ہائی-وولٹیج شنٹ ریاکٹرز کے لئے ویبریشن مونیٹرنگ اور فلٹ ڈائرنوسس

1 کھمپن نگرانی اور فلٹ تشخیص کی تکنالوجی برائے برقی شونٹ ریاکٹرز
1.1 میزینگ پوائنٹ کی ترتیب کا منصوبہ

برقی شونٹ ریاکٹروں کے کھمپن کے خصوصیات (فریکوانسی، طاقت، توانائی) کو عملی ریکارڈز میں مکمل طور پر درج کیا جاتا ہے۔ کھمپن تجزیہ کے لئے، ونڈنگ کے سرے پر برقی میدان کی تقسیم کی پیچیدگی کو حل کرنے پر مرکوز ہونا ضروری ہے۔ آپریشنل/برقی آسمانی اوور وولٹیج کے تحت میدان کی قوت کی تقسیم کو کمیتی طور پر تناسب دیں اور اوور-ریٹڈ ولٹیج کے تحت لمبائی کی عزل کی ولٹیج گریڈینٹ کی خصوصیات کو متعین کریں۔ میزینگ پوائنٹ کی ترتیب کو کھمپن کی اصلیت، سلامتی، اور مهندسی کی معقولیت کی ضروریات کو پورا کرنا چاہئے۔ ٹینک کے اوپر کے برقی خطرے کی وجہ سے، سینسرز کو ٹینک کی دیوار کے گرد رکھنا مستحب ہے۔ ٹینک کی باہری سطح کو مستطیل یونٹس میں تقسیم کریں، جیومیٹریک سینٹرز کو معیاری پوائنٹس کے طور پر سیٹ کریں اور نظامی عددیہ دے دیں، اس طرح کہ پوائنٹس کے درمیان فاصلہ ≤ 50 سم ہو، نصبی جگہ اور کلیدی علاقوں کو مساوات دیں۔ ترتیب کی منصوبہ بنانے کو معدنیاتی ڈھانچے، ٹیکنیکل اسپیکس، اور سلامتی کے معیاریات کے بنیاد پر متحرک طور پر بہتر بنایا جانا چاہئے، معلومات کی پیچھے کی ترسیل اور خطرے کو کنٹرول کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

1.2 کھمپن سگنل کے خصوصیات کو نکالنے کا طریقہ

برقی شونٹ ریاکٹروں کے کھمپن کی نگرانی میں، کھمپن کی خصوصیات کو سنسنگ سسٹم کے ذریعے جمع کیا جاتا ہے۔ تجربات میں دو حالتیں استعمال کی جاتی ہیں: 75% ریٹڈ لوڈ اور مکینکل-کنٹرینٹ کو ہٹا دیا جاتا ہے۔ معدنیات کا کھمپن دو مکینزمز کی وجہ سے ہوتا ہے: آئرن-کور کی میگنیٹوسٹرکٹوک اثر کی وجہ سے جو جانبی/لمبائی کی مدتی ڈیفارمیشن کا باعث ہوتا ہے؛ اور متبادل الیکٹرومیگنیٹک فورس کی وجہ سے آئرن-کور-گیپ انٹرفیس پر 95 Hz کی خصوصیات کا کھمپن ہوتا ہے۔ کھمپن کی حساسیت الیکٹرومیگنیٹک-مکینکل کوپلنگ سے پیدا ہوتی ہے۔ آزاد کور یا ڈیفورمنٹ ونڈنگ کی وجہ سے غیر معمولی ایمپلیٹیو سپیکٹرم (95 Hz/150 Hz)، ٹائم-ڈومین ویو فارمز، اور میئن کامپوننٹ کافیشنس پیدا ہوتے ہیں۔ ایمپلیٹیو، سکیونیس، اور کرٹوسس کے ملٹی-ڈایمینشنل خصوصیات کا سسٹم تعمیر کریں۔ تحقیق 1 kHz سے نیچے کے لو-فریکوئنسی کمپوننٹس پر مرکوز ہوتی ہے، وقت-فریکوئنسی کے قوانین کو کمیتی طور پر بنانے کے ذریعے کھمپن کی خصوصیات کا ماڈل بنانے کے لئے، جس سے فلٹ تشخیص کی مدد ملتی ہے۔

بالا میں دیا گیا سیگمنٹڈ ڈسکریٹ پاور سپیکٹروم ایک سگنل پاور سپیکٹروم کی نمائندگی کرتا ہے، جیسے فارمولہ (1) میں۔

فانکشن میں: $N$ میزینگ سینپلنگ پوائنٹس کی تعداد ہے; $f$ سینپلنگ ریٹ ہے; $o(k)$ -80 Hz سے 100 Hz کے درمیان تمام فریکوئنسی کمپوننٹس کی ایمپلیٹیوز کے مربعات کا مجموعہ ہے۔ برقی شونٹ ریاکٹروں کے پیچیدہ ڈھانچے کی وجہ سے، اندر کئی غیر خطی عوامل جیسے انعکاس اور انحراف ہوتے ہیں۔ مختلف حالات میں ہر ہارمونک کمپوننٹ کی ایمپلیٹیو میں تبدیلی ہوتی ہے۔

1.3 750 kV برقی شونٹ ریاکٹروں کے داخلی فلٹ کا تشخیص

برقی سسٹم کے ایک بنیادی ریاکٹو کے طور پر، برقی شونٹ ریاکٹروں کی آپریشنل قابلیت کامیابی کا نظام کی استحکام سے مستقیماً تعلق رکھتی ہے۔ ان کنٹرولڈ ریاکٹروں کا خاص ڈھانچہ اور پیچیدہ فلٹ مکینزمز ہوتے ہیں، اور فلٹ کی وجہ سے اوور-کرنٹ/اوور-وولٹیج کے خطرے ہو سکتے ہیں۔ 750 kV ڈیوائس کو مثال کے طور پر لیا جائے۔ کنٹرول ونڈنگ میں ایک بڑی کیپیسٹی کے ٹرن-ٹو-ٹرن فلٹ کی وجہ سے ٹرن کی تعداد کی غیر مساوی ہو جاتی ہے۔ اس کے ہارمونک کمپوننٹس میں DC اور زوجی ترتیب کے علاوہ، طاق ترتیب کے ہارمونک بھی شامل ہوتے ہیں۔ اس کے علاوہ، فلٹی کنٹرول ونڈنگ کے دائیں اور بائیں آئرن کالموں میں پیدا ہونے والے القاء شدہ الیکٹروموٹیو فورس کا فرق ہوتا ہے، جس کی وجہ سے فلٹی فیز کنٹرول ونڈنگ میں غیر مساوی القاء شدہ الیکٹروموٹیو فورس $\Δe$ پیدا ہوتا ہے، جیسے فارمولہ (2) میں دکھایا گیا ہے۔

فانکشن میں: w ریاکٹر کا شارٹ-سروس ٹرن ریشن ہے; χ کنٹرول ونڈنگ کی ریٹڈ ولٹیج ہے۔ کھمپن سگنل میں ایمپلیٹیو، کمپوننٹ کافیشنس، میانے مربعی انحراف، اور فارمولہ (2) میں غیر مساوی القاء شدہ الیکٹروموٹیو فورس Δe مل کر ریاکٹر کے داخلی فلٹ کی خصوصیات بناتے ہیں۔ اس کا فلٹ تشخیص فارمولہ (3) میں دکھائی گئی ہے۔

تحقیقات کا ظہور ہے کہ کھمپن کی خصوصیات اور ریاکٹر کی مکینکل حالت کے درمیان تعلق ولٹیج سے زیادہ مضبوط ہے، جس سے برقی شبکے کے ہلکے ہلکے متغیرات کو موثر طور پر کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ 750 kV ریاکٹر کے نارمل آپریشن میں، اس کا تین-فیزی ڈھانچہ مساوی زوجی ہارمونک پیدا کرتا ہے۔ ایک فیز کا فلٹ ہارمونک کی مساوی ہو جاتی ہے، اور کنٹرول ونڈنگ کے کم مقاومت کی خصوصیات کی وجہ سے، ریٹڈ اوور-کرنٹ کا پانچ گنا پیدا ہوتا ہے۔ یہ غیر معمولی کرنٹ شبکے کی جانب سے کرنٹ کو پانچ گنا تک بلند کرتا ہے، ہارمونک کی جھٹلی کے ساتھ، برقی شبکے کی سلامتی کو خطرے کا سامنا کرتا ہے۔

2 ٹیسٹ کی تصدیق اور نتیجہ کا جائزہ
2.1 ٹیسٹ پلیٹفارم کا تعمیر

دو-بعدی محوری متناظر برقی میدان کے ماڈل پر مبنی ایک سیمیولیشن ماحول تیار کیا گیا ہے، جس میں عددی طریقے کا استعمال کیا گیا ہے تاکہ برقی میدان کی خصوصیات کا مطالعہ کیا جا سکے۔ ٹیسٹ سسٹم ریاکٹر کے تاروں اور عزل کے کمپوننٹس کو 3D سolid ماڈل میں تبدیل کرتا ہے۔ گرافیکل انٹرفیس کے ذریعے، یہ کنڈکٹر سرفاس چارج کی پیرامیٹرائزڈ سیٹنگ، تار کے گھٹنے کی پوتینشل کی شناخت، اور متحرک برقی میدان کی ویزوالائزیشن کی اجازت دیتا ہے۔

لمبائی کی عزل کے تجزیہ کے لئے، چار مخلوط ویو فارم میوز کو اپنانے کا فیصلہ کیا گیا ہے: ونڈنگ کے سرے پر پورا ویو/کٹ-ویو ایکسٹیشن، لائن کے سرے پر پورا ویو لوڈنگ، اور نیوٹرل پوائنٹ پر کٹ-ویو لوڈنگ، مختلف کام کرنے کی حالت کے تحت کوئل کی پوتینشل گریڈینٹ ڈسٹریبوشن کی نقل کرنے کے لئے۔ میئن عزل کے جائزہ میں، برقی-مکینکل کوپلنگ کا ماڈل برقی میدان کے تیزی کے علاقوں کے لئے تیار کیا گیا ہے، کھمپن کی خصوصیات کا حساب لگانے اور فلٹ کی خصوصیات کو نکالنے کی اجازت دیتا ہے۔ استعمال کیے جانے والے ماڈل کی ریٹڈ ولٹیج 45 kV ہے، ریٹڈ کرنٹ 630 A ہے، اور ریٹڈ ریاکٹنس 1005 Ω ہے۔

2.2 ٹیسٹ کے نتائج اور تجزیہ

کھمپن فلٹ ٹیسٹس کو اس مقالے کے طریقہ کار اور دو دیگر طریقہ کاروں پر کیا گیا ہے۔ تین طریقہ کاروں کے ٹیسٹ کے نتائج کا موازنہ کیا گیا ہے، جیسے جدول 1 میں دکھایا گیا ہے۔

جدول 2 کے مطابق دیکھا جا سکتا ہے کہ، میتھڈ 1 (56 μm کا زیادہ سے زیادہ خطا) اور میتھڈ 2 (77 μm کا زیادہ سے زیادہ خطا) کے مقابلے میں، اس مقالے میں ڈیزائن کیے گئے 750 kV برقی شونٹ ریاکٹر کے کھمپن ٹیسٹنگ کا طریقہ کار صرف 3 μm کا زیادہ سے زیادہ خطا ہے۔ ٹیسٹ 6 میں، اس کا ڈیٹیکٹڈ مقدار 30 μm کامیابی سے مقررہ مقدار کے مطابق ہے۔ اس مقالے کے طریقہ کار کا زیادہ سے زیادہ خطا پرانے طریقہ کاروں کے مقابلے میں 50 μm سے زیادہ کم ہے، اور ڈیٹیکٹڈ مقدار حقیقی مقدار کے قریب ترین ہے، جس سے طریقہ کار کی موثرگی کی تصدیق ہوتی ہے۔

ٹیسٹ نمبر 3 میزینگ پوائنٹ پر طیفی تجزیہ کیا گیا ہے، پھر فلٹ کی وجہ کا تجزیہ کیا گیا ہے۔ ریاکٹر کے نمبر 3 میزینگ پوائنٹ کا ٹیسٹ کیا گیا طیفی ڈیاگرام تصویر 1 میں دکھایا گیا ہے۔

جب اصلی میگنیٹک سرکٹ آئرن کیک اور ہوا کے دروازوں کے ذریعے گذرتا ہے، تو میکسول فورس فیلڈ تشکیل دیتا ہے، جس کی شدت کرنٹ کی دوگنا ہوتی ہے، میگنیٹک میدان کی توانائی کو کم کرتا ہے۔ طیفی تجزیہ کے مطابق ہر میزینگ پوائنٹ کا کھمپن فریکوانسی ~100 Hz ہے، اور طیف وقت-ڈومین کے کھمپن کی قدروں کے مطابق ہوتا ہے، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ کھمپن اصلی میگنیٹک سرکٹ کے میگنیٹوسٹرکٹوک اثر کی وجہ سے ہوتا ہے۔

یہ مطالعہ فلٹ تشخیص کی صحت کو بنیادی شاخص کے طور پر استعمال کرتا ہے، روایتی میتھڈ 1، میتھڈ 2، اور اس مقالے کے الگورتھم کا موازنہ کرتا ہے۔ 1000 کیس کے ٹیسٹ سیٹ کے مطابق: تینوں طریقہ کار کی بنچمارک صحت >97% ہے۔ اس مقالے کا کھمپن ٹیسٹنگ اور فلٹ تجزیہ کا طریقہ کار بہت زیادہ کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے، صحت کے ساتھ ثابت ہوتا ہے >99.5% اور 99.8% کی چوٹی کے ساتھ مکمل نمونوں کے ٹیسٹ میں۔ میتھڈ 1 کی صحت کی چوٹی/گری 98.88%/98.50% ہے، اور میتھڈ 2 کی صحت کی حد 97.50% - 97.83% ہے۔ میتھڈ 1 کے مقابلے میں، یہ طریقہ کار صحت میں 0.92 فیصد کی بہتری کرتا ہے، 100.00% کی نظریاتی حد کے قریب پہنچتا ہے، 750 kV شونٹ ریاکٹر کے کھمپن ٹیسٹنگ اور فلٹ تجزیہ کی صحت کے فائدے کی تصدیق کرتا ہے۔

کارکردگی کے جائزے کے لئے، ایک تجربہ فلٹ شناخت کی صحت کو بنیادی شاخص کے طور پر استعمال کرتا ہے۔ ٹیسٹ کے نتائج کے مطابق ڈیٹیکشن کی صحت 99.50% - 99.80% کے درمیان ثابت رہتی ہے، دونوں فنکشن کی موثرگی کی تصدیق کرتے ہوئے: 750 kV ریاکٹر کے کھمپن کی خصوصیات کو صحیح طور پر میپ کرنا اور فلٹ کو موثوق طور پر تشخیص دینا۔

3 نتیجہ

تحقیقات کا ظہور ہے کہ جب برقی شونٹ ریاکٹر کا آئرن کور آزاد ہوتا ہے، تو کھمپن سگنل کے وقت-فریکوئنسی کے خصوصیات منظم طور پر تبدیل ہوتے ہیں۔ ایمپلیٹیو کے ہلکے ہلکے، وریئنس، اور 200 Hz کی توانائی کے تناسب کے متعلق پیرامیٹرز کا تجزیہ کرتے ہوئے حالت کا جائزہ لیا جا سکتا ہے۔ 200 Hz، 300 Hz، اور 500 Hz جیسے خصوصی فریکوئنسی بینڈ کام کرنے کی حالت سے متعلق ہوتے ہیں۔ تشخیص کا ماڈل بہت خوب فلٹ شناخت کی صلاحیت رکھتا ہے۔ آن لائن کھمپن نگرانی آئرن کور کی آزادی اور ونڈنگ کی ڈیفورمنٹ کو شناخت کر سکتی ہے، اور ٹیسٹ یہ ثابت کرتے ہیں کہ طریقہ کار موثر ہے۔