Ufuatiliaji wa Mzunguko na Ugunduzi wa Matukio kwa Reactors za Mzunguko wa Umeme wa Kiwango Cha Juu

1 Uchunguzi wa Vibration na Teknolojia ya Diagnosi ya Hitilafu kwa Reactors za Shunt za Umeme wa Kiwango Kikuu
1.1 Mbinu ya Kutakasa Nukta za Kutambuli

Vigezo vya sifa vya vibration (kuunda, nguvu, nishati) ya reactors za shunt za umeme wa kiwango kikuu yanayofanikiwa kutathmini katika magazeti ya uendeshaji. Katika uchunguzi wa vibration, unawezaje kuuliza utaratibu wa kubadilisha upatikanaji wa chanzo cha umeme kwenye mwisho wa mizizi. Tathmini kiasi cha utaratibu wa chenji cha umeme wakati wa umeme wa juu/umeme wa joto na sifa za gradienti ya umeme kwenye usimamizi wa urefu wakati wa umeme juu zaidi. Takasasi ya nukta za kutambuli lazima iwe isipokuwa inahitaji maagizo ya uwazi wa vibration, ustawi, na ukurasa wa muhandisi. Ingawa kuna hatari ya umeme wa juu kwenye paa la tanda, sensors zinapaswa kukolekwa zifuatazo kwenye ukuta wa tanda. Gawa uso wa nje wa tanda kwa viwango vya mraba, weka madaraja ya hisabati kama vipimo vya kimistari kwa usimbaji wa namba, hususan, hakikisha umbali wa nukta ≤ 50 cm, kuhakikisha uraibu wa eneo la uzinduzi na mapinga ya maeneo muhimu. Mbinu ya takasasi yanapaswa kupanuliwa mara baada ya mara kutegemea na msimbo wa vifaa, miundombinu tekniki, na viwango vya ustawi, ili kukusanya nyaraka na kukontrola hatari.

1.2 Mbinu ya Kuondoka Sifa za Signal za Vibration

Uchunguzi wa vibration wa reactors za shunt za umeme wa kiwango kikuu hutafuta sifa za vibration kwa kutumia mfumo wa sensor. Majaribio hutumia masharti mbili: ongezeko la 75% ya kiwango cha muktadha na kuondoka matumizi ya ufunguo wa kimikono. Vibration ya vifaa huundwa na mikakati mawili: athari ya magnetostriction ya mitundu ya fero ya kushuka/kushuka kulingana na muda; na nguvu ya elektromagnetiki ya kuzimu inayohudumu inayosababisha vibration yenye taarifa ya 95 Hz kwenye ncha ya mizizi ya fero. Uwezo wa kuongeza vibrations hutokea kutokana na majengo ya elektromechanical. Mitundu yasiyotumika au mizizi yasiyo sahihi yanaweza sababisha amplitude spectra (95 Hz/150 Hz), waveforms za muda, na coefficients za principal component. Jenga mfumo wa sifa wa dimension zaidi wa amplitude, skewness, na kurtosis. Utafiti unaonyesha malengo katika components zenye frekuensia chini ya 1 kHz, kujenga modeli ya sifa za vibration kwa kutathmini sheria za muda na frekuensia ili kusaidia kundi hitilafu.

Spectra ya nguvu iliyowekwa kwa sehemu inarepresenta spectra ya nguvu ya signal, kama kwenye Formula (1).

Katika formula: $N$ ni idadi ya nukta za kutambuli; $f$ ni kiwango cha kutambuli; $o(k)$ ni jumla ya mraba wa amplitudes za kila component za frekuensia kati ya -80 Hz na 100 Hz. Ingawa structure complex ya reactors za shunt za umeme wa kiwango kikuu, vitu vigumu kadhaa kama reflection na refraction hutokea ndani. Amplitude ya kila harmonic component hupata badala kwa masharti tofauti.

1.3 Kundi Hitilafu za Ndani ya Reactors za Shunt za Umeme wa 750 kV Kiwango Kikuu

Kama kitufe muhimu cha kunywesha reactive power katika systems za umeme, ustawi wa kazi ya reactors za shunt za umeme wa kiwango kikuu unahusiana moja kwa moja na ustawi wa system. Hii reactors zinazoandaliwa zina structure special na mekanizmo wa hitilafu complex, na hitilafu zinaweza sababisha hatari za over-current/over-voltage. Chagua vifaa vya 750 kV kama mfano. Hitilafu ya turn-to-turn kubwa kwenye mizizi ya muktadha inaweza sababisha imbalance ya namba ya turns. Components harmonics zake, hasa DC na even-order, zinajumuisha odd-order harmonics. Pia, ingawa induced electromotive forces katika mstari wa kulia na mstari wa kushoto wa mizizi ya hitilafu yana tofauti, anaweza kuundwa unbalance induced electromotive force $\Δe$ kwenye mizizi ya hitilafu ya phase, kama inavyoelezwa kwenye Formula (2).

Katika formula: w ni ratio ya turn ya short-circuit ya reactor; χ ni umeme wa muktadha wa mizizi ya muktadha. Amplitude, coefficient ya component, mean square deviation katika signal ya vibration, na unbalance induced electromotive force Δe katika Formula (2) zote zinajumuisha sifa za hitilafu za ndani ya reactor. Kundi hitilafu lake linavyoelezwa kwenye Formula (3).

Utafiti unaelezea kuwa ushirikiano kati ya sifa za vibration na hali ya mechanical ya reactor ni zaidi kuliko hali ya umeme, ambayo inaweza kuzuia disturbance za grid za umeme. Kwa reactor wa 750 kV wakati wa kazi sahihi, hutengeneza harmonics sawa sawa kwa njia ya three-phase. Hitilafu ya phase moja itaweza kuondoka balance ya harmonics, na kutokana na sifa ya resistance chache, current five times the rated over-current itapewa. Current abnormal hii itasababisha current ya grid kuongezeka hadi kufikiwa kwenye mara tano ya normal, pamoja na distortion ya harmonics, ikisababisha hatari ya ustawi wa grid ya umeme.

2 Thibitisho la Majaribio na Tathmini la Matokeo
2.1 Ujenga Platform ya Majaribio

Mazingira ya simulation yamejengwa kulingana na modeli ya electric field ya axisymmetric two-dimensional, na numerical methods zimeatumika kujadili sifa za electric field. Mfumo wa majaribio hutoboa wires na components za insulation za reactor kwenye modeli solid 3D. Kwa kutumia interface grafiki, inaweza kutengeneza setting parameterized ya charge ya surface ya conductor, kuidentifikia potential floating ya wire, na visualization ya electric field dynamic.

Kwa analysis ya longitudinal insulation, modes nne za waveform mixed zimechaguliwa: full-wave/chopped-wave excitation kwenye mwisho wa winding, full-wave loading kwenye mwisho wa line, na chopped-wave loading kwenye neutral point, kufananisha distribution ya gradient potential ya coil kwenye masharti tofauti. Katika tathmini ya main insulation, modeli ya electro-mechanical coupling imejengwa kwa areas za concentration ya electric field, kutengeneza calculation ya sifa za vibration na extraction ya sifa za hitilafu. Modeli iliyotumiwa katika majaribio ina umeme wa muktadha wa 45 kV, current wa muktadha wa 630 A, na reactance wa muktadha wa 1005 Ω.

2.2 Matokeo na Tathmini ya Majaribio

Majaribio ya fault testing ya vibration yamefanyika kwa njia ya makala hii na njia mbili zingine. Matokeo ya majaribio ya njia tatu zimechanganyikiwa, kama inavyoonekana kwenye Meza 1.

Kutokana na data katika Meza 2, kulingana na Method 1 (error maximum ya 56 μm) na Method 2 (error maximum ya 77 μm), error maximum ya method ya testing ya vibration ya reactor ya 750 kV high-voltage shunt iliyoundwa katika makala hii ni tu 3 μm. Katika Test 6, thamani iliyopata ya 30 μm ni sawa kabisa na thamani iliyowekwa. Error maximum ya method katika makala hii imepungua zaidi ya 50 μm kulingana na njia za zamani, na thamani iliyopata ni karibu zaidi na thamani halisi, ikithibitisha ufanisi wa method.

Majaribio limefanya spectrum analysis kwenye measuring point number 3, kisha kuanalysia sababu za hitilafu. Spectrogram tested ya measuring point number 3 ya reactor inaonyeshwa kwenye Fig. 1.

Wakati magnetic circuit kuu hutembelea iron cakes na air gaps, Maxwell force field hutengenezwa, na intensity wake ni mara mbili ya current, kuchelewesha magnetic field energy. Spectrum analysis inaelezea kwamba kila measuring point ina frequency ya vibration ~100 Hz, na spectrum unafanana na values za vibration ya time-domain, inaonyesha vibration hutokana na magnetostrictive effect ya insulator wa magnetic circuit kuu.

Utafiti huu unatumia accuracy ya fault diagnosis kama indicator muhimu, akichanganya Method 1, Method 2, na algorithm ya makala hii. Kulingana na set ya majaribio ya 1000 cases: tatu njia zote zina accuracy benchmark >97%. Method ya testing ya vibration na tathmini ya fault ya makala hii inafanya vizuri, na accuracy inastabilii >99.5% na peak ya 99.8% katika majaribio ya full-sample. Accuracy peak/valley ya Method 1 ni 98.88%/98.50%, na range ya accuracy ya Method 2 ni 97.50% - 97.83%. Kulingana na Method 1 bora, njia hii imeongezeka accuracy ya 0.92 percentage points, ikitembelea limit theoretical ya 100.00%, ikithibitisha faida ya accuracy kwa testing ya vibration na tathmini ya fault ya reactors za 750 kV shunt.

Kutathmini performance, majaribio yameatumia accuracy ya fault recognition kama indicator muhimu. Majaribio yameonyesha detection accuracy inastabilii kwenye 99.50% - 99.80%, ikithibitisha ufanisi wa dual-function: kuthibitisha sifa za vibration za reactor za 750 kV na kundi hitilafu kwa uhakika.

3 Mwisho

Utafiti unaelezea kuwa wakati core ya fero ya reactor ya shunt ya umeme wa kiwango kikuu ina harufu, sifa za time-frequency za signal ya vibration huabadilika kwa utaratibu. Kwa kutathmini parameters kama fluctuation ya amplitude, variance, na proportion ya nishati ya 200 Hz, inaweza kutathmini hali. Frequency bands ya characteristic kama 200 Hz, 300 Hz, na 500 Hz hupatanikwa na masharti ya kazi. Modeli ya diagnosis ina uwezo mzuri wa kundi hitilafu. Monitoring ya online ya vibration inaweza kutambua harufu ya core ya fero na deformation ya mizizi, na majaribio yamehakikisha ufanisi wa method.