Paghimo ug Monitoring sa Vibration ug Diagnosis sa Kasayuran Alang sa High-Voltage Shunt Reactors
1 Paghimo ug Pagdiagnosa sa Teknolohiya sa Monitoring sa Vibration para sa High - Voltage Shunt Reactors
1.1 Strategiya sa Layout sa Punto sa Pagkuha
Ang mga parametro sa vibration characteristics (frequency, power, energy) sa high - voltage shunt reactors gipahibalo usab sa operational logs. Para sa vibration analysis, ang focus mao ang pagresolba sa komplikado sa distribution sa electric field sa winding ends. Kuantitatibo nga ebalwahon ang field - strength distribution sa panahon sa operating/lightning overvoltage ug ang voltage gradient characteristics sa longitudinal insulation sa over - rated voltage. Ang layout sa punto sa pagkuha dapat mosunod sa requirements sa authenticity, safety, ug engineering rationality sa vibration. Tungod sa high - voltage risk sa tank - top, mas maayo nga ilok ang sensors sa palibot sa tank wall. Ihapin ang outer surface sa tank ngadto sa rectangular units, gitukod ang mga geometric center isip standard points pinaagi sa systematic numbering, siguraduhon nga ang spacing sa puntos ≤ 50 cm, balansehon ang installation space ug key - area coverage. Ang layout scheme dapat mobag-o dinamically batas sa equipment structure, technical specs, ug safety standards, nag-enable sa data traceability ug risk control.
1.2 Pamaagi sa Pagkuha sa Feature sa Vibration Signal
Ang vibration monitoring sa high - voltage shunt reactors nagkolekta og vibration features pinaagi sa sensing system. Ang eksperimento gamiton duha ka kondisyon: 75% rated load ug mechanical - constraint removal. Ang vibration sa equipment gipadala sa duha ka mekanismo: ang iron - core magnetostrictive effect nga nagdula sa lateral/longitudinal periodic deformation; ug ang alternating electromagnetic force nga nag-induce og 95 Hz characteristic vibration sa iron - core - gap interface. Ang sensitivity sa vibration naggikanan sa electromagnetic - mechanical coupling. Ang loose cores o deformed windings mogensera og abnormal amplitude spectra (95 Hz/150 Hz), time - domain waveforms, ug principal - component coefficients. Itumong ang multi - dimensional feature system sa amplitude, skewness, ug kurtosis. Ang research nagfocus sa low - frequency components dihang wala pa 1 kHz, gihimo ang vibration characteristic model pinaagi sa quantifying sa time - frequency laws aron suportahan ang fault diagnosis.
Ang segmented discrete power spectrum sa itaas representa sa signal power spectrum, sama sa Formula (1).
Sa formula: ang numero sa measurement sampling points; ang sampling rate; ang sum sa squares sa amplitudes sa tanang frequency components gikan sa - 80 Hz hangtod 100 Hz. Tungod sa komplikado nga struktura sa high - voltage shunt reactors, adunay daghang nonlinear factors sama sa reflection ug refraction nga nahitabo sa sulod. Ang amplitude sa bawg harmonics component maglihok uban sa iba't ibang kondisyon.
1.3 Pagdiagnosa sa Internal Faults sa 750 kV High - Voltage Shunt Reactors
Isip usa ka core reactive power compensation device sa power systems, ang operational reliability sa high - voltage shunt reactors direktang related sa system stability. Kini nga mga controllable reactors adunay special structure ug komplikado nga failure mechanisms, ug ang mga faults mahimong maghatag og over - current/over - voltage risks. Oktubrihan ang 750 kV devices isip example. Ang large - capacity turn - to - turn fault sa control winding maghatag og imbalance sa turn - number. Ang iyang harmonic components, labi na ang DC ug even - order ones, adunay superimposed odd - order harmonics. Usab, tungod kay ang induced electromotive forces sa left ug right core columns sa faulty control winding dili parehas, adunay unbalanced induced electromotive force ngadto sa faulty - phase control winding, sama sa Formula (2).
Sa formula: w ang short - circuit turn ratio sa reactor; χ ang rated voltage sa control winding. Ang amplitude, component coefficient, mean square deviation sa vibration signal, ug ang unbalanced induced electromotive force Δe sa Formula (2) sama-sama nagsusumala sa internal fault characteristics sa reactor. Ang iyang fault diagnosis ipakita sa Formula (3).
Ang mga studya nagpakita nga ang correlation tali sa vibration characteristics ug ang mechanical state sa reactor mas matigas kaysa sa voltage, nga makaepektibo nga suppress ang power grid fluctuation interference. Para sa 750 kV reactor nga normal nga operasyon, gigenerate niini ang balanced even - order harmonics pinaagi sa iyang three - phase structure. Ang single - phase fault moguba sa harmonic balance, ug tungod sa low - resistance characteristic sa control winding, maggenerate og current nga limang beses sa rated over - current. Kini nga abnormal current mogensera og surge sa grid - side current hangtod sa limang beses sa normal level, kasama ang harmonic distortion, nga nagbanta sa seguridad sa power grid.
2 Pagsubay ug Ebalwasyon sa Resulta
2.1 Pagtukod sa Test Platform
Gihimo ang simulation environment batas sa two - dimensional axisymmetric electric field model, pinaagi sa numerical methods gihatagan og pag-aaral ang electric field characteristics. Ang test system nagtransform sa reactor wires ug insulation components ngadto sa 3D solid model. Pinaagi sa graphical interface, gi-enable ang parameterized setting sa conductor surface charge, identification sa wire floating potential, ug dynamic electric field visualization.
Para sa longitudinal insulation analysis, adunay apat ka mixed waveform modes ang giatiman: full - wave/chopped - wave excitation sa winding head end, full - wave loading sa line end, ug chopped - wave loading sa neutral point, simulando ang coil potential gradient distribution sa iba't ibang working conditions. Sa main insulation evaluation, gihatagan og electro - mechanical coupling model ang electric field concentration areas, realizando ang calculation sa vibration characteristic ug fault feature extraction. Ang test - used model adunay rated voltage nga 45 kV, rated current nga 630 A, ug rated reactance nga 1005 Ω.
2.2 Test Results ug Analysis
Gibuhat ang vibration fault tests sa metoda sa paper nga ania ug duha pang metoda. Gin-compare ang resulta sa tatlo ka metoda, sama sa Table 1.
Gikan sa data sa Table 2, kon ihapon sa Method 1 (maximum error nga 56 μm) ug Method 2 (maximum error nga 77 μm), ang maximum error sa 750 kV high - voltage shunt reactor vibration testing method gihatag sa paper kini ra 3 μm. Sa Test 6, ang iyang detected value nga 30 μm sama ra sa set value. Ang maximum error sa metoda sa paper gibawasan ngadto sa higit 50 μm kon ihapon sa traditional methods, ug ang detected value ang pinaka-dugay sa actual value, verifying ang effectiveness sa metoda.
Ang test nagbuhat og spectrum analysis sa No. 3 measuring point, ug pagduol sa cause sa fault. Ang tested spectrum diagram sa No. 3 measuring point sa reactor sama sa Figure 1.
Kon ang main magnetic circuit mibabye sa iron cakes ug air gaps, maka-form ang Maxwell force field, intensity bisan pa duha ka beses sa current, nag-reduce sa magnetic field energy. Ang spectrum analysis nagpakita nga ang vibration frequency sa bawg measuring point ~100 Hz, ug ang spectrum aligned sa time - domain vibration values, indicating nga ang vibration nagkinahanglan sa magnetostrictive effect sa main magnetic circuit insulator.
Ang studya kini naggamit og fault diagnosis accuracy isip core indicator, comparing ang traditional Method 1, Method 2, ug ang metoda sa paper. Batas sa 1000 - case test set: ang tanang tatlo ka metoda adunay benchmark accuracies >97%. Ang vibration testing ug fault analysis method sa paper outstanding performance, accuracy stable >99.5% ug peak nga 99.8% sa full - sample tests. Ang accuracy peak/valley sa Method 1 98.88%/98.50%, ug ang Method 2 accuracy range 97.50% - 97.83%. Kon ihapon sa optimal Method 1, ang metoda kini gibawasan ang accuracy ngadto sa 0.92 percentage points, approaching the 100.00% theoretical limit, verifying ang accuracy advantage para sa 750 kV shunt reactor vibration testing ug fault analysis.
Para sa pag-evaluate sa performance, ang experiment naggamit og fault recognition accuracy isip core indicator. Ang tests nagpakita nga ang detection accuracy stable sa 99.50% - 99.80%, confirming ang dual - function effectiveness: accurate nga measurement sa 750 kV reactor vibration characteristics ug reliable nga fault diagnosis.
3 Conclusion
Ang research nagpakita nga kon ang iron core sa high - voltage shunt reactor loose, ang time - frequency characteristics sa vibration signal mobag-o regular. Ang analyzing sa parameters sama sa amplitude fluctuation, variance, ug ang energy proportion sa 200 Hz makapahimulos sa estado. Ang characteristic frequency bands sama sa 200 Hz, 300 Hz, ug 500 Hz related sa working conditions. Ang diagnosis model adunay maayo nga fault identification ability. Ang vibration online monitoring makapahimulos sa iron core loosening ug winding deformation, ug ang tests verified ang effectiveness sa metoda.
