מעקב אחר רעידות ואבחון תקלות עבור ריאקטורים מקבילים בזרם גבוה

1 טכנולוגיית מעקב רעידות ואבחון תקלות עבור ריאקטורים שולתיים בלחץ גבוה
1.1 אסטרטגית מיקום נקודות מדידה

פרמטרי מאפיינים של רעידות (תדר, עוצמה, אנרגיה) של ריאקטורים שולתיים בלחץ גבוה מתועדים לחלוטין בתיקים הפעלה. לאנליזת רעידות יש להתמקד בפתרון מורכבות התפוצה של השדה החשמלי בסוף הסיבובים. הערכה כמותית של התפוצה של עוצמת השדה תחת מתח פליטה/מתח ברק ומגמות גרדיאנט המתח של המבודד הארוך במתח מעל המוגדר. מיקום נקודות המדידה חייב לעמוד בדרישות אמיתיות של רעידות, בטיחות ורציונליות הנדסית. בשל סיכון מתח גבוה על גב הטנק, חיישנים עדיף להמקם סביב קיר הטנק. חלוקת פני הטנק החיצוני ליחידות מלבניות, הגדרת מרכזי גאומטריים כנקודות סטנדרטיות עם מספרים שיטתיים, שמירה על מרחק בין נקודות ≤ 50 ס"מ, שיווי משקל בין מרחב התקנה והשגת כיסוי באזורים חשובים. התוכנית צריכה להיות מופטמת באופן דינמי בהתאם למבנה המכשיר,仕续完成翻译任务，但注意到您提供的内容需要翻译成希伯来语。根据您的要求，我将继续按照规则进行准确翻译： - 技术规格和安全标准，使数据可追溯并控制风险。

1.2 שיטת הוצאת מאפייני אות רעידות

מעקב אחר רעידות של ריאקטורים שולתיים בלחץ גבוה מאסף מאפייני רעידות באמצעות מערכת חיישנים. ניסויים מתבצעים בשני מצבים: 75% מטען מוגדר והסרת אילוצים מכניים. רעידות המכשיר מופעלות על ידי שני מנגנונים: אפקט מגנטוסטריוקטיבי של הליבה המגנטית גורם לעיוות תקופתי צדדי/ארוך, כוח אלקטרומגנטי מתחלף מפעיל רעידות מאפייניות בתדר 95 הרץ בנקודת הקשר בין הליבה למגנט. רגישות לרעידות נובעת מקישור אלקטרומכני. ליבות רופפות או סיבובים מעוותים גורמים לספקטרום אמפליטודה חריג (95 הרץ/150 הרץ), צורות גלים בזמן, ומקדמי רכיבים עיקריים. בניית מערכת מאפיינים רב-ממדית של אמפליטודה, עקמומיות וקורטוזיס. המחקר מתמקד ברכיבים בתדר נמוך מתחת ל-1 קילוהרץ, בניית מודל מאפייני רעידות על ידי קוונטיפיקציה של חוקים זמן-תדר לתמיכה באבחון תקלות.

הספקטרום המפוצל בדיד למעלה מייצג את ספקטרום הכוח של אות, כמו בנוסחה (1).

בנוסחה: $N$ הוא מספר נקודות המדידה; $f$ הוא קצב הדגימה; $o(k)$ הוא סכום הריבועים של האמפליטודות של כל רכיבי התדר בין -80 הרץ ל-100 הרץ. בשל המבנה המורכב של ריאקטורים שולתיים בלחץ גבוה, מתרחשים בתוך המכשיר מספר גורמים לא ליניאריים כמו השתקפות ועיקיפה. האמפליטודה של כל רכיב הרמוני משתנה בתנאים שונים.

1.3 אבחון תקלות פנימיות של ריאקטורים שולתיים בלחץ גבוה 750 קילוולט

כמכשיר פיצוי реактивной мощности основного значения в энергосистемах, надежность работы высоковольтных шунтирующих реакторов напрямую связана со стабильностью системы. Эти управляемые реакторы имеют особую конструкцию и сложные механизмы отказа, и неисправности могут вызвать риски перегрузки по току/напряжению. Например, для устройств на 750 кВ. Крупная межвитковая неисправность в управляющей обмотке вызывает дисбаланс числа витков. Его гармонические составляющие, кроме постоянного тока и четных гармоник, имеют наложенные нечетные гармоники. Также, поскольку индуцированные электродвижущие силы в левых и правых колонках сердечника неисправной управляющей обмотки различаются, создается несбалансированная индуцированная электродвижущая сила Δe в фазовой управляющей обмотке, как показано в формуле (2).

בנוסחה: w הוא יחס הקצר החשמלי של הריאקטור; χ הוא המתח המוגדר של הסיבוב. האמפליטודה, מקדם הרכיב, סטיית ממוצע מרובע באות הרעידות, והכוח האלקטרומוטיבי הלא מאוזן Δe בנוסחה (2) יחד מהווים את מאפייני התקלויות הפנימיות של הריאקטור. אבחון התקלות שלו מוצג בנוסחה (3).

מחקרים מראים שהקשר בין מאפייני רעידות למצב המכני של הריאקטור חזק יותר מאשר זה עם מתח, שיכול להשתיק בצורה יעילה הפרעות מהרשת החשמלית. עבור ריאקטור 750 קילוולט בפעילות נורמלית, הוא מייצר הרמוניות זוגיות מאוזנות דרך מבנהו בשלושה פאזה. תקלה חד-פאזית תשבש את האיזון ההרמוני, וכתוצאה מהמאפיין 저-התנגדות של הסיבוב, ייווצר זרם חמש פעמים המירבי המוגדר. זרם חריג זה גורם לזרם בצד הרשת לעלות לחמש פעמים הגודל הנורמלי, בתוספת עיוות הרמוני, המסכן את הבטיחות של הרשת החשמלית.

2 בדיקה והערכת תוצאות
2.1 בניית פלטפורמת בדיקה

סביבה סימולטיבית נבנית מבוססת על מודל שדה חשמלי דו-ממדי סימטרי לציר, עם שימוש בשיטות מספריות למחקר מאפייני השדה החשמלי. מערכת הבדיקה ממירה חוטי ריאקטורים ורכיבי מבודדים למודל מוצק תלת-ממדי. דרך הממשק גרפי, מאפשרת הגדרת פרמטרים של מטען פני השטח של מוליך, הזיהוי של פוטנציאל צף של חוט, ויזואליזציה דינמית של השדה החשמלי.

עבור ניתוח מבודד ארוך, משתמשים בארבעה מודלי גלי מעורבים: גלי מלא/גלים מנוקכים בהמרצת ראש הסיבוב, גלי מלא בהטענת קצה הקו, וגלים מנוקכים בהטענת נקודת הניטרלי, המחקים את הפיזור של גרדיאנט הפוטנציאל של הסליל תחת מצבים שונים. בניתוח המבודד העיקרי, מודל קoppel חשמלי-מכני נבנה עבור אזורי ריכוז שדה חשמלי, המאפשר חישוב מאפייני רעידות והוצאת מאפייני תקלות. המודל המשמש לבדיקה בעל מתח מוגדר של 45 קילוולט, זרם מוגדר של 630 אמפר, ומגנט מוגדר של 1005 אוהם.

2.2 תוצאות הבדיקה והערכה

בדיקות תקלות רעידות מתבצעות בשיטה זו ושתי שיטות נוספות. תוצאות הבדיקות של שלושת השיטות משוות, כפי שמוצג בטבלה 1.

מסתבר מהנתונים בטבלה 2, בהשוואה לשיטה 1 (שגיאה מקסימלית של 56 מיקרון) ושיטה 2 (שגיאה מקסימלית של 77 מיקרון), השגיאה המקסימלית של שיטת בדיקת רעידות ריאקטורים שולתיים בלחץ גבוה 750 קילוולט שתוארה במאמר זה היא רק 3 מיקרון. בבדיקה מספר 6, ערך שנמדד של 30 מיקרון הוא לגמרי תואם לערכו המוגדר. השגיאה המקסימלית של שיטה זו מצטמצמת ביותר מ-50 מיקרון לעומת שיטות מסורתיות, והערך שנמדד קרוב ביותר לערכו האמיתי, המאמת את יעילות השיטה.

הבדיקה ביצעה ניתוח ספקטרלי על נקודת מדידה מספר 3, ולאחר מכן ניתחה את סיבת התקלה. דיאגרמת הספקטרום המבוקר של נקודת מדידה מספר 3 של הריאקטור מוצגת בתמונה 1.

כאשר המעגל המגנטי הראשי עובר דרך עוגות ברזל ופערים אוויר, נוצר שדה כוח מקסוול, בעוצמה פי שניים מהזרם, המפחית את אנרגיית השדה המגנטי. ניתוח הספקטרום מראה שכל נקודה מדידה של תדר רעידות היא בערך 100 הרץ, והספקטרום מתאם לערכים של רעידות בזמן, המצביע על כך שרעידות נובעות מהאפקט המגנטוסטריוקטיבי של המבודד המגנטי הראשי.

מחקר זה משתמש במדויקת אבחון תקלות כמדד מרכזי, משווה בין שיטה מסורתית 1, שיטה 2, ושיטת האלגוריתם של מאמר זה. בהתבסס על קבוצת בדיקה של 1000 מקרים: כל שלושת השיטות בעלות דיוק בסיסי >97%. שיטת בדיקת רעידות ואבחון תקלות של מאמר זה מבצעת בצורה יוצאת מן הכלל, עם דיוק יציב >99.5% ופסגה של 99.8% בבדיקות מלאות. דיוק השיא/עמק של שיטה 1 הוא 98.88%/98.50%, וטווח הדיוק של שיטה 2 הוא 97.50% - 97.83%. בהשוואה לשיטה 1 הטובה ביותר, שיטה זו משפרת דיוק ב-0.92 נקודות אחוז, מתקרבת לגבול התאורטי של 100.00%, המאמת את יתרונות הדיוק עבור בדיקת רעידות ואבחון תקלות של ריאקטורים שולתיים בלחץ גבוה 750 קילוולט.

כדי להעריך ביצועים, ניסוי משתמש במדויקת זיהוי תקלות כמדד מרכזי. בדיקות מראות כי דיוק זיהוי מתאזן בין 99.50% ל-99.80%, אישר את יעילות שתי הפונקציות: מדידת מאפייני רעידות של ריאקטורים 750 קילוולט באחריות ובאבחון תקלות אמינות.

3 מסקנה

מחקרים מראים שכשהליבה של ריאקטור שולי בלחץ גבוה רופפת, מאפייני הזמן-תדר של אות הרעידות משתנים באופן קבוע. ניתוח פרמטרים כמו תנודות אמפליטודה, שונות, והיחס של אנרגיה בתדר 200 הרץ יכול להעריך את המצב. תדרי מאפיינים כמו 200 הרץ, 300 הרץ ו-500 הרץ קשורים לתנאי עבודה. המודל לאבחון תקלות בעל יכולת זיהוי טובה. מעקב מקוון של רעידות יכול לזהות רופפות של ליבה ועוות של סיבובים, והבדיקות מאשרות את יעילות השיטה.