Vibrasie Monitoring en Foutdiagnose vir Hoogspanningskantelreaktore

1 Vibrasie Monitoring en Foutdiagnose Tegnologie vir Hoogspanningskoppelreaktore
1.1 Meetpunt Uitlegstrategie

Vibrasiekarakteristieke (frequentie, krag, energie) van hoogspanningskoppelreaktore word volledig in bedryfslogboeke geregistreer. Vir vibrasieanalise fokus op die oplossing van die kompleksiteit van elektriese veldverdeling by winding-einde. Kwantitatief evalueer veldsterkteverdeling onder bedryf/bliksemoorvoltage en spanningsgradiëntkarakteristieke van longitudinale isolering by oor-maatstafspanning. Meetpuntuitleg moet aan die vereistes van vibrasie-egtheid, veiligheid, en ingenieurswese-rationaalheid voldoen. As gevolg van hoogspanningsrisiko op die tankbodem, is sensore voorkeurlik om die tankmuur geleë. Verdeel die buite-oppervlak van die tank in reghoekige eenhede, stel meetpunte as geometriese sentra met sistematiese nummering, verseker dat puntafstand ≤ 50 cm is, balanseer installasieruimte en sleutel-area dekking. Die uitlegskema moet op grond van toestelstruktuur, tegniese spesifikasies, en veiligheidsstandaarde dinamies optimeer, wat data-spoorbaarheid en risikobehanding moontlik maak.

1.2 Vibrasietekenken Ekstraksie Metode

Vibrasie monitoring van hoogspanningskoppelreaktore versamel vibrasiekenmerke via 'n sensorsisteem. Eksperimente gebruik twee toestande: 75% maatstafbelasting en verwydering van meganiese beperking. Toestelvibrasie word gedryf deur twee mekanismes: yskernmagnetostriktiewe effek wat laterale/longitudinale periodieke vervorming veroorsaak; wisselende elektromagnetiese krag wat kenmerkende 95 Hz-vibrasie by die yskern-lêr-grensvlak veroorsaak. Vibrasiegevoeligheid kom van elektromeganiese gekoppel. Losse kern of verfrommelde windings veroorsaak abnormal amplitude-spektrum (95 Hz/150 Hz), tydgebieds-golfvorme, en hoofkomponentkoëffisiënte. Bou 'n multi-dimensionele kenmerksisteem van amplitude, skeefheid, en kurtoosis. Navorsing fokus op laagfrekwensiekomponente onder 1 kHz, bou 'n vibrasiekenmerkmodel deur kwantisering van tyd-frekwentiegewone om foutdiagnose te ondersteun.

Die gesegmenteerde diskrete kragspesktra hierbo verteenwoordig 'n sein-kragspektrum, soos in Formule (1).

In die formule: $N$ is die aantal meetsteekproefpunte; $f$ is die steekproeftempo; $o(k)$ is die som van die vierkante van die amplitudes van alle frekwensiekomponente tussen -80 Hz en 100 Hz. As gevolg van die komplekse struktuur van hoogspanningskoppelreaktore, kom daar binne meerdere nie-lineêre faktore soos refleksie en breking voor. Die amplitude van elke harmoniese komponent varieer onder verskillende toestande.

1.3 Diagnose van Inwendige Foute van 750 kV Hoogspanningskoppelreaktore

As 'n kernreaktieve magvergelykstoestel in kragstelsels, is die operasionele betroubaarheid van hoogspanningskoppelreaktore direk verband hou met stelselstabiliteit. Hierdie beheerbare reaktore het 'n spesiale struktuur en komplekse foute-meganismes, en foute kan oor-stroom/oor-spanningsrisiko's veroorsaak. Neem 750 kV-toestelle as voorbeeld. 'n Grootkapasiteit winding-na-winding fout in die beheerwinding veroorsaak 'n winding-aantal onbalans. Sy harmoniese komponente, behalwe DC en ewe-orde eenhede, het gestapel oneven-orde harmoniese. Ook, as die geïnduseerde elektromotoriese kragte in die linkerkernkolom en regterkernkolom van die foute beheerwinding verskil, word 'n onbalans geïnduseerde elektromotoriese krag $\Δe$ in die foute fase beheerwinding gegenereer, soos in Formule (2) gewys.

In die formule: w is die kortsluitwinding-verhouding van die reaktor; χ is die maatstafspanning van die beheerwinding. Die amplitude, komponentkoëffisiënt, gemiddelde vierkantsafwyking in die vibrasieseinekenmerke, en die onbalans geïnduseerde elektromotoriese krag Δe in Formule (2) saamgestel die interne foutkenmerke van die reaktor. Sy foutdiagnose word in Formule (3) gewys.

Studies wys dat die korrelasie tussen vibrasiekenmerke en die meganiese toestand van die reaktor sterker is as met spanning, wat effektief kragnetfluktueringstoornisse kan onderdruk. Vir 'n 750 kV reaktor in normale bedryf, genereer dit gebalanseerde ewe-orde harmoniese deur sy driefasestruktuur. 'n Eenfasefout sal die harmoniese balans versteur, en as gevolg van die laagweerstandkenmerk van die beheerwinding, word 'n stroom vyf keer die maatstaf-oorstroom geproduseer. Hierdie abnormale stroom veroorsaak die netkantstroom om vyf keer die normale vlak te styg, vergezeld van harmoniese verstoring, wat die veiligheid van die kragnet bedreig.

2 Toetsverifikasie en Resultatevaluering
2.1 Toetsonderstelling Konstruksie

'n Simulasieomgewing word op 'n tweedimensionele assimetriese elektriese veldmodel gebou, met numeriese metodes gebruik om elektriese veldkenmerke te bestudeer. Die toetssisteem transformeer reaktordraad en isolasiekomponente na 'n 3D soliede model. Deur middel van die grafiese interface, maak dit parametriese instelling van geleider-oppervlaklaading, identifisering van draadvlottende potensiaal, en dinamiese elektriese veldvisualisering moontlik.

Vir longitudinale isolasieanalise, word vier gemengde golfvormmodes aangewend: volle golf/choppe-golf opwinding by die winding-hoofeinde, volle golf-belasting by die lyn-einde, en choppe-golf-belasting by die neutrale punt, simulerend spoel-potensiaalgradiëntverdeling onder verskillende werksomstandighede. By hoofisolasie-evaluering, word 'n elektro-meganiese gekoppelmodel gebou vir elektriese veldkonsentrasieareas, wat vibrasiekenmerkberekening en foutkenmerk ekstraksie moontlik maak. Die toetsgebruikte model het 'n maatstafspanning van 45 kV, maatstafstroom van 630 A, en maatstafreaktantie van 1005 Ω.

2.2 Toetsresultate en Analise

Vibrasiefouttoetse word uitgevoer op hierdie artikel se metode en twee ander metodes. Die toetsresultate van die drie metodes word vergelyk, soos in Tabel 1 gewys.

Soos uit die data in Tabel 2 duidelik is, in vergelyking met Metode 1 (maksimum fout van 56 μm) en Metode 2 (maksimum fout van 77 μm), is die maksimum fout van die 750 kV hoogspanningskoppelreaktor vibrasietoetsmetode ontwerp in hierdie artikel slegs 3 μm. In Toets 6, is sy waargenome waarde van 30 μm volledig ooreenstemmend met die ingestelde waarde. Die maksimum fout van die metode in hierdie artikel is meer as 50 μm verminder in vergelyking met tradisionele metodes, en die waargenome waarde is die nabyste tot die werklike waarde, wat die doeltreffendheid van die metode verifieer.

Die toets het spektrumanalise uitgevoer op meetpunt Nommer 3, en dan die oorsaak van die fout geanaliseer. Die getoetsde spektrumdiagram van meetpunt Nommer 3 van die reaktor word in Figuur 1 gewys.

Wanneer die hoofmagnetiese pad deur yskoek en luggaps gaan, vorm 'n Maxwell-kragveld, met intensiteit twee keer die stroom, wat magnetiese veldenergie verminder. Spektrumanalise wys dat die vibrasiefrekwensie van elke meetpunt ~100 Hz is, en die spektrum stem ooreen met tydgebied-vibrasiewaardes, wat dui dat vibrasie uit die magnetostriktiewe effek van die hoofmagnetiese pad-isolator kom.

Hierdie studie gebruik foutdiagnoseakkuraatheid as die kernindikator, vergelyk tradisionele Metode 1, Metode 2, en hierdie artikel se algoritme. Op grond van 'n 1000-gevaltoetset: al drie metodes het standaardakkuraatheid >97%. Hierdie artikel se vibrasietoets- en foutanalise metode presteer uitsonderlik, met akkuraatheid stabiel >99.5% en 'n piek van 99.8% in volle-steekproeftoetse. Metode 1 se akkuraatheidpiek/dal is 98.88%/98.50%, en Metode 2 se akkuraatheidbereik is 97.50% - 97.83%. In vergelyking met die optimale Metode 1, verbeter hierdie metode akkuraatheid met 0.92 persentasiepunte, nader die 100.00% teoretiese limiet, wat die akkuraatheidvoordeel vir 750 kV koppelreaktor vibrasietoets- en foutanalise verifieer.

Om prestasie te evalueer, gebruik 'n eksperiment foutherkenningakkuraatheid as die kernindikator. Toetse wys dat herkenningakkuraatheid stabiliseer by 99.50% - 99.80%, wat dubbele funksie-doeltreffendheid bevestig: akkurate meting van 750 kV reaktor vibrasiekenmerke en betroubare foutdiagnose.

3 Gevolgtrekking

Navorsing wys dat wanneer die yskern van 'n hoogspanningskoppelreaktor los is, die tyd-frekwentiekenmerke van die vibrasieseinekenmerke gereeld verander. Deur analise van parameters soos amplitudefluktuering, variansie, en die energieverhouding van 200 Hz, kan die toestand evalueer word. Kenmerkfrequentiebande soos 200 Hz, 300 Hz, en 500 Hz is verband hou met werksomstandighede. Die diagnosemodel het goeie foutidentifikasievermoë. Vibrasie-aanlynmonitoring kan yskernlosmaking en windingvervorming identifiseer, en die toetse verifieer die doeltreffendheid van die metode.