उच्च वोल्टता के शंकु प्रतिक्रियाक लिए दोलन निगरानी और दोष निदान

1 उच्च-वोल्टता शंकु प्रतिक्रियांक के लिए कंपन मॉनिटरिंग और दोष निदान प्रौद्योगिकी
1.1 मापन बिंदु व्यवस्थापन रणनीति

उच्च-वोल्टता शंकु प्रतिक्रियांक के कंपन विशेषता पैरामीटर (आवृत्ति, शक्ति, ऊर्जा) को पूरी तरह से संचालन लॉग में रिकॉर्ड किया जाता है। कंपन विश्लेषण के लिए, वाइंडिंग के छोरों पर विद्युत क्षेत्र वितरण की जटिलता को हल करने पर केंद्रित किया जाना चाहिए। संचालन/बिजली अतिवोल्टता और अतिवोल्टता पर लंबवत अवरोधन की वोल्टता ग्रेडिएंट विशेषताओं के तहत क्षेत्र-शक्ति वितरण का मात्रात्मक मूल्यांकन करें। मापन बिंदु व्यवस्थापन को कंपन की वास्तविकता, सुरक्षा और इंजीनियरिंग युक्तियों की आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए। टैंक-शीर्ष उच्च-वोल्टता जोखिम के कारण, सेंसरों को टैंक की दीवार के चारों ओर रखना अधिक उपयुक्त है। टैंक की बाहरी सतह को आयताकार इकाइयों में विभाजित करें, जिनके ज्यामितीय केंद्रों को मानक बिंदुओं के रूप में समन्वित संख्यांकन के साथ, सुनिश्चित करें कि बिंदु दूरी ≤ 50 सेमी, इंस्टॉलेशन स्थान और महत्वपूर्ण क्षेत्र कवरेज के बीच संतुलन बनाए रखें। व्यवस्थापन योजना को उपकरण संरचना, तकनीकी विशेषताओं और सुरक्षा मानकों के आधार पर गतिशील रूप से अनुकूलित किया जाना चाहिए, जिससे डेटा की प्रतिबंधितता और जोखिम नियंत्रण संभव हो।

1.2 कंपन सिग्नल विशेषता निकासी विधि

उच्च-वोल्टता शंकु प्रतिक्रियांक के कंपन मॉनिटरिंग में एक सेंसिंग सिस्टम के माध्यम से कंपन विशेषताएं एकत्र की जाती हैं। प्रयोग 75% रेटेड लोड और यांत्रिक-संरोध निकालने की दो स्थितियों का उपयोग करते हैं। उपकरण का कंपन दो मेकेनिज्मों द्वारा चालित होता है: लोहे के कोर के चुंबकीय विस्तार के कारण लंबवत/लंबाई में आवर्ती विकृति; विकल्पी चुंबकीय बल 95 Hz विशेषता कंपन लोहे के कोर-गैप इंटरफ़ेस पर उत्पन्न करता है। कंपन संवेदनशीलता विद्युत-यांत्रिक कपलिंग से उत्पन्न होती है। ढीले कोर या विकृत वाइंडिंग के कारण असामान्य आयाम स्पेक्ट्रा (95 Hz/150 Hz), समय-डोमेन तरंग रूप, और मुख्य-घटक गुणांक होते हैं। एक बहु-आयामी विशेषता प्रणाली आयाम, विषमता, और अतिवक्रता का निर्माण करें। शोध 1 kHz से नीचे के निम्न-आवृत्ति घटकों पर केंद्रित है, समय-आवृत्ति कानूनों को मात्रात्मक रूप से निर्धारित करके एक कंपन विशेषता मॉडल बनाने के लिए जो दोष निदान का समर्थन करता है।

ऊपर दिखाया गया खंडित डिस्क्रीट शक्ति स्पेक्ट्रम एक सिग्नल शक्ति स्पेक्ट्रम का प्रतिनिधित्व करता है, जैसा कि सूत्र (1) में दिखाया गया है।

सूत्र में: $N$ मापन नमूना बिंदुओं की संख्या है; $f$ नमूना दर है; $o(k)$ -80 Hz और 100 Hz के बीच सभी आवृत्ति घटकों के आयामों के वर्गों का योग है। उच्च-वोल्टता शंकु प्रतिक्रियांक की जटिल संरचना के कारण, भीतर बहुत से गैर-रैखिक कारक जैसे प्रतिबिंब और अपवर्तन होते हैं। प्रत्येक हार्मोनिक घटक का आयाम विभिन्न स्थितियों में बदलता रहता है।

1.3 750 kV उच्च-वोल्टता शंकु प्रतिक्रियांक के आंतरिक दोषों का निदान

एक प्रमुख रिएक्टिव शक्ति की भरपाई करने वाली उपकरण के रूप में विद्युत प्रणालियों में, उच्च-वोल्टता शंकु प्रतिक्रियांक की संचालन विश्वसनीयता प्रणाली की स्थिरता से सीधे संबंधित है। इन नियंत्रित प्रतिक्रियांकों की विशेष संरचना और जटिल दोष मेकेनिज्म होते हैं, और दोष अतिवर्ती/अतिवोल्टता जोखिम उत्पन्न कर सकते हैं। 750 kV उपकरण को एक उदाहरण के रूप में लें। नियंत्रण वाइंडिंग में एक बड़ी-क्षमता टर्न-टू-टर्न दोष टर्न-संख्या की असंतुलनता का कारण बनता है। इसके हार्मोनिक घटक, DC और सम-क्रम के अलावा, विषम-क्रम के हार्मोनिकों के साथ सुपरिम्पोजिट होते हैं। इसके अलावा, जब दोषपूर्ण नियंत्रण वाइंडिंग के बाएं और दाएं कोर स्तंभों में प्रेरित विद्युत विभव भिन्न होते हैं, तो दोषपूर्ण-फेज नियंत्रण वाइंडिंग में एक असंतुलित प्रेरित विद्युत विभव Δe उत्पन्न होता है, जैसा कि सूत्र (2) में दिखाया गया है।

सूत्र में: w प्रतिक्रियांक का शॉर्ट-सर्किट टर्न अनुपात है; χ नियंत्रण वाइंडिंग की निर्धारित वोल्टता है। कंपन सिग्नल में आयाम, घटक गुणांक, माध्य वर्ग विचलन, और सूत्र (2) में असंतुलित प्रेरित विद्युत विभव Δe एक साथ प्रतिक्रियांक के आंतरिक दोष विशेषताओं का निर्माण करते हैं। इसका दोष निदान सूत्र (3) में दिखाया गया है।

अध्ययन दिखाते हैं कि कंपन विशेषताओं और प्रतिक्रियांक की यांत्रिक स्थिति के बीच का संबंध वोल्टता की तुलना में मजबूत है, जो विद्युत ग्रिड की उतार-चढ़ाव व्यवधान को प्रभावी रूप से दबा सकता है। एक 750 kV प्रतिक्रियांक के सामान्य संचालन में, यह अपनी तीन-फेज संरचना के माध्यम से संतुलित सम-क्रम हार्मोनिक उत्पन्न करता है। एक एकल-फेज दोष हार्मोनिक संतुलन को नष्ट कर देगा, और नियंत्रण वाइंडिंग की कम-प्रतिरोध विशेषता के कारण, निर्धारित अतिवर्ती से पाँच गुना अतिवर्ती उत्पन्न होगा। यह असामान्य विद्युत विभव ग्रिड-साइड विद्युत विभव को पाँच गुना बढ़ा देगा, जिसके साथ हार्मोनिक विकृति होगी, जो विद्युत ग्रिड की सुरक्षा को धमकी देगी।

2 परीक्षण सत्यापन और परिणाम मूल्यांकन
2.1 परीक्षण प्लेटफार्म निर्माण

दो-आयामी अक्षीय सममित विद्युत क्षेत्र मॉडल के आधार पर एक सिमुलेशन वातावरण बनाया गया है, जिसमें संख्यात्मक विधियों का उपयोग विद्युत क्षेत्र विशेषताओं का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। परीक्षण प्रणाली प्रतिक्रियांक तारों और अवरोधन घटकों को एक 3D ठोस मॉडल में बदल देती है। ग्राफिकल इंटरफ़ेस के माध्यम से, यह चालक सतह आवेश, तार तैरता विभव, और गतिशील विद्युत क्षेत्र विज़ुअलाइज़ेशन के पैरामीटराइज्ड सेटिंग की सुविधा प्रदान करती है।

लंबवत अवरोधन विश्लेषण के लिए, चार मिश्रित तरंग रूपों का उपयोग किया जाता है: वाइंडिंग के सिरे पर पूर्ण-तरंग/कट-ऑफ-तरंग उत्तेजना, लाइन के सिरे पर पूर्ण-तरंग लोडिंग, और न्यूट्रल बिंदु पर कट-ऑफ-तरंग लोडिंग, विभिन्न कार्यावधियों के तहत कोइल विभव ग्रेडिएंट वितरण का सिमुलेशन करता है। मुख्य अवरोधन मूल्यांकन में, विद्युत-यांत्रिक कपलिंग मॉडल बनाया जाता है विद्युत क्षेत्र संकेंद्रित क्षेत्रों के लिए, कंपन विशेषता की गणना और दोष विशेषता निकासी को संभव बनाता है। परीक्षण-योग्य मॉडल की निर्धारित वोल्टता 45 kV, निर्धारित विद्युत विभव 630 A, और निर्धारित प्रतिक्रियांक 1005 Ω है।

2.2 परीक्षण परिणाम और विश्लेषण

इस पेपर की विधि और दो अन्य विधियों पर कंपन दोष परीक्षण किया गया है। तीन विधियों के परीक्षण परिणामों की तुलना की गई है, जैसा कि टेबल 1 में दिखाया गया है।

टेबल 2 के आंकड़ों से स्पष्ट है, विधि 1 (56 μm की अधिकतम त्रुटि) और विधि 2 (77 μm की अधिकतम त्रुटि) की तुलना में, इस पेपर में डिज़ाइन किए गए 750 kV उच्च-वोल्टता शंकु प्रतिक्रियांक कंपन परीक्षण विधि की अधिकतम त्रुटि केवल 3 μm है। परीक्षण 6 में, इसका निर्धारित मान 30 μm के साथ पूरी तरह से संगत है। इस पेपर की विधि की अधिकतम त्रुटि पारंपरिक विधियों की तुलना में 50 μm से अधिक कम है, और निर्धारित मान वास्तविक मान के सबसे निकट है, जो विधि की प्रभावशीलता की पुष्टि करता है।

परीक्षण ने नंबर 3 मापन बिंदु पर स्पेक्ट्रम विश्लेषण किया, और फिर दोष के कारण का विश्लेषण किया। प्रतिक्रियांक के नंबर 3 मापन बिंदु का परीक्षण ग्राफ चित्र 1 में दिखाया गया है।

जब मुख्य चुंबकीय पथ लोहे के केक और हवा के अंतराल से गुजरता है, तो एक मैक्सवेल बल क्षेत्र बनता है, जिसकी तीव्रता वर्तमान की दो गुना होती है, जो चुंबकीय क्षेत्र ऊर्जा को कम करती है। स्पेक्ट्रम विश्लेषण दिखाता है कि प्रत्येक मापन बिंदु का कंपन आवृत्ति ~100 Hz है, और स्पेक्ट्रम समय-डोमेन कंपन मूल्यों के साथ एकरूप है, जो कि कंपन मुख्य चुंबकीय पथ इंसुलेटर के चुंबकीय विस्तार प्रभाव से उत्पन्न होता है।

यह अध्ययन दोष निदान योग्यता को मुख्य संकेतक के रूप में उपयोग करता है, पारंपरिक विधि 1, विधि 2, और इस पेपर की एल्गोरिथ्म की तुलना करता है। 1000-केस परीक्षण सेट के आधार पर: सभी तीन विधियों की बेंचमार्क योग्यता >97% है। इस पेपर की कंपन परीक्षण और दोष विश्लेषण विधि उत्कृष्ट प्रदर्शन करती है, जिसकी योग्यता स्थिर रूप से >99.5% और पूर्ण-नमूना परीक्षणों में 99.8% की चोटी है। विधि 1 की योग्यता चोटी/झील 98.88%/98.50% है, और विधि 2 की योग्यता सीमा 97.50% - 97.83% है। विधि 1, इस विधि की तुलना में 0.92 प्रतिशत बिंदु से बेहतर योग्यता है, जो 100.00% सैद्धांतिक सीमा के निकट है, 750 kV शंकु प्रतिक्रियांक कंपन परीक्षण और दोष विश्लेषण के लिए योग्यता के लाभ की पुष्टि करता है।

प्रदर्शन का मूल्यांकन करने के लिए, एक प्रयोग दोष पहचान योग्यता को मुख्य संकेतक के रूप में उपयोग करता है। परीक्षण दिखाते हैं कि पहचान योग्यता 99.50% - 99.80% के बीच स्थिर होती है, जो दोनों कार्यों की प्रभावशीलता की पुष्टि करता है: 750 kV प्रतिक्रियांक कंपन विशेषताओं का सटीक मापन और दोषों का विश्वसनीय निदान।