Mionsú aghaidh agus diagnóis deifir do riacaitoirí comhshunt high-voltage

1 Teicneolaíocht Monatóireachta Vibreáide agus Diagnóis Fadhb do Riacair Shunt Ard - Voltaíochta
1.1 Stratéis Laidh Amharclán Mheastacháin

Tá paramaitríocha carachtaracha vibreáide (fréamh, cumhacht, fiontar) riacair shunt ard - voltaíochta go hiomlán faoi chlárú i lóga imeartha. Le haghaidh anailís vibreáide, díríonn sé ar réiteach na castacht de réirshonraíocht réimse dearga ag deirfiúrtheilgí. Measaimh cuantaitheach ar sheascadh réimse dearga faoi bhhrú dearg/lucht ghaisce agus carachtaristiaca grádán voltaí bainistíochta thar luach mheasta. Caithfidh laidh amharclán meastacháin filliú le riail fíoracht, slándacht, agus rialú inbhuanaitheach. Mar gheall ar an mbhuaineardacht ard - voltaíochta ar barr an tanc, is féidir seansúir a chur timpeall an talún tanc. Roinnigí an taobh amuigh den tanc isteach i nithe réchtúla, a dhéanann ionadaíocht ar lár réchtúla mar phointí caighdeánacha le uimhiriú córasach, ag déanamh cinnte go bhfuil spás idir na pointí ≤ 50 cm, ag comhdhéanamh spás suíomha agus cónraí áit cheannródaí. Is féidir an scéim díriúcháin a bhogadh go dian bunaithe ar struchtúr úirlis, speicí teicniúla, agus caighdeáin slándachta, ag éileamh airteagalaireacht sonraí agus rialú risca.

1.2 Modh Aimsitheoireachta Comharthaí Vibreáide

Cuireann monatóireachta vibreáide riacair shunt ard - voltaíochta comharthaí vibreáide i bhfeidhm trí chóras éadacháin. Úsáideann eispéirí dhá stádas: 75% de luach mheasta agus scriosadh conspairtí meicniúla. Tugtar dúshlán don vibreáid úirlise trí dhá modh: tionchar magnetostrictive an nualart ag cruthú ilmheasú/lonnúcháin parthach; agus fórsa electromagnetach altaithe ag cruthú vibreáid charachtarach 95 Hz ag brúgha an nualart. Ionracaiscibhíonn an sinsiúlacht ó chumpleascadh elecmaghnach - meicniúil. Tugann nualart íogair nó theilgí dathaithe amharcanna amplituide (95 Hz/150 Hz), formlae ama - domhain, agus coifisiúnta príomhchóimeád. Cruthóimid córas roinnt - dimensineach amplituide, sceadúlacht, agus curtosis. Díríonn an taighde ar chuid íseal - fréamhaí laighe os cionn 1 kHz, ag cruthú modh carachtarach vibreáide trí rialacha ama - fréama a mhionsonrú chun tacú le diagnóis fadhb.

Léiríonn an speictrom cumhachta dischríochta roinnte thíos an speictrom cumhachta comhartha, mar atá sa Foirmle (1).

Sa foirmle: $N$ is é an líon puingeanna meastacháin; $f$ is é an ráta meastacháin; $o(k)$ is é an suim de chearnóg na ndeargachta gach compónadta fréamha idir - 80 Hz agus 100 Hz. Mar gheall ar struchtúr riacair shunt ard - voltaíochta casta, tarlaíonn roinnt fadtéarmaí neamhlinnéara cosúil le aisléiriú agus drúchainte laistiar. Athraíonn an deargachta gach harmónach faoi chúinsí éagsúla.

1.3 Diagnóis Fadhb Idirnach 750 kV Riactair Shunt Ard - Voltaíochta

Mar úirlis fhócasach comhbhata reacmhach i gcórais fuinnimh, tá infheistíocht oibriúcháin riacair shunt ard - voltaíochta go díreach gaol le stabilitacht an chórais. Tá struchtúr agus móidí fadhb casta ag na riactair seo, agus d'fhéadfadh fadhbanna a chur i bhfeidhm risca brúchú/brú dearg. Tabhair 750 kV úirlisí mar shampla. Cúrsa fadhb meascánach mórscála i dtéilg contrólúcháin cuireann fadhb imdhúileachta ar an téilg. Tá a chuid compónadta harmónach, chomh maith le DC agus harmónach eile, ag cur orthu harmónach íogair. Ansin, mar gheall ar an difríocht idir na forcáin indúcda i mbarr cláir an nualart contúirte, gineann sé forcáin indúcda neamhdhibhearnach $\Δe$ sa théilg contrólúcháin fadhb, mar atá sa Foirmle (2).

Sa foirmle: w is é ráta an tsiontúin scuirte; χ is é an voltaí mheasta an téilg contrólúcháin. An deargachta, coifisiún compónadta, cartais mochtorradh sa chomhartha vibreáide, agus an forcáin indúcda neamhdhibhearnach Δe sa Foirmle (2) le chéile a dhéanann carachtar fadhb intíre an riactair. Tá a diagnóis fadhb léirithe sa Foirmle (3).

Léiríonn taighde go bhfuil níos láidre an nasc idir carachtaristí vibreáide agus stádas meicniúil an riactair ná a bhfuil le voltaí, agus is féidir leis an modh seo a chosc ar ionsaithe fuinnimh. Do riactair 750 kV ag obair ar feadh, gineann sé harmónach eile dhibhearnach comhdhearnach trí a struchtúr trí - phhas. Cúrsa fadhb aon - phhas dírbhearnach an comhdhearnas harmónach, agus mar gheall ar an gcarachtar íogair - brú an téilg contrólúcháin, gineann sé cúrsa beathais cincí tar éis an mheastachán. Cúrsa beatha neamhdhibhearnach seo a chur ar an cúrsa beatha gréasaí, agus leis sin, gabhann sé go cúinne de bharr athrú harmónach, ag cur isteach ar shláinte an chórais fuinnimh.

2 Dearbhú Trialacha agus Measúnú Torthaí
2.1 Tógáil Plataform Trialacha

Cruthóimid gnéas umhachtach bunaithe ar mhadhla réimse dearga dhá - shiombalach, ag úsáid modhanna uimhríochta chun carachtaristí réimse dearga a staidéar. Innímid an córas trialacha riactair threabhlach agus huileoga insuláide isteach i módham solíd 3D. Trí an gcomhéadan grafach, is féidir leis an gcóras a chur i bhfeidhm agus a aithint ar bhuiséad treabhla, agus a léiriú grafach réimse dearga.

Do anailís insuláide lonnúcháin, úsáideann an tionscadal ceithre modh chomhartha míchruinn: anspéacla/chuasú anspéacla ag deirfiúrtheilg, anspéacla anspéacla ag teoilg líne, agus chuasú anspéacla ag pointe neodrach, ag macnamh réimse dearga theoilg faoi chúinsí oibre éagsúla. Do measúnú insuláide príomh, cruthóimid modh cumhachtach electro - meicniúil do réigiúin réimse dearga comhdhearnach, ag cruthú modh measúnachta carachtaristí vibreáide agus aimsitheoireachta fadhb. Tá an módham trialaistí le voltaí mheasta 45 kV, cúrsa beatha mheasta 630 A, agus reactance mheasta 1005 Ω.

2.2 Torthaí Trialacha agus Anailís

Conduct trials of vibration fault detection using the method proposed in this paper and two other methods. The test results of the three methods are compared, as shown in Table 1.

As the data in Table 2 shows, compared with Method 1 (maximum error of 56 μm) and Method 2 (maximum error of 77 μm), the maximum error of the 750 kV high - voltage shunt reactor vibration testing method designed in this paper is only 3 μm. In Test 6, its detected value of 30 μm is completely consistent with the set value. The maximum error of the method in this paper is reduced by more than 50 μm compared with traditional methods, and the detected value is closest to the actual value, verifying the effectiveness of the method.

The test carried out spectrum analysis on the No. 3 measuring point, and then analyzed the cause of the fault. The tested spectrum diagram of the No. 3 measuring point of the reactor is shown in Figure 1.

When the main magnetic circuit passes through iron cakes and air gaps, a Maxwell force field forms, with intensity twice the current, reducing magnetic field energy. Spectrum analysis shows each measuring point’s vibration frequency is ~100 Hz, and the spectrum aligns with time - domain vibration values, indicating vibration stems from the magnetostrictive effect of the main magnetic circuit insulator.

This study uses fault diagnosis accuracy as the core indicator, comparing traditional Method 1, Method 2, and this paper’s algorithm. Based on a 1000 - case test set: all three methods have benchmark accuracies >97%. This paper’s vibration testing and fault analysis method performs outstandingly, with accuracy stably >99.5% and a 99.8% peak in full - sample tests. Method 1’s accuracy peak/valley is 98.88%/98.50%, and Method 2’s accuracy range is 97.50% - 97.83%. Compared to the optimal Method 1, this method improves accuracy by 0.92 percentage points, approaching the 100.00% theoretical limit, verifying the accuracy advantage for 750 kV shunt reactor vibration testing and fault analysis.

To evaluate performance, an experiment uses fault recognition accuracy as the core indicator. Tests show detection accuracy stabilizes at 99.50% - 99.80%, confirming dual - function effectiveness: accurately measuring 750 kV reactor vibration characteristics and reliably diagnosing faults.

3 Conclusion

Research shows that when the iron core of a high - voltage shunt reactor is loose, the time - frequency characteristics of the vibration signal change regularly. Analyzing parameters such as amplitude fluctuation, variance, and the energy proportion of 200 Hz can evaluate the state. Characteristic frequency bands like 200 Hz, 300 Hz, and 500 Hz are related to working conditions. The diagnosis model has good fault identification ability. Vibration online monitoring can identify iron core loosening and winding deformation, and the tests verify the effectiveness of the method.