變壓器是水電站電力系統(tǒng)中關(guān)鍵設(shè)備之一。目前，當(dāng)變壓器出現(xiàn)疑似缺陷等故障問題時，一般采用人為開展碎片式數(shù)據(jù)收集分析的方式進(jìn)行研究檢查，無法系統(tǒng)、及時、全面的進(jìn)行設(shè)備健康評價(jià)、故障預(yù)測和智能診斷。捷瑞數(shù)字攜手國內(nèi)某大型電站打造主變壓器數(shù)字孿生體，以數(shù)字孿生、虛擬仿真技術(shù)賦能變壓器的巡檢維護(hù)，提升變壓器運(yùn)維管理水平，實(shí)現(xiàn)變壓器由“傳統(tǒng)人工運(yùn)檢”向“智能數(shù)字驅(qū)動”的管控轉(zhuǎn)型。

國內(nèi)某大型電站主變壓器數(shù)字孿生體項(xiàng)目，創(chuàng)新性地將變壓器綜合監(jiān)測、數(shù)字孿生、虛擬仿真技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)電站主變壓器的高精度數(shù)字孿生建模，并對電站中多維度數(shù)據(jù)實(shí)時監(jiān)測、分析預(yù)警，以數(shù)據(jù)驅(qū)動變壓器運(yùn)維，構(gòu)建“狀態(tài)感知、主動預(yù)警、智能診斷”的變壓器智能化運(yùn)維平臺，實(shí)現(xiàn)了變壓器由“傳統(tǒng)人工運(yùn)檢”向“智能數(shù)字驅(qū)動”的管控轉(zhuǎn)型，為設(shè)備集約化管理提供了全面、實(shí)時、精準(zhǔn)的決策依據(jù)。

電站主變壓器數(shù)字孿生體配置了油中溶解氣體、機(jī)械振動、鐵芯/夾件電流、局部放電、直流偏磁等諸多感知單元，從電、熱、力等多維度監(jiān)測變壓器實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)主變壓器宏觀狀態(tài)和微觀信息的全景式動態(tài)監(jiān)測，提升巡檢效率和準(zhǔn)確性。

基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法對多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行跨維度關(guān)聯(lián)分析，當(dāng)參數(shù)異常時，系統(tǒng)可快速定位故障類型并智能推送合適的處置方案；同時針對繞組溫度、油色譜等關(guān)鍵參量，利用智能診斷和數(shù)據(jù)融合技術(shù)進(jìn)行動態(tài)趨勢預(yù)測，實(shí)現(xiàn)從“被動響應(yīng)”到“主動防御”的轉(zhuǎn)變。

·場景建模:以電站為原型構(gòu)建1:1虛擬場景，實(shí)現(xiàn)變壓器及相關(guān)設(shè)備真實(shí)使用場景的虛擬還原，并支持內(nèi)外巡檢路徑漫游，取代傳統(tǒng)人工巡檢方式，節(jié)省人力成本，提高巡檢效率。

·結(jié)構(gòu)透視:采用透明化渲染技術(shù)，移除或透視變壓器外殼部分，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)分布、絕緣油流動狀態(tài)等內(nèi)部動態(tài)展示，讓運(yùn)維人員更加直觀地了解變壓器內(nèi)部構(gòu)造與運(yùn)行原理。

·拆解教學(xué):將主變壓器分解為六大核心部件，配套交互式拆裝動畫，實(shí)現(xiàn)變壓器主要部件的虛擬化拆解和安裝，方便運(yùn)維人員深入了解變壓器結(jié)構(gòu)組成、部件特性、工藝流程及注意事項(xiàng)，為運(yùn)維人員的技能培養(yǎng)提升及變壓器檢修策略制定提供了更加科學(xué)的技術(shù)支撐。

主變壓器數(shù)字孿生體系統(tǒng)內(nèi)置基于原始設(shè)計(jì)的不同工況下磁場、電場、短路力沖擊和溫度場等仿真算法模型，可以基于實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)驅(qū)動仿真引擎，通過色溫梯度等方式直觀呈現(xiàn)設(shè)備在極端工況下的電磁特性，實(shí)現(xiàn)三維電磁場分布模擬、磁-熱-力多場耦合分析等，實(shí)現(xiàn)了變壓器由“傳統(tǒng)人工運(yùn)檢”向“智能數(shù)字驅(qū)動”的管控轉(zhuǎn)型。

該電站主變壓器數(shù)字孿生體項(xiàng)目還通過預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)交互接口，構(gòu)建起開放兼容的能源物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)，后續(xù)可實(shí)現(xiàn)與電站其他管理平臺的無縫對接，打破傳統(tǒng)運(yùn)維系統(tǒng)的數(shù)據(jù)孤島，為設(shè)備全生命周期管理提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)底座。其核心模型與仿真分析算法，更具備跨電站、跨設(shè)備類型的快速移植能力，為后續(xù)電站的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了可復(fù)制、可擴(kuò)展的技術(shù)支持。

電站主變壓器數(shù)字孿生體項(xiàng)目的落地，是水電裝備智能化運(yùn)維領(lǐng)域在技術(shù)應(yīng)用與模式創(chuàng)新上出的重要實(shí)踐探索，捷瑞數(shù)字更是通過該項(xiàng)目積累了豐富的跨學(xué)科技術(shù)整合能力與行業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。未來，捷瑞數(shù)字將持續(xù)深耕多領(lǐng)域的數(shù)字孿生技術(shù)研發(fā)，推動更多行業(yè)從“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動”向“數(shù)據(jù)智能驅(qū)動”變革，為數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型升級注入創(chuàng)新動能。

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