Καταγραφή Ταλάντων και Διάγνωση Αποκλίσεων για Υψηλής Τάσης Παράλληλα Ρεακτόρες
1 Τεχνολογία Παρακολούθησης Ταλάντωσης και Διάγνωσης Σφαλμάτων για Υψηλής Τάσης Παράλληλου Ρεακτόρα
1.1 Στρατηγική Διάταξης Σημείων Μέτρησης
Οι χαρακτηριστικοί παράμετροι ταλάντωσης (συχνότητα, ισχύ, ενέργεια) των υψηλής τάσης παράλληλων ρεακτόρων καταγράφονται πλήρως στα λογαριασμικά πρωτοκόλλα. Για την ανάλυση ταλάντωσης, εστιάζεται στην επίλυση της πολυπλοκότητας της κατανομής του ηλεκτρικού πεδίου στα άκρα των στροφών. Ποσοτική αξιολόγηση της κατανομής της δύναμης του πεδίου υπό λειτουργία/βροντοπαρασύρματος και των χαρακτηριστικών της διαφοράς τάσης της μακροπαίκτης μόνωσης υπερβολικής τάσης. Η διάταξη των σημείων μέτρησης πρέπει να εκπληρώνει τις απαιτήσεις της αξιοπιστίας, ασφάλειας και μηχανικής λογικότητας της ταλάντωσης. Λόγω του υψηλού κινδύνου υψηλής τάσης στην κορυφή της δέσμης, οι αισθητήρες προτιμάται να τοποθετούνται γύρω από το τοίχωμα της δέσμης. Ο εξωτερικός επίπεδος της δέσμης χωρίζεται σε ορθογώνιες μονάδες, οι γεωμετρικοί κέντροι ορίζονται ως πρότυπα σημεία με συστηματική αρίθμηση, εξασφαλίζοντας ότι η απόσταση μεταξύ των σημείων ≤ 50 cm, εξισορροπώντας τον χώρο εγκατάστασης και την κάλυψη των βασικών περιοχών. Η διάταξη πρέπει να βελτιώνεται δυναμικά με βάση τη δομή, τις τεχνικές προδιαγραφές και τα πρότυπα ασφάλειας της εξοπλισμού, επιτρέποντας την αναστροφή δεδομένων και τον έλεγχο κινδύνου.
1.2 Μέθοδος Εξαγωγής Χαρακτηριστικών Σήματος Ταλάντωσης
Η παρακολούθηση ταλάντωσης των υψηλής τάσης παράλληλων ρεακτόρων συλλέγει χαρακτηριστικά ταλάντωσης μέσω ενός συστήματος αισθητήρων. Τα πειράματα χρησιμοποιούν δύο συνθήκες: 75% της νομικής φορτίας και αφαίρεση μηχανικών περιορισμών. Η ταλάντωση του εξοπλισμού είναι αποτέλεσμα δύο μηχανισμών: η μαγνητοστρεβλωτική επίδραση του σιδηρού πυρήνα που προκαλεί περιοδική μεταβολή στα πλάτη και την μήκος, και η εναλλασσόμενη ηλεκτρομαγνητική δύναμη που προκαλεί χαρακτηριστική ταλάντωση 95 Hz στην επιφάνεια του σιδηρού πυρήνα-διαστάση. Η ευαισθησία της ταλάντωσης προέρχεται από την ηλεκτρομαγνητομηχανική συνδυασμό. Αραιοί πυρήνες ή μεταμορφωμένες στροφές προκαλούν ανωμαλίες στα φάσματα πλάτους (95 Hz/150 Hz), τα χρονικά σχήματα και τους συντελεστές κύριων συνιστωσών. Κατασκευάζεται ένα πολυδιάστατο σύστημα χαρακτηριστικών πλάτους, skewness και kurtosis. Η έρευνα εστιάζει στις χαμηλόσυχνες συνιστώσες κάτω από 1 kHz, κατασκευάζοντας ένα μοντέλο χαρακτηριστικών ταλάντωσης με την ποσοτικοποίηση των νομικών χρόνου-συχνότητας για την υποστήριξη της διάγνωσης σφαλμάτων.
Το διακριτοποιημένο δυναμικό φάσμα πάνω αντιπροσωπεύει ένα σήμα δυναμικού φάσματος, όπως στην Τύπο (1).
Στον τύπο: είναι ο αριθμός των σημείων δείγματος μέτρησης; είναι η συχνότητα δειγματοληψίας; είναι η άθροιση των τετραγώνων των πλατών όλων των συνιστωσών συχνότητας μεταξύ -80 Hz και 100 Hz. Λόγω της πολύπλοκης δομής των υψηλής τάσης παράλληλων ρεακτόρων, πολλοί μη γραμμικοί παράγοντες όπως η ανακλαστικότητα και η διαφθορά προκαλούνται εσωτερικά. Το πλάτος κάθε αρμονικής συνιστώσας μεταβάλλεται υπό διαφορετικές συνθήκες.
1.3 Διάγνωση Εσωτερικών Σφαλμάτων 750 kV Υψηλής Τάσης Παράλληλων Ρεακτόρων
Ως βασικός μηχανισμός αντιστάθμισης αντιδραστικής ισχύος στα συστήματα ενέργειας, η λειτουργική αξιοπιστία των υψηλής τάσης παράλληλων ρεακτόρων είναι άμεσα συνδεδεμένη με τη σταθερότητα του συστήματος. Αυτοί οι ελεγχόμενοι ρεακτόρες έχουν ειδική δομή και πολύπλοκους μηχανισμούς αποτυχίας, και τα σφάλματα μπορεί να προκαλέσουν κίνδυνους υπερβολικής ροής/τάσης. Ως παράδειγμα, θεωρείται ένας 750 kV ρεακτόρας. Ένα μεγάλο κύμα σφάλματος στην ελεγχόμενη στροφή προκαλεί ανισορροπία στον αριθμό των στροφών. Οι αρμονικές συνιστώσες, εκτός από την DC και τις ζυγοάριθμες, έχουν συντεθεί με μονοάριθμες αρμονικές. Επίσης, ως οι επαγωγές ενδυνάμωσης στα αριστερά και δεξιά στήλη του πυρήνα της ελεγχόμενης στροφής διαφέρουν, παράγεται μια ανισορροπημένη επαγωγή ενδυνάμωσης στην ελεγχόμενη στροφή, όπως φαίνεται στον Τύπο (2).
Στον τύπο: w είναι το πλήθος των συνδεδεμένων στροφών του ρεακτόρα; χ είναι η νομική τάση της ελεγχόμενης στροφής. Το πλάτος, ο συντελεστής συνιστώσας, η τετραγωνική απόκλιση στο σήμα ταλάντωσης και η ανισορροπημένη επαγωγή ενδυνάμωσης Δe στον Τύπο (2) συνολικά συνθέτουν τα εσωτερικά χαρακτηριστικά σφάλματος του ρεακτόρα. Η διάγνωση των σφαλμάτων εμφανίζεται στον Τύπο (3).
Οι μελέτες δείχνουν ότι η σχέση μεταξύ των χαρακτηριστικών ταλάντωσης και της μηχανικής κατάστασης του ρεακτόρα είναι ισχυρότερη από τη σχέση με την τάση, η οποία μπορεί να καταστείλει αποτελεσματικά την αναταραχή του δικτύου. Για έναν 750 kV ρεακτόρα σε κανονική λειτουργία, παράγει ισορροπημένες ζυγοάριθμες αρμονικές μέσω της τριφασικής δομής. Ένα μονοφασικό σφάλμα θα διαταράξει την αρμονική ισορροπία, και λόγω της χαμηλής αντίστασης της ελεγχόμενης στροφής, θα παραχθεί ένα ρεύμα πέντε φορές το νομικό υπερρεύμα. Αυτό το ανώμαλο ρεύμα προκαλεί το ρεύμα της πλευράς του δικτύου να αυξηθεί πέντε φορές το κανονικό επίπεδο, συνοδευόμενο από διαστροφή αρμονικών, απειλώντας την ασφάλεια του δικτύου ενέργειας.
2 Επιβεβαίωση Πειραμάτων και Αξιολόγηση Αποτελεσμάτων
2.1 Κατασκευή Πλατφόρμας Πειραμάτων
Κατασκευάζεται μια πειραματική περιβάλλον με βάση ένα διδιάστατο αξισυμμετρικό μοντέλο ηλεκτρικού πεδίου, με τη χρήση αριθμητικών μεθόδων για τη μελέτη των χαρακτηριστικών του ηλεκτρικού πεδίου. Το πειραματικό σύστημα μετατρέπει τα ρεακτόρια και τα μόνωμα συστατικά σε τριδιάστατο στερεό μοντέλο. Μέσω της γραφικής διεπαφής, επιτρέπει την παράμετρο-σεττινγκ της επιφανειακής φορτίασης των ηγεμόνων, την αναγνώριση του πλούσιου δυναμικού των ηγεμόνων και την δυναμική οπτικοποίηση του ηλεκτρικού πεδίου.
Για την ανάλυση της μακροπαίκτης μόνωσης, χρησιμοποιούνται τέσσερις μεικτές μορφές κύματος: πλήρες κύμα/κόψιμο κύμα στο κεφάλι της στροφής, πλήρες φορτίο στο τέλος της γραμμής, και κόψιμο φορτίο στο νευτρό, προσομοιώνοντας την κατανομή της διαφοράς τάσης της στροφής υπό διάφορες συνθήκες. Στην αξιολόγηση της κύριας μόνωσης, χτίζεται ένα μοντέλο ηλεκτρομηχανικής συνδυασμός για τις περιοχές συγκέντρωσης ηλεκτρικού πεδίου, επιτρέποντας την υπολογισμό των χαρακτηριστικών ταλάντωσης και την εξαγωγή χαρακτηριστικών σφαλμάτων. Το πειραματικό μοντέλο έχει νομική τάση 45 kV, νομικό ρεύμα 630 A, και νομική αντίδραση 1005 Ω.
2.2 Αποτελέσματα και Ανάλυση Πειραμάτων
Επιβεβαιώνονται πειραματικά τα σφάλματα ταλάντωσης με τη μέθοδο του παρόντος εργασίας και με δύο άλλες μεθόδους. Τα αποτελέσματα των τριών μεθόδων συγκρίνονται, όπως φαίνεται στον Πίνακα 1.
Όπως φαίνεται από τα δεδομένα του Πίνακα 2, σε σύγκριση με τη Μέθοδο 1 (μέγιστο σφάλμα 56 μm) και τη Μέθοδο 2 (μέγιστο σφάλμα 77 μm), το μέγιστο σφάλμα της μεθόδου πειραματικής ταλάντωσης 750 kV υψηλής τάσης παράλληλου ρεακτόρα που σχεδιάστηκε στην παρούσα εργασία είναι μόνο 3 μm. Στο Πείραμα 6, το αναμετρημένο τιμή 30 &μm είναι εντελώς συμβατή με την προσαρμοσμένη τιμή. Το μέγιστο σφάλμα της μεθόδου της παρούσας εργασίας μειώνεται περισσότερο από 50 &μm σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους, και η αναμετρημένη τιμή είναι το πλησιέστερο στην πραγματική τιμή, επιβεβαιώνοντας την αποτελεσματικότητα της μεθόδου.
Το πείραμα έκανε ανάλυση φάσματος στο σημείο μέτρησης 3, και στη συνέχεια αναλύθηκε η αιτία του σφάλματος. Το δοκιμασμένο διάγραμμα φάσματος του σημείου μέτρησης 3 του ρεακτόρα είναι δείκνυμενο στο Σχήμα 1.
Όταν η κύρια μαγνητική διαδρομή περνάει μέσω σιδηρών κέικ και αερίων χάσματος, δημιουργείται ένα πεδίο Maxwel, με ένταση δύο φορές το ρεύμα, μειώνοντας την ενέργεια του μαγνητικού πεδίου. Η ανάλυση φάσματος δείχνει ότι η συχνότητα ταλάντωσης κάθε σημείου μέτρησης είναι ~100 Hz, και το φάσμα συμφωνεί με τις τιμές ταλάντωσης στο χρονικό πεδίο, δείχνοντας ότι η ταλάντωση προέρχεται από τη μαγνητοστρεβλωτική επίδραση του κύριου μαγνητικού πυρήνα.
Αυτή η μελέτη χρησιμοποιεί την ακρίβεια διάγνωσης σφαλμάτων ως κύριο δείκτη, συγκρίνοντας την παραδοσιακή Μέθοδο 1, Μέθοδο 2 κ
