Vibraciimonitorado kaj defektdiagnostiko por alta-voltaga paralela reaktoro

1 Vibration Monitoring and Fault Diagnosis Technology for High - Voltage Shunt Reactors
1.1 Mezurpunkta Disvolvi Strategio

Vibraciakarakteraj parametroj (frekvenco, potenco, energio) de alta-voltaj paralelaj reaktoroj estas plene registritaj en operacielogoj. Por vibracioanalizo, oni koncentriĝas sur la solvon de la komplekseco de elektra kampa distribuo ĉe finoj de vindado. Kvantecie valoru kamforton-distribuon sub operacia/fulmoverteksa superverto kaj vertekskarakteroj de longa izolado je super-norma voltado. La disvolvo de mezurpunktoj devas kontentigi postulojn pri vera vibracio, sekureco, kaj inĝenieristika raciaĵo. Pro la risko de alta voltado ĉe la tankopinto, detektoroj estas preferinde lokitaj ĉirkaŭ la tankomuro. Dividu la eksteran surfacion de la tanko en ortangulajn unuojn, metu geometriajn centrojn kiel normaj punktoj kun sistematika nomado, certigante ke la spaco inter punktoj ≤ 50 cm, balancante instalaĵospacon kaj klavareon. La disvolvschema devus esti dinamike optimigita bazita sur strukturo, teknikaj specifaĵoj, kaj sekurecaj normoj de la aparato, ebligante datotraceblecon kaj riskokontrolon.

1.2 Ekstraktometodo de Vibracia Signalkaraktero

Vibraciimonitorado de alta-voltaj paralelaj reaktoroj kolektas vibraciakarakterojn per sensisistema. Eksperimentoj uzas du kondiĉojn: 75% de norma ŝarĝo kaj forigo de mekanika limigo. Aparatvibracio estas movigita per du mekanismoj: fer-magnetostriccia efiko kaŭzas flankan/longan periodan deformon; alternanta elektromagnetika forto induktas karakteran vibracion je 95 Hz ĉe la interfaco de fer-magneto-gapo. Vibracia sentemaĵo venas de elektromagnetiko-mekanika kunligo. Malstreĉitaj kernoj aŭ deformitaj vindadoj kaŭzas abnormajn amplitudspektrojn (95 Hz/150 Hz), tempodomajn formojn, kaj ĉefkomponentkoeficientojn. Konstruu multidimensian karakterosistemon de amplitudo, asimetrio, kaj kurtozo. Forsarto fokusas sur malaltfrekvencaj komponentoj sub 1 kHz, konstruante karaktermodelon de kvantado de tempo-frekvenca leĝo por subteni defektodiagnostikon.

La segmentita diskreta potencspektro supre reprezentas signalpotencspektron, kiel en Formulo (1).

En la formulo: $N$ estas la nombro de mezurpunktoj; $f$ estas la provadrapido; $o(k)$ estas la sumo de la kvadratoj de la amplitudoj de ĉiuj frekvencelementoj inter -80 Hz kaj 100 Hz. Pro la kompleksa strukturo de alta-voltaj paralelaj reaktoroj, okazas multaj ne-liniaj faktoroj, kiel reflekto kaj refrakcio, ene. La amplitudo de ĉiu harmonia komponento varias sub malsamaj kondiĉoj.

1.3 Diagnostiko de Internaj Defektoj de 750 kV Alta-Voltaj Paralelaj Reaktoroj

Kiel ĉefa reaktivapotenco-kompensila aparato en elektraj sistemoj, la funkcioreliablaĵo de alta-voltaj paralelaj reaktoroj estas direktrelata al sistemeblaĵo. Ĉi tiuj kontrolindaj reaktoroj havas specialan strukturon kaj kompleksajn defektomekanizmojn, kaj defektoj povas kaŭzi super-ŝarĝon/supervoltadon. Prenu 750 kV aparatojn kiel ekzemplon. Grandkapacita turn-ad-turna defekto en la kontrolvindado kaŭzas numernekon. Ĝiaj harmoniaelementoj, krom DC kaj para-ordaĵoj, havas supermetitajn nepara-ordajn harmoniojn. Ankaŭ, ĉar la indukitaj elektromotivaj fortoj en la maldekstra kaj dekstra kernkolonoj de la defekta kontrolvindado diferencas, generiĝas malbalanca indukita elektromotiva forto $\Δe$ en la defekta fazkontrolvindado, kiel montrite en Formulo (2).

En la formulo: w estas la mallonga turnratio de la reaktoro; χ estas la norma voltado de la kontrolvindado. La amplitudo, komponentkoeficiento, kvadrata devio en la vibraciasignalo, kaj la malbalanca indukita elektromotiva forto Δe en Formulo (2) kune konstituas la internajn defektokarakterojn de la reaktoro. Lia defektodiagnostiko estas montrita en Formulo (3).

Studoj montras, ke la korrelacio inter vibraciakaraktero kaj la mekanika stato de la reaktoro estas pli forta ol tio kun voltado, kio efektive supresas fluktuinterferon de elektra reto. Por 750 kV reaktoro en normala funkcio, ĝi generas balancitajn para-ordajn harmoniojn tra sia tri-faza strukturo. Unufaza defekto rompos la harmonian balanceton, kaj pro la malalta rezistanco de la kontrolvindado, produktiĝos ŝarĝflujo kvinoble super la norma. Ĉi tiu anormala ŝarĝflujo kaŭzos, ke la reteja ŝarĝflujo altiĝos al kvinoble la normala, akompanita de harmonia distortejo, minacanta la sekurecon de la elektra reto.

2 Testa Verifiko kaj Resultatevaluo
2.1 Konstruado de Testaplatformo

Simula medio estas konstruita bazita sur du-dimensia akso-simetria elektra kampo-modelo, uzante numerajn metodojn por studi elektrakan karakteron. La testasistemo transformas reaktorfilojn kaj izolkomponantojn en tridimensian solidan modelon. Per grafika interfaco, ĝi ebligas parametrigitan agordon de filsurfaĉa ŝarĝo, identigon de filflotanta potencialo, kaj dinaman vizualigon de elektra kampo.

Por longa izolada analizo, estas adoptitaj kvar miksitaj formoduzoj: tutonda/kaptita-onda eksitado ĉe la vindadoĉapo, tutonda ŝarĝo ĉe la linia fino, kaj kaptita-onda ŝarĝo ĉe la neutra punkto, simulantaj koilpotencialgradon-distribuon sub malsamaj laborkondiĉoj. En ĉefa izolada evaluo, estas konstruita elektromekanika kunligamodelo por elektrakoncentraj areoj, realigante vibraciakarakterokalkulon kaj defektokarakterekstrakton. La testodelo havas norman voltadon de 45 kV, norman ŝarĝfluon de 630 A, kaj norman reaktancon de 1005 Ω.

2.2 Testrezultoj kaj Analizo

Vibraciidefektotestoj estas faritaj sur la metodo de ĉi tiu artikolo kaj du aliaj metodoj. La testrezultoj de la tri metodoj estas komparitaj, kiel montrite en Tablo 1.

Kiel vidite el la datumoj en Tablo 2, kompare kun Metodo 1 (maksimuma eraro de 56 μm) kaj Metodo 2 (maksimuma eraro de 77 μm), la maksimuma eraro de la 750 kV alta-voltaj paralelaj reaktoroj vibraciitesta metodo dezinita en ĉi tiu artikolo estas nur 3 μm. En Testo 6, lia detektita valoro de 30 μm estas tute kongrua kun la agordita valoro. La maksimuma eraro de la metodo en ĉi tiu artikolo estas malpligrandigita per pli ol 50 μm kompare kun tradiciaj metodoj, kaj la detektita valoro estas plej proksima al la reala valoro, verifikiĝante efektiveco de la metodo.

La testo faris spektran analizon de la No. 3 mezurpunkto, poste analizi la kaŭzon de la defekto. La testita spektrodiagramo de la No. 3 mezurpunkto de la reaktoro estas montrita en Figuro 1.

Kiam la ĉefa magnetcirkvo pasas tra fer-biskvitaj kaj aer-gapaj, formiĝas Maxwellova forto-kampo, kun intensumo duoble la ŝarĝfluo, reduktante magnetan energion. Spektranalizo montras, ke la vibracia frekvenco de ĉiu mezurpunkto estas ~100 Hz, kaj la spektro kongruas kun tempodomaj vibraciavaloroj, indikante, ke la vibracio venas de la magnetostriccia efiko de la ĉefa magnetcirkvo izolilo.

Ĉi tiu studo uzas defektodiagnostikan akuratecon kiel kernindikilon, komparante tradician Metodon 1, Metodon 2, kaj la algoritmon de ĉi tiu artikolo. Bazita sur 1000-kazo testa aro: ĉiuj tri metodoj havas referencan akuratecon >97%. La vibraciitesta kaj defektanaliza metodo de ĉi tiu artikolo pruvas bonegan performon, kun stabilaj akuratecoj >99.5% kaj pico de 99.8% en plena testaĵaro. La akuratecpiko/punkto de Metodo 1 estas 98.88%/98.50%, kaj la akuratecrango de Metodo 2 estas 97.50% - 97.83%. Kompare kun la plej bona Metodo 1, ĉi tiu metodo plibonigas la akuratecon per 0.92 procentpunkto, proksimiĝante al la teoria limo de 100.00%, verifikante la akuratecan avantaĝon por 750 kV paralelaj reaktoroj vibraciitesto kaj defektanalizo.

Por evalui performon, eksperimento uzas defektrekognitan akuratecon kiel kernindikilon. Testoj montras, ke la detektita akurateco stabilas ĉe 99.50% - 99.80%, konfirme dualan efektivecon: precize mezuri 750 kV reaktorvibraciokarakterojn kaj fidinde diagnozi defektojn.

3 Konkludo

Studoj montras, ke kiam la ferkerno de alta-voltaj paralelaj reaktoroj estas malstreĉita, la tempo-frekvencaj karakteroj de la vibraciasignalo regule ŝanĝiĝas. Analizante parametrojn, kiel amplituda fluctuaĵo, varianco, kaj la energiproportio de 200 Hz, oni povas evalui la staton. Karakteraj frekvencbandoj, kiel 200 Hz, 300 Hz, kaj 500 Hz, estas rilatitaj al laborkondiĉoj. La diagnosmodelo havas bonan defektidentigan kapablecon. Vibracia en-linio monitorado povas identigi ferkernmalstreĉiĝon kaj vindadodeformiĝon, kaj la testoj verifikas la efektivecon de la metodo.