Monitorġ tal-Vibrazzjonijiet u Dħun tal-Ħalijiet fl-Aktar Reatturi Elettrici ta' Qawwaalta

1 Tecnoloġija ta’ Monitoraġġ tal-Vibrazzjoni u Dħun tal-Falliment għal Reatturi ta’ Votaggju Parallelu ta’ Votaggju Magħżul
1.1 Strategija ta’ Dispożizzjoni ta’ Punti ta’ Misurament

Parametri karatteristiċi tal-vibrazzjoni (frequenza, potenza, enerġija) ta’ reatturi ta’ votaggju parallelu ta’ votaggju magħżul jiġu rilevati b’mudil fit-logs operattivi. Għal analisi tal-vibrazzjoni, l-inqasir jikkonsentra fuq soluzzjoni tal-komplikazzjoni tal-distribuzzjoni tal-kamp elettriku f’dawn il-punti ta’ misurament. Evalwa kwantitativament id-distribuzzjoni tal-kamp elettriku ta’ forza sott il-votaggju sovrastimmat/fulminegħu u karatteristiki tal-gradijent tal-votaggju tal-insulazzjoni vertikali sott il-votaggju sovrastimmat. Il-dispożizzjoni ta’ punti ta’ misurament għandha tissodisfa l-irequirements ta’ autentiċità, sigurtà, u raġjunabilità inġiniera. Minħabba l-riskju tal-votaggju magħżul fuq it-tanġa, is-sensori huma preferabbli wkoll jingħaddu ħafna ħalqa tas-silġ. Ippartixxi l-aħrax estern tal-tanġa fi unitajiet rettangolari, settja l-punti geometriji kif standardi b’numerazzjoni sistematika, assicura li l-spazju bejn il-punti huwa ≤ 50 cm, bilanża l-ispaċju tal-instalazzjoni u l-kopertura ta’ zonas importanti. Is-skema ta’ dispożizzjoni għandha tiġi ottimizzata dinamiċament bażat fuq struttura l-equipament, speċifikazzjonijiet tekniki, u standardi ta’ sigurtà, bl-għan ta’ jippermetti trassabilità tad-data u kontrol ta’ riskju.

1.2 Metodu ta’ Estrazzjoni ta’ Karatteristiċi tal-Segnali tal-Vibrazzjoni

Il-monitoraġġ tal-vibrazzjoni ta’ reatturi ta’ votaggju parallelu ta’ votaggju magħżul jiġi rilevati permezz ta’ sistema sensura. L-esperimenti jagħmlu użu minn żewġ kondizzjonijiet: 75% tal-karigg indikata u l-mexxej fil-konstraint mekaniku. Il-vibrazzjoni tal-equipament hija motalta mill-effett magnetostrictiv tal-nucli tal-ferru, li jkun responsabbli għal deformazzjonijiet periodiċi laterali/vertikali; u l-forza elettromagnetika alternata li tinġibu għal vibrazzjoni karatteristika ta’ 95 Hz fl-interfaċċ tal-ferru-gap. Il-sensibilità tal-vibrazzjoni tixxiegħet minn koppla elettromekkanika. Nucli mhux strett jew avvolgimenti deformati jikkawżaw spettri amplitudini abnormi (95 Hz/150 Hz), forma tal-ondulejtas fit-temp, u koefiċienti prinkipali. Konstruwi sustema multi-dimensjonali ta’ karatteristiċi ta’ amplitudini, skewness, u kurtosis. Ir-riċerka tikkonsentra fuq komponenti ta’ bassa frequenza ta’ infeġħ 1 kHz, ibni modell karatteristika tal-vibrazzjoni permezz ta’ kvantifikazzjoni ta’ leggi ta’ temp-frequenza sab supporz dħun tal-falliment.

Il-spektru ta’ potenza diskret segmentat hawn fuq irrapreżenta spektru ta’ potenza tas-sigwal, skont il-Formula (1).

Fl-formula: $N$ huwa n-numru ta’ punti ta’ misurament; $f$ huwa taxa ta’ campionatura; $o(k)$ huwa is-somma ta’ kwadrati tal-amplitudini ta’ kull komponenti ta’ frequenza bejn -80 Hz u 100 Hz. Minħabba struttura komplikata ta’ reatturi ta’ votaggju parallelu ta’ votaggju magħżul, ikkonsegwu diversi fakturi nonlineari kif riflessjoni u refrakzzjoni ftit. L-amplitudine ta’ kull komponenti armoniku varja sott kondizzjonijiet differenti.

1.3 Diagnostika tal-Falliment Intern ta’ Reatturi ta’ Votaggju Parallelu ta’ 750 kV

Bħala dispositiv prinkipali ta’ kompenzazzjoni ta’ potenza reattiva fis-sistemi tal-enerġija, l-affidabilità operattiva ta’ reatturi ta’ votaggju parallelu ta’ votaggju magħżul hija direttament relata mal-stabilità tas-sistema. Dawn il-reatturi kontrollabbli għandhom struttura partikulari u mekanismi ta’ falliment komplikati, u l-falliment jista’ jikkawża riskju ta’ sovracorrenti/sovratensioni. Nispjega l-ebda esempju ta’ dispositiv ta’ 750 kV. Falliment turn-to-turn kapassità kbira tal-avvolgiment ta’ kontrol jikkawża sbilancju fil-numru ta’ turns. Il-komponenti armoniku tiegħu, a parte quelli DC u paritt, jikkumportaw armoniku dispari superposti. Bħalissa, l-forza elettromottriċi indotti fl-kolonni tal-ferru tax-xifer u t-isfel tal-avvolgiment tal-ebda kontrol huma differenti, jikkawżu forza elettromottriċi sbilancjata $\Δe$ fil-fażi tal-ebda kontrol, skont il-Formula (2).

Fl-formula: w huwa rapport ta’ turns ta’ kortiċċ; χ huwa il-votaggju indikat tal-avvolgiment tal-ebda kontrol. L-amplitudine, koefiċienti komponent, devjazzjoni medja kwardrata fis-segnal tal-vibrazzjoni, u l-forza elettromottriċi sbilancjata Δe fil-Formula (2) insieme jikkomponnu karatteristiċi tal-falliment intern tal-reattur. Id-diagnostika tal-falliment hi skont il-Formula (3).

L-istudji juri ka korrelazzjoni pli forte bejn karatteristiċi tal-vibrazzjoni u l-istat mekaniku tal-reattur, minflok ma’ votaggju, li tista’ tissuppress interfrenza tal-fluttuazzjoni tal-grid. Għal reattur ta’ 750 kV operattiv normalment, huwa jipprodusso armoniku paritt bilanżati permezz ta’ struttura tri-fażi. Falliment faz unika jikkawża disbilancju fil-armoniku, u minħabba l-karatteristika ta’ resistanza bassa tal-avvolgiment tal-ebda kontrol, jikkawżu kurrent cinquanta vota l-karigg indikat. Dan il-kurrent abnormi jikkawża l-kurrent tal-grid li jisurġi għal cinquanta vota l-livell normali, acompanyat minn distorzjoni harmoniku, jistgħu tminġħu s-sigurtà tal-grid tal-enerġija.

2 Verifikazzjoni tat-Test u Valurazzjoni tal-Risultati
2.1 Kostruzzjoni tal-Platforma tat-Test

Ambjent simulazzjoni jikkostwija permezz ta’ model ta’ kamp elettriku assi-simmatriċi bi-dimensioni, u metodi numeriċi jiġu użati biex jistudjaw karatteristiki tal-kamp elettriku. Is-sistema tat-test tittrasforma l-kabl tal-reattur u komponenti tal-insulazzjoni f’mudel solid 3D. Permezz tal-interfaċċ grafika, tippermetti settagġ parametrizzat tal-kaġġa ta’ karriga tas-surfa tal-konduttur, identifikazzjoni tal-potentjal flutuant tal-kablu, u visualizzazzjoni dinamika tal-kamp elettriku.

Għal analisi tal-insulazzjoni vertikali, sejrin qatra mixta ta’ modi ta’ ondulejtas: stimolazzjoni ta’ ondulejtas integrali/tagħħuda f’punta tan-avvolgiment, carigg integrali f’punta tan-line, u carigg tagħħuda f’puntu neutrali, simulant distribuzzjoni tal-gradijent tal-potentjal tal-kablu taħt kondizzjonijiet differenti ta’ xogħol. Fl-evalwazzjoni tal-insulazzjoni prinċipali, jibni modell ta’ koppla elettromekkanika għal zones ta’ koncentrazzjoni tal-kamp elettriku, realizzandu kalkulu ta’ karatteristiċi tal-vibrazzjoni u estrazzjoni ta’ karatteristiċi tal-falliment. Il-modell tat-test għandu votaggju indikat ta’ 45 kV, karigg indikat ta’ 630 A, u reattanza indikata ta’ 1005 Ω.

2.2 Risultati u Analisi tat-Test

Tiftaħ testi tal-vibrazzjoni u faliment permezz ta’ metodu ta’ dan l-artiklu u żewġ metodi oħra. Jikkomplaru risultati tat-tri metodi, skont Tabel 1.

Minħabba l-data ftit Tabel 2, imparagonat mal-Metodu 1 (l-errur massima ta’ 56 μm) u Metodu 2 (l-errur massima ta’ 77 μm), l-errur massima ta’ metodu tal-vibrazzjoni u faliment ta’ reattur ta’ 750 kV disinnat fit-taqsam huwa biss 3 μm. F’test 6, il-valur rilevat ta’ 30 μm huwa perfettament kundizien mal-valur settat. L-errur massima tal-metodu fit-taqsam huwa nkis b’mużġa 50 μm mill-metodi tradizzjonali, u l-valur rilevat huwa l-aktar karib għal valur veru, verifikandu l-effiċjenza tal-metodu.

It-test karrise analisi spektrali għal punt tal-misurament numru 3, u wara analizza l-każ tal-faliment. Il-diagramma spektrali testata għal punt tal-misurament numru 3 tal-reattur hija skont Figura 1.

Meta lkamp magneżju primarju jimpassa travers tal-ferru u l-gaps ta’ erba, ifformaw kamp forza Maxwell, bl-intensità dwieċi vota l-kurrent, ngħaqad l-enerġija tal-kamp magneżju. L-analisi spektrali turi li l-frequenza tal-vibrazzjoni ta’ kull punt tal-misurament huwa ~100 Hz, u l-spektru huwa inkawneqt mal-valuri tal-vibrazzjoni fit-temp, indika li l-vibrazzjoni tixxiegħet mil-effett magnetostrictiv tal-insulazzjoni primarja tal-kamp magneżju.

Dan l-istudju jagħmel użu mill-akkuratessa tad-diagnostika tal-faliment bħala indikatur prinċipali, imparagona l-Metodu 1 tradizzjonali, l-Metodu 2, u l-algoritmu ta’ dan l-artiklu. Skont sett ta’ 1000 kaz: l-akkuratessa ta’ benchmark ta’ l-illu tre metodi huwa >97%. Il-metodu tal-vibrazzjoni u analisi tal-faliment ta’ dan l-artiklu jippreżentaw prestazzjoni ekċellenza, bl-akkuratessa stabilment >99.5% u peak ta’ 99.8% fit-test full-sample. L-akkuratessa ta’ peak/valley tal-Metodu 1 huwa 98.88%/98.50%, u l-ammess ta’ l-akkuratessa tal-Metodu 2 huwa 97.50% - 97.83%. Imparagonat mal-Metodu 1 optima, dan il-metodu jilġi 0.92 punti proċenti, approċċa l-limit teoriku ta’ 100.00%, verifikandu l-avvantagi ta’ l-akkuratessa għal test tal-vibrazzjoni u analisi tal-faliment ta’ reatturi ta’ 750 kV.

Biex evalwa l-prestazzjoni, l-esperiment għamilha l-akkuratessa tad-diagnostika tal-faliment bħala indikatur prinċipali. It-test juri l-akkuratessa ta’ dettazzjoni stabili għal 99.50% - 99.80%, konferma l-effiċjenza duali: misurazzjoni akkurata tal-karatteristiċi tal-vibrazzjoni tal-reattur ta’ 750 kV u diagnostika fidila tal-faliment.

3 Konklussjoni

Ir-riċerka turi li meta l-nucli tal-ferru ta’ reattur ta’ votaggju parallelu ta’ votaggju magħżul huwa mhux strett, l-karatteristiċi tal-temp-frequenza tas-sigwal tal-vibrazzjoni jikkanġjaw regolarment. Analizzando parametri kif fluktuazzjoni tal-amplitudine, varjanza, u proporzioni energetika ta’ 200 Hz, tista’ timhalla l-istat. Bandi karakteristici ta’ frequenza kif 200 Hz, 300 Hz, u 500 Hz huma relati mal-kondizzjonijiet ta’ xogħol. Il-model ta’ diagnostika għandu abilità bona tad-identifikazzjoni tal-faliment. Il-monitoraġġ online tal-vibrazzjoni tista’ tiddeġġefa nucli tal-ferru mhux strett u deforżament tal-avvolgiment, u l-test verifikaw l-effiċjenza tal-metodu.