GIS Strömbrytare Intelligenslösning: Mekanisk Felvarningssystem baserat på Vibration-Ström Koppling

Kärnproblem: I jordbävningsutsatta områden och åldrande GIS-stationer är mekaniska strukturer (t.ex. fastigheter, isolerande stöd) hos Strömningsomvandlare (CTs) känsliga för skador orsakade av kontinuerlig vibration eller plötsliga påverkan. Detta kan leda till dolda fel som lossning, avkoppling eller förflyttning, vilket i slutändan orsakar isoleringsdegradering eller plötsligt CT-fel, vilket hotar nätets tillförlitlighet. Traditionella inspektionsmetoder baserade på driftstopp är ineffektiva och kostsamma.

Innovativ lösning: Integrerar övervakning av vibration och ström med två parametrar, använder en AI-motor för att uppnå tidig varning och intelligent diagnostik av CT-mekaniska fel.

Kärnteknisk implementering

1. Flerparametrisk samarbetsmässig sensoring:
• Högfrekvensvibrationsovervakning: Distribuera bredbandspiezoelektriska accelerometrar (5Hz-10kHz) på kritiska CT-komponenter (flansar, stöd) för att exakt fånga ovanliga strukturvibrationsignaler orsakade av mekanisk lossning, delarförflyttning, isoleringsdegradering eller externa vibrationer (jordbävningar).
• Tillfällig inruschströmuppfångning: Använd passiva Rogowski-spolar för icke-invasiv, realtidsövervakning av CT:s primärside växlingsoperationens strömform. Tillsammans med brytaroperationsignaler identifierar det exakt växlingshändelser och analyserar inruschegenskaper och deras påverkan på CT:s mekaniska struktur.
2. AI-drivna gränsintelligenta diagnostiska motorer:
• Använder en robust gränsberäkningsmodul (vid temperatur, skokänslig) installerad lokalt på enheten för realtidsbearbetning av vibrations- och strömformdata.
• Kärnoperation använder ett proprietärt 1D-CNN (1D Convolutional Neural Network) intelligenta diagnostiska modell:
• Inmatning: Vibrationsacceleration tidsfrekvensfunktioner (FFT-analys) + växlingsinruschformegenskaper.
• Utmatning: Identifierar typiska mekaniska felformer ("bolt lossning", "isoleringssupport förflyttning", "mekanisk resonans") med en diagnostisk noggrannhet på 92%.
• Har "adaptivt lärande" kapacitet för att anpassa sig till olika CT-strukturella och bakgrundsvibrationskarakteristika i olika stationer.
3. Effektiv lokal varning & kommunikation:
• Nivåindelad varningsmekanism: Vid upptäckt av misstänkt felsignatur genererar kantmotorn omedelbart varnings/larmtecken (t.ex. Varning, Allvarlig, Kritisk).
• Förenklad trådlös transmission: Krypterad transmission av viktiga larmtecken (inte rådata) till stationens lokala HMI-plattform via LoRa LPWAN-teknik, vilket drastiskt minskar kommunikationsbelastningen och latensen.
• Lokal HMI-visning: Real-tidskarta-baserad visning som visar det felande CT-numret, feltyp, alarmnivå och rekommenderade åtgärder.

Målprogramscenarier

1. GIS-stationer i högjordbävningsområden:
• Tidig varning av CT-förflyttning eller struktskada utlöst av jordbävningsefterverkningar, förhindrar sekundära fel.
• Kontinuerlig övervakning av kroniska utrustningsskador orsakade av långtidsmindre geologisk aktivitet.
2. Åldrande GIS-stationer rekonstruktion & uppgradering:
• Driftfri distribution: Enkel sensorinstallation kräver ingen modifiering av gaskammars struktur, säkerställer lufttätt integritet. Särskilt lämpligt för äldre stationer med begränsade driftstopp.
• Kostnadseffektiv inkrementell rekonstruktion: Nyttjar trådlös teknologi och kantberäkning, eliminera behovet av omfattande kablage eller nya backend-system, resulterar i hög rekonstruktion ROI.
3. Kritiska hubbar & högbelastade stationer: Förhindrar skyddspolrisker/fel och storskaliga mörker orsakade av plötsligt CT-fel.

Kärnvärde & fördelar

• Tidig major riskvarning: Effektivt förutser typiska mekaniska fel 7+ dagar i förväg, ger gott om tid för proaktiv intervention.
• Betydande minskning av oväntade driftstopp: Minskar oväntade driftstopp orsakade av plötsligt CT-fel mer än 60%, förbättrar signifikant nätets tillgänglighet och kundtillfredsställelse.
• Dubbla säkerhets- & kostnadsfördelar: Förhindrar skyddssystemfel, bukskyddsfel och kaskadutrustningskada inom stationen som resulterar från CT-fel.
• Nytt smart O&M-paradigm: Flyttar från "periodisk underhåll" till "prediktiv underhåll", optimerar stort reservdelarhantering och arbetskraftsschemaläggning.
• Design för starka jordbävningszoner: Passiva sensorer + Kantberäkning + Trådlös transmission - inga långa kablar, motståndskraftig mot starka jordbävningar.
• Optimal kostnad för åldrande stationsrekonstruktion: Lättviktslösning, oberoende av stora stationsovervakningssystem; säkerställer snabb distribution och återbetalning.