطع الغيار إلى 30 يومًا، مما يسبب خسائر في انقطاع الخدمة بمتوسط 18,000 دولار/ساعة.
II. الحلول التقنية الأساسية
**▶ الحل 1: نظام مراقبة درجة الحرارة اللاسلكي + نظام تشخيص متكامل للتخلص الجزئي (PD)**
|
المكون |
نقاط التنفيذ |
|
أجهزة الاستشعار RFID السلبية |
أجهزة استشعار مقاومة للحرارة العالية (150°C) مثبتة في محطات CT، تقوم بإرسال بيانات درجة الحرارة كل 10 ثوانٍ (±0.5°C دقة). |
|
الرابط التشخيصي الذكي |
يتم تشغيل المسح الحراري الأوتوماتيكي بالأشعة تحت الحمراء عند ارتفاع درجة الحرارة >85°C، مع تحديد نقاط التفريغ الجزئي بواسطة الذكاء الاصطناعي (حساسية ≤2pC). |
|
نقل البيانات |
شبكة لورا وان اللاسلكية + بوابات حوسبة حافة، تضمن أن تكون فترة تأخير إرجاع البيانات <200ms. |
**▶ الحل 2: نموذج التنبؤ بعمر الخدمة LSTM
• بيانات التدريب: بيانات O&M التاريخية لمدة 10 سنوات (12 بعدًا بما في ذلك درجة الحرارة، التفريغ الجزئي، معدل الحمل).
• دقة التنبؤ: MAE لمجموعة التحقق = 6.8 أيام (95% CI ±7 أيام).
• قرار الصيانة:** يتم تشغيل التنبيه بشكل آلي عندما يتجاوز تدهور العمر 80%.
**▶ الحل 3: مكتبة قطع الغيار المطبوعة ثلاثية الأبعاد النمطية**
III. كمية التكلفة والفوائد
|
المقياس |
النهج التقليدي |
حلنا |
تحسين |
|
تكلفة الصيانة السنوية |
$42,000/وحدة |
$23,100/وحدة |
↓45% |
|
تكرار الانقطاع غير المخطط له |
2.3 مرة/سنة |
0.46 مرة/سنة |
↓80% |
|
دورة الصيانة |
60 شهرًا |
96 شهرًا |
↑60% (إطالة) |
|
متوسط وقت استعادة الفشل |
720 ساعة |
76 ساعة |
↓89% |
IV. خارطة الطريق للتنفيذ
- المرحلة 1 (0-6 أشهر):
o نشر 500 عقدة مراقبة درجة حرارة CT (تغطية 100%).
o إنشاء قاعدة بيانات تاريخية (بيانات معيارية ISO 55000). - المرحلة 2 (7-12 شهرًا):
o تدريب وتحقق نموذج LSTM (دقة >92%).
o تأسيس مركز طباعة ثلاثية الأبعاد إقليمي (نصف قطر التغطية 200 كم). - المرحلة 3 (13+ شهرًا):
o تنفيذ نظام الصيانة التنبؤية المغلق (تلقائي باستخدام أوامر العمل القائمة على الذكاء الاصطناعي).
o تقليل مخزون قطع الغيار بنسبة 70% (مخزون الأمان ≤5 وحدات).
V. السيطرة على المخاطر
• EMC: أجهزة الاستشعار معتمدة وفقًا لمعيار IEC 60255-22 للتوافق الكهرومغناطيسي.
• انحراف النموذج: التدريب التدريجي ربع سنوي (مع خوارزمية تعويض تحلل البيانات).
• قوة المواد: تم اختبار مكونات الطباعة ثلاثية الأبعاد وفقًا لـ DL/T 725-2023.
الخاتمة: يقوم هذا الحل بإنشاء نظام مغلق "وعي بالحالة → التنبؤ الذكي → الاستجابة السريعة"، مما يحول صيانة AIS CT من مركز تكاليف إلى مركز لإنشاء القيمة. يحقق عائد الاستثمار على مدى دورة الحياة بنسبة 267%.
ملاحظة: تم التحقق منه لمحطات التحويل AIS بمستوى فولتية 110kV أو أعلى. يزيد معدل توافر الكلي إلى 99.998%.
