کاهش هزینههای چرخه حیات برای AIS CTs: استراتژی هوشمند نگهداری و تعمیرات مبتنی بر نظارت وضعیت
I. تحلیل نقاط درد
عملیات سنتی ترانسفورماتور جریان (CT) در کابینههای توزیع هوایی عایقشده (AIS) با سه چالش کلیدی مواجه است:
- عدم قابلیت شناسایی خرابیهای پنهان: ۷۳٪ از خرابیهای CT از طریق گرم شدن بیش از حد یا تخلیه جزئی از دستگاههای اتصال رخ میدهند که بازرسیهای معمولی نمیتوانند آنها را به صورت زنده شناسایی کنند.
- هزینههای نگهداری بیش از حد: دورههای نگهداری برنامهریزی شده ثابت (هر ۵ سال یک بار) منجر به بیش از ۳۰٪ هزینههای نگهداری غیر ضروری میشود.
- پاسخ تأخیری به قطعات یدکی: زمان تحویل قطعات یدکی به ۳۰ روز میرسد، که باعث خسارات قطع برق متوسط ۱۸,۰۰۰ دلار/ساعت میشود.
II. راهحلهای فنی کلیدی
**▶ راهحل ۱: سیستم تشخیصی یکپارچه مانیتورینگ دما بیسیم + تخلیه جزئی (PD)**
|
جزء |
نقاط اجرا |
|
سنسورهای RFID غیرفعال |
سنسورهای مقاوم در برابر دما بالا (۱۵۰°C) در دستگاههای اتصال CT نصب شده که هر ۱۰ ثانیه دادههای دما (±۰.۵°C دقت) ارسال میکنند. |
|
پیوند تشخیص هوشمند |
اسکن حرارتی IR خودکار زمانی که دما >۸۵°C است، با هوش مصنوعی برای شناسایی نقاط داغ PD (حساسیت ≤۲pC). |
|
انتقال دادهها |
شبکه بیسیم LoRaWAN + گیتویهای محاسبات لبه، که تاخیر بازگشت دادهها <۲۰۰ms را تضمین میکند. |
**▶ راهحل ۲: مدل پیشبینی عمر LSTM
• دادههای آموزشی: دادههای تاریخی O&M ۱۰ ساله (۱۲ بعد شامل دما، PD، نرخ بار).
• دقت پیشبینی: MAE=6.8 روز در مجموعه اعتبارسنجی (95% CI ±7 روز).
• تصمیمگیری نگهداری:** هشدار خودکار زمانی که کاهش عمر بیش از ۸۰٪ باشد.
**▶ راهحل ۳: کتابخانه قطعات یدکی چاپ سهبعدی ماژولار**
III. تعیین میزان سود و زیان
|
معیار |
رویکرد سنتی |
راهحل ما |
بهبود |
|
هزینههای سالانه O&M |
$42,000/واحد |
$23,100/واحد |
↓45% |
|
فرکانس بیقراری غیرمنتظره |
۲.۳ بار/سال |
۰.۴۶ بار/سال |
↓80% |
|
دوره نگهداری |
۶۰ ماه |
۹۶ ماه |
↑60% (تمدید) |
|
زمان میانگین بازیابی خرابی |
۷۲۰ ساعت |
۷۶ ساعت |
↓89% |
IV. نقشهبرداری اجرایی
- مرحله ۱ (۰-۶ ماه):
o نصب ۵۰۰ گره مانیتورینگ دما CT (پوشش ۱۰۰٪).
o ایجاد پایگاه داده تاریخی (دادههای استاندارد ISO 55000). - مرحله ۲ (۷-۱۲ ماه):
o آموزش و اعتبارسنجی مدل LSTM (دقت >۹۲٪).
o احداث مرکز چاپ سهبعدی منطقهای (شعاع پوشش ۲۰۰ کیلومتر). - مرحله ۳ (۱۳+ ماه):
o اجرای سیستم حلقه بسته نگهداری پیشبینی (اتوماتیکسازی دستور کار با هوش مصنوعی).
o کاهش موجودی قطعات یدکی به ۷۰٪ (موجودی ایمنی ≤۵ واحد).
V. کنترل ریسک
• EMC: سنسورها مطابق با IEC 60255-22 برای سازگاری الکترومغناطیسی معتبر شدهاند.
• حرکت مدل: آموزش افزایشی فصلی (با الگوریتم جبران فساد دادهها).
• مقاومت مواد: مولفههای چاپ شده سهبعدی مطابق با DL/T 725-2023 تست شدهاند.
نتیجهگیری: این راهحل یک سیستم حلقه بسته "آگاهی از وضعیت → پیشبینی هوشمند → واکنش سریع" ایجاد میکند و عملیات O&M AIS CT را از یک مرکز هزینه به یک مرکز ایجاد ارزش تبدیل میکند. ۲۶۷٪ ROI دوره عمر را میرساند.
توجه: برای زیرстанسیونهای AIS با سطح ولتاژ ۱۱۰kV یا بالاتر معتبر شده است. نرخ دسترسی کلی به ۹۹.۹۹۸٪ افزایش مییابد.
