Высокоомные трансформаторы с последовательным реактором, разработанные со встроенными последовательными реакторами , последовательно соединенными с низковольтными обмотками, служат основным оборудованием в высоковольтных электрических сетях для ограничения токов короткого замыкания и снижения риска локального перегрева. Рабочее состояние последовательного реактора напрямую влияет на общее состояние оборудования и безопасность энергосистемы. Основываясь на результатах профессиональных исследований в области оценки энергетического оборудования, данная статья рассматривает характеристики последовательных реакторов и кратко объясняет метод оценки рабочего состояния такого оборудования с точки зрения системы оценки, построения модели и проверки эффекта, предоставляя точные рекомендации по эксплуатации и техническому обслуживанию электростанций.
I. Последовательный реактор: основа оценки высокоомных трансформаторов
Высокоомные трансформаторы с последовательным реактором реализуют регулировку импеданса путем последовательного включения последовательных реакторов (независимых индуктивных обмоток) с обмотками низшего напряжения, объединенных с магнитопроводом из стальных пластин и закрепленных высокопрочными стяжными винтами. Однако комплексные характеристики последовательных реакторов делают их ключевыми для оценки:
1. Отказы реактора последовательного действия влияют на общую производительность
Обмотки последовательных реакторов изготовлены из транспонированных проводников и пластин из эпоксидной стеклоткани, обладающих высокой стойкостью к короткому замыканию. Однако, при формировании магнитной цепи совместно с обмотками трансформатора, если в последовательном реакторе возникнут проблемы, такие как чрезмерное отклонение сопротивления обмотки или влажность изоляции, это напрямую приведет к неравномерному распределению тока и даже к коротким замыканиям в низковольтных выводах, что приведет к отказу функции регулирования тока последовательного реактора . В случае с подстанцией 500 кВ ненормальные диэлектрические потери последовательного реактора привели к 12-часовому простою оборудования, что привело к убыткам, превышающим 3 миллиона юаней (4-35).
2. Традиционные методы не могут охватить показатели
Существующие методы оценки (такие как диагностика сигналов акустической вибрации и распознавание образов) либо требуют сложного обучения модели, либо не позволяют оценить уровни неисправностей, что затрудняет охват электрических и нефтегазовых показателей, связанных с последовательными реакторами . Например, метод диагностики акустической вибрации, предложенный отраслевыми исследователями, не позволяет количественно оценить влияние содержания ацетилена в масле вокруг последовательного реактора ; метод распознавания образов, используемый в некоторых проектах, также не учитывает чрезмерный ток заземления активной зоны последовательного реактора при оценке уровня 4-29, 4-30.
3. Безопасность энергосистемы требует точной оценки состояния
Такое оборудование в основном используется в магистральных электросетях напряжением 110–500 кВ, и нарушения в работе последовательных реакторов могут привести к каскадным отказам. Данные энергетической компании показывают, что до использования модели оценки среднегодовая частота отказов оборудования составляла 3,2 раза; после внедрения модели точность раннего предупреждения об отказах, связанных с последовательным реактором, достигла 100%, а среднегодовая частота отказов снизилась до менее чем 0,5 раза в 4-90.
II. Система оценки, включающая показатели последовательного реактора: четыре измерения с фокусом на ключевых параметрах
Система оценки , основанная на синергетических характеристиках последовательных реакторов и трансформаторов, начинается с четырех категорий показателей первого уровня, при этом основные показатели второго уровня напрямую связаны с состоянием последовательных реакторов :
1. Электрические индикаторы: контроль стабильности тока последовательных реакторов
- Сопротивление обмотки постоянному току : отклонение трех фаз ≤ 2% (чрезмерное отклонение возникнет, если соединение между последовательным реактором и обмотками плохое);
- Ток заземления сердечника : ≤ 100 мА (магнитная цепь последовательного реактора связана с сердечником, и чрезмерный ток вызовет перегрев);
- Коэффициент абсорбции обмотки : ≥ 1,3 (предотвращение отсыревания изоляции обмоток последовательного реактора ) 4-41.
2. Индикаторы нефти и газа: контроль состояния изоляции последовательных реакторов
- Содержание ацетилена : ≤ 5 мкл/л (перегрев обмоток последовательного реактора увеличит содержание ацетилена);
- Содержание водорода : ≤ 150 мкл/л (повреждение изоляции последовательного реактора приведет к образованию водорода);
- Общее содержание углеводородов : ≤ 150 мкл/л (что отражает степень старения изоляции последовательного реактора ) 4-41.
3. Нефтехимические и физические показатели: обеспечение условий эксплуатации последовательных реакторов
- Нефтехимические показатели : содержание влаги ≤ 35 мг/л, пробивное напряжение ≥ 40 кВ (предотвращающее пробой изоляции последовательного реактора );
- Физические показатели : температура масла ≤ 85℃, шум ≤ 90 дБ (основные показатели тепловыделения и магнитострикции последовательного реактора ) 4-41.
III. Модель оценки приоритетности веса последовательного реактора: научное взвешивание и нечеткое суждение
Используя в качестве ядра индикаторы последовательного реактора , модель достигает точной оценки за три этапа:
1. Стандартизация показателей: унификация шкалы параметров последовательных реакторов
Метод стандартизации отклонений используется для перевода показателей, связанных с последовательным реактором (таких как коэффициент абсорбции и содержание ацетилена), в диапазон 0–1 для устранения различий в размерах. Например, коэффициент абсорбции обмотки последовательного реактора оценивается в 1 балл, если он ≥ 1,3, и баллы пропорционально вычитаются, если он < 1,3 (4-42).
2. Комбинированное взвешивание: подчеркивание важности показателей
- Объективное взвешивание (метод энтропийного веса): показателям, оказывающим существенное влияние на последовательные реакторы (таким как сопротивление обмотки и содержание ацетилена), присваиваются высокие веса на основе колебаний данных;
- Субъективное взвешивание (метод G1): в сочетании с опытом экспертов увеличиваются веса показателей, связанных с магнитной цепью и изоляцией последовательного реактора ;
- Объективная коррекция субъективности: обеспечение того, чтобы весовое соотношение показателей, связанных с последовательным реактором, превышало 40% 4-47, 4-48.
3. Нечеткая комплексная оценка: классификация по пяти уровням
В сочетании с функцией принадлежности и баллом (максимальный балл 100) уровни классифицируются в соответствии с состоянием последовательного реактора : Уровень 1 (85~100 баллов, отсутствие отклонений в последовательном реакторе ), Уровень 2 (65~85 баллов, слегка завышенные показатели последовательного реактора ), Уровень 3 (45~65 баллов, сырость изоляции последовательного реактора ), Уровень 4 (25~45 баллов, перегрев обмотки последовательного реактора ), Уровень 5 (0~25 баллов, отказ последовательного реактора ) 4-88.
IV. Эффект модели: 100% точность оценки
Испытания проводились на 4 единицах оборудования на подстанциях напряжением 110 кВ–500 кВ с 200 единицами данных:
- Оценка отдельного оборудования: оборудование 110 кВ набрало 90 баллов (Уровень 1) из-за нормальных параметров последовательного реактора , а оборудование 330 кВ набрало 30 баллов (Уровень 4) из-за пробоя изоляции последовательного реактора , что соответствовало фактической ситуации 4-94;
- Оценка выборки партии: Количество выборок на каждом уровне в 200 единицах данных полностью соответствовало фактической ситуации, без пропущенных оценок отказов, связанных с последовательным реактором 4-93.
V. Заключение: оценочная стоимость с использованием последовательных реакторов в качестве активной зоны
Ориентируясь на показатели работы последовательных реакторов , эта модель обеспечивает точную оценку рабочего состояния высокоомных трансформаторов с последовательным реактором, выявляя неисправности, связанные с ними, со 100% точностью и предоставляя четкие указания по эксплуатации и обслуживанию. В дальнейшем необходимо расширить применение модели в реальных рабочих условиях и оптимизировать возможности мониторинга последовательных реакторов в режиме реального времени для обеспечения безопасности энергосистемы.
Если вам требуются реакторы, пожалуйста, оставьте сообщение с указанием ключевых параметров необходимых вам реакторов. Компания HengRong Electric CO., LTD. поставляет реакторы, которые обеспечивают безопасность сети, повышают коэффициент мощности и способствуют эффективной работе!