Monitorizazioaren eta akats-diagnostikoaren kontrola hautazko korronte altueneko reaktoreetan

1 Osagarriko Reaktoreen Zinematika Monitorizatzeko eta Akatsak Diagnostikatzeko Teknologia
1.1 Neurketa Puntuen Hedapen Estrategia

Osagarriko reaktore ospetsu baten zinematika ezaugarri parametroak (maiztasuna, indarra, energia) oso erregistratzen dira lanaldi bitartean. Zinematika analisiaren aldetik, kontuan hartu behar da borrokatze amaitzeko elektriko eremuko banaketaren konplexutasuna. Ebaluatu kuantitativoki eremuko intentsitatearen banaketa operazio/tximinoan gain-indarrarekin eta longitudinal isolamenduaren geruzen indarraren ezaugarriak gain-osagarrian. Neurketa puntuak hedatzeko, bete behar dira zinematikaren egiazkotasunaren, segurtasunaren eta ingeniaritzarako arrazoitsutasunaren eskaintzak. Tanku goiko osagaiaren osagarri altuak dela eta, sensorrek tankuaren paretan kokatuta izatea onena da. Tankuaren kanpoaldea laukizuzen unitateetan zatitu, geometrikoki zentratu puntu estandarra zenbaketa sistematikorekin, puntu arteko distantziak ≤ 50 cm bezala, instalazio espazioaren eta eremuren garrantzitsuena kudeatuz. Hedapen planoa dinamikoki hobetu behar da gailuaren egitura, teknologiako spezifikazio eta segurtasun estandarrak kontuan hartuz, datu enpresailetasuna eta arrisku kontrola ahalbidetzeko.

1.2 Zinematika Sinaduren Aldagaien Ateraera

Osagarriko reaktore ospetsu baten zinematika monitorizatzeko, sinadura sistema bat erabiliz ateratzen dira zinematika aldagaiek. Esperimentuetan bi egoerak erabiltzen dira: 75% ospeko karga eta mekanikoki murrizketen kendura. Gailuaren zinematika bi mekanismoekin antolatzen da: ferro-erdian magnetostriktibotasun efektua lateral/longitudinal aldaketa periodikoak sortzen ditu; alterno elektromagnetiko indarrek 95 Hz karakteristikoko zinematika sortzen dute ferro-erdian eta hutsuneen arteko interfasean. Zinematikaren sentibilitasuna elektromagnetiko-mekaniko elkarrekin lotutako efektuetan datza. Ferro-erdia lasai edo borrokadura deformatua baldintza anormalak sortzen ditu (95 Hz/150 Hz), denbora-dominioko forma-ondareak eta nagusien faktoreen koefizienteak. Eraiki amplitud, skewness eta kurtosis dimentsio askotako sistema bat. Ikerketa 1 kHz azpitik dagoen maiztasun baxuen osagaiei mugatzen dio, denbora-frekuentzia legeak kuantifikatuz zinematika ezaugarri modeloa eraikitzea sustatuz akats diagnostikorako.

Zatitako diskretu indarr-spektro hau sinadura indarr-spektroa adierazten du, Formula (1) bezala.

Formula honetan: $N$ neurketa laguntza-puntu kopurua da; $f$ laguntza-tasa da; $o(k)$ -80 Hz eta 100 Hz arteko frekuentzien osagai guztien amplituden karratu-batura da. Osagarriko reaktore ospetsu baten egitura konplexua dela eta, barnerako reflektzio eta refrakzio mota askotan agertzen dira. Harmoniko bakoitzaren amplitudak aldatzen dira egoera desberdinetan.

1.3 750 kV Osagarriko Reaktoreen Barne Akatsak Diagnostikatzeko

Elektrizitate sistemako erreaktibo indarraren garrantzitsuen kompentsatzaile gisa, osagarriko reaktore ospetsuen funtzionamendu fiablea sistemaren estabilitatearekin zerikusi du. Erreaktore horiek egitura berezia eta akats-konplexuak dituzte, eta akatsak gain-indarra/gain-ospeko arriskuak sor ditzake. 750 kV gailuei begira, kontrol borrokaduran kapasitate handiko biribiltze bat gertatzen bada, biribiltze-kopuru desegokitzea sortzen da. Harmoniko osagai horiek, DC eta orden-par bakoitiak dituzte, orden-par bikoitiak gehituak. Hala ere, kontrol borrokaduraren esku eta ezkerraldeko ferro-erdian sortutako indukitako electromotive indarrak ezberdinak direnez, kontrol borrokaduraren faltsu fasean $\Δe$ indukitako electromotive indarraren desegokitzea sortzen da, Formula (2) bezala.

Formula honetan: w reaktorearen itsasontzi biribiltzearen erlazioa da; χ kontrol borrokaduraren ospeko indarra da. Zinematika sinaduran amplitud, osagai koefiziente, batez besteko desbideratze karratua eta Formula (2)ko indukitako electromotive indarraren desegokitzea Δe elkarrekin osatzen dute reaktorearen barne akatsen ezaugarriak. Akats diagnostikoa Formula (3) bezala agertzen da.

Ikerketak adierazten dute zinematika ezaugarrien eta reaktorearen mekaniko egoeraren arteko korrelazioa indarrarekin baino sendotuagoa dela, elektrizitate sarea interferentziari eusteko. 750 kV reaktore normal funtzionamenduan, tres fasetako egitura bidez harmoniko par bikoitiak sortzen ditu. Fase bakarraren akatsak harmoniko balantzea hutsegiteko, eta kontrol borrokaduraren indarrerik txikiarena dela, ospeko indarraren bost aldizka indarra sortzen da. Indarra anormal horrek saretik igaro dezake bost aldizka indarra, harmoniko deformatua duelarik, elektrizitate sarearen segurtasuna amenazatzen du.

2 Probak eta Emaitzak Ebaluatzen
2.1 Probatzeko Platforma Eraikitzeko

Bi dimentsioko ardatz simetriko elektriko eremuko modeloan oinarrituta, simulazio ingurune bat eraikitzen da, zenbakizko metodoak erabiliz elektriko eremuko ezaugarriak ikerketa. Sistemak reaktorearen hilabideak eta isolamendu osagaiak 3D solido modelora bihurtzen ditu. Grafiko interfazearen bidez, higidura indarraren parametroak ezarri ahal dira, hilabideen flotatzen duten potentziala identifikatzen da, eta elektriko eremua dinamikoki ikusgai da.

Longitudinal isolamendu analisirako, lau modu osagai sinusoideko moduak erabiltzen dira: borrokaduraren amaieran osoa/kortatua, lerroaren amaieran osoa, eta neutro puntuan kortatua, borrokatze-potentzialen gradientearen banaketa desberdinetan. Nagusiko isolamendu ebaluatzeko, elektriko-mekaniko elkarrekin lotutako modeloa eraikitzen da elektriko eremuko kontzentrazio eremutan, zinematika ezaugarri kalkulatzeko eta akats ezaugarri ateratzeko. Probak egiteko erabilitako modeluak 45 kV ospeko indarra, 630 A ospeko indarra, eta 1005 Ω ospeko reaktorra du.

2.2 Probak eta Analisiak

Artikulu honetan proposatutako metodoarekin eta beste bi metodoarekin probak egin dira zinematika akatsen testean. Hiru metodoen emaitzak hurrengo Taula 1an azaltzen dira.

Taula 2ko datuetatik, 1. metodoa (56 μm gehieneko errorea) eta 2. metodoa (77 μm gehieneko errorea) berdina, artikulu honetan diseinatutako 750 kV osagarriko reaktorearen zinematika probak 3 μm soilik ditu gehieneko errorea. 6. proban, 30 μm neurtua da, oso bat datozen balioezinarekin. Artikulu honetako metodoaren gehieneko errorea 50 μm gehiago txikiagoa da tradizional metodoetako, eta neurtua oso hurbil dago balioezinei, metodoaren efektibotasuna frogatzen duena.

Probak 3. neurketa puntuan espektro-analisi egin zuen, ondoren akatsaren arrazoiak aztertu zituen. Reaktorearen 3. neurketa puntuko probatutako espektro-diagrama Irudi 1ean agertzen da.

Maxwell indarraren eremua sortzen da ferro pastelan eta aire-hutsuneen gain pasatzen doan indarrarekin, indarraren bikoitzeko intentsitatea, magneko eremuko energia murriztuz. Espektro-analisiak adierazten du neurketa puntu bakoitzaren zinematika maiztasuna ~100 Hz da, eta espektroa denbora-dominioko zinematika balioekin bat datoz, zinematika ferro-erdiko insuladorren magnetostriktibotasun efektutik jatorrizkoa delarik.

Ikerketa honek akats-diagnostikoko zehaztasuna nuklea hartu du, 1. metodo tradizionala, 2. metodoa eta artikulu honetako algoritmoa alderatuz. 1000 kasu-probatzeko multzoan: hiru metodo guztiak 97% baino handiagoak dituzte benetako zehaztasuna. Artikulu honetako zinematika probak eta akats-analisi metodoak doinela, zehaztasuna 99.5% baino handiagoan mantentzen da, 99.8% pisua oso-probatzetan. 1. metodoaren zehaztasun pisua/behera 98.88%/98.50%, 2. metodoaren zehaztasun tartea 97.50%-97.83%. 1. metodo optimalarekin alderatuta, metodo hau 0.92 ehuneko puntu hobetu du, 100.00% teoriko muga hurbilduta, 750 kV osagarriko reaktoreen zinematika probak eta akats-analisi metodoaren zehaztasun avantsumena frogatzen duena.

Ebaluatzeko, probak akats-identifikazio zehaztasuna nuklea hartu dute. Probak adierazten dute detektorearen zehaztasuna 99.50%-99.80% tartean mantentzen dela, 750 kV reaktorearen zinematika ezaugarriak zehazki neurtzeko eta akatsak fidagarri diagnoztikatzeko dual funtzioaren efektibotasuna konfirmatzen duena.

3 Iraultza

Ikerketa adierazten du osagarriko reaktore ospetsu baten ferro-erdia lasai dagoenean, zinematika sinaduraren denbora-frekuentzia ezaugarriak aldatzen direla. Amplitudaren aldagaiak, bariantza, eta 200 Hz-ren energia proportzioa aztertuz egoera ebaluatu ahal da. 200 Hz, 300 Hz, eta 500 Hz motako karakteristiko maiztasun eremuak lanaldiarekin lotuta daude. Akatsen identifikazio-modeluak ondo dabil. Zinematika linean monitorizatzeak ferro-erdiko lasaiera eta borrokaduraren deformazioa identifikatu ahal ditu, eta probak metodoaren efektibotasuna frogatzen dute.