Високовольтні малогабаритні вводи з повітряно-комбінованою ізоляцією для мобільних лабораторій
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Високовольтні малогабаритні вводи з повітряно-комбінованою ізоляцією для мобільних лабораторій
|
|
| Creator |
Троценко, Євгеній Олександрович
|
|
| Description |
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.13 – "Техніка сильних електричних та магнітних полів", Національний технічний університет України „Київський політехнічний інститут”, м. Київ, 2011. В дисертації запропоновано новий тип високовольтного устаткування – високовольтні малогабаритні вводи з повітряно-комбінованою ізоляцією, використання яких забезпечує працездатність мобільних повірочних лабораторій без виносу електроустакування при підготовці повірки. Запропоновані математичні вирази для обчислення основних параметрів високовольтних малогабаритних вводів та програми розрахунку на персональному комп’ютері електричного поля в їх міжелектродному проміжку. Запропонована методика розрахунку траєкторії розвитку стримера в повітряно-комбінованій ізоляції високовольтного малогабаритного вводу (на основі розрахунку тривимірного електричного поля в ізоляції вводу методом кінцевих елементів). За результатами експериментальних досліджень визначено залежності витримуваної напруги, використання яких дозволяє прогнозувати електричну міцність при розробці високовольтних малогабаритних вводів. Високовольтні малогабаритні вводи дозволяють розширити сферу використання існуючих високовольтних мобільних повірочних лабораторій – не тільки для повірки трансформаторів на частоті 50 Гц, але і для визначення показників якості електричної енергії в високовольтних трифазних системах. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.13 – Техника сильных электрических и магнитных полей. Национальный технический университет Украины „Киевский политехнический институт”, г. Киев, 2011. В диссертации проведен анализ существующих мобильных поверочных лабораторий, предназначенных для поверки крупногабаритных высоковольтных измерительных трансформаторов напряжения (ЗНОМ-35; НОМ-35; НКФ-110 и других), на местах их эксплуатации, в том числе с реальной нагрузкой во вторичной цепи. В работе показано, что при имеющихся значительных достижениях в создании мобильных поверочных лабораторий, одним из основных недостатков существующих на данное время мобильных поверочных лабораторий классов напряжения до 110 кВ включительно, остается их конструкция, которая обеспечивает их эксплуатацию в так называемом "развернутом" варианте, который требует выноса из автомобиля эталонного, нагрузочного и другого оборудования и "ручного" монтажа высоковольтной схемы рядом с объектом поверки, из-за чего значительно ограничиваются возможности и условия эксплуатации мобильных поверочных лабораторий. Для обеспечения эксплуатации мобильных поверочных лабораторий без выноса оборудования, в диссертации обоснована актуальность создания и использования нового типа высоковольтного оборудования – высоковольтных малогабаритных вводов с воздушно-комбинированной изоляцией, которые обеспечивают введение высокого напряжения сквозь кузов автомобиля, на шасси которого смонтирована мобильная поверочная лаборатория, к ее высоковольтному отсеку. Предложены математические выражения для вычисления основных параметров высоковольтных малогабаритных вводов и программы расчетов на персональном компьютере электрического поля в их межэлектродном промежутке. Предложена методика расчета траектории развития стримера в воздушно- комбинированной изоляции высоковольтного малогабаритного ввода (на основе расчета трехмерного электрического поля в изоляции ввода методом конечных элементов). Предложением данной работы есть то, что в связи с нерешенностью общего вопроса моделирования стримерного процесса в изоляционной конструкции, возможно заменить эту сложную задачу двумя упрощенными задачами: 1) расчетом траектории перекрытия стримером межэлектродного промежутка малогабаритного ввода мобильной поверочной лаборатории и 2) определением возможности развития разряда по определенной выше траектории стримера. В качестве первой может быть принята пространственная траектория, которую оставляет за собой закругленный цилиндр определенной длины и радиуса, который начинает свое "движение" из наиболее напряженной точки (находится на заземленном электроде) в направлении высоковольтного электрода. В работе выполнены экспериментальные исследования комбинированных промежутков "токоведущий стержень с диэлектрической втулкой – заземленный фланец", которые проводилось в системе электродов с диэлектрическими втулками разных диаметров и длины при относительной влажности окружающего воздуха 53…68 % и 100 %. По результатам экспериментальных исследований определены зависимости выдерживаемого напряжения, использование которых позволяет прогнозировать электрическую прочность при разработке высоковольтных малогабаритных вводов. Используя полученные зависимости выдерживаемого напряжения было установлено, что изоляция высоковольтного малогабаритного ввода обеспечивает электрическую прочность 122,7 кВ (амплитуда). Экспериментальные исследования позволили уточнить теоретическое значение электрической прочности: изоляция ввода фактически обеспечивает электрическую прочность не тольки при напряжении 122,7 кВ, а и при требуемом испытательном 128 кВ (на 4,3% больше расчетного), что демонстрирует хорошее согласование с данными экспериментальных исследований. По результатам экспериментального исследования масштабного преобразования высших гармонических составляющих напряжения в высоковольтном эталонном трансформаторе напряжения класса 110 кВ в широком диапазоне его первичного напряжения, в работе было установлено, что оно приближается к высоковольтному эталонному делителю напряжения в области максимального значения магнитной проницаемости магнитопровода при 100…120% от номинального напряжения. Использование высоковольтных малогабаритных вводов позволяет расширить сферу использования существующих высоковольтных мобильных поверочных лабораторий. Например мобильная поверочная лаборатория МПЛ-110 (Государственное предприятие "Донецкстандартметрология"), доукомплектованая дополнительно двумя эталонными высоковольтными малогабаритными трансформаторами напряжения, и, соответственно, дополнительно двумя высоковольтными малогабаритными вводами может быть положена в основу прототипа мобильной поверочной лаборатории, которая может использоваться не только для поверки однофазных и трехфазных трансформаторов напряжения на промышленной частоте, но и для определения показателей качества электрической энергии в высоковольтных трехфазных системах. Эффективность разработанных теоретических положений подтверждается внедрением результатов диссертационной работы в Государственном предприятии "Донецкстандартметрология" (г. Донецк) в мобильной поверочной лаборатории классов напряжения 0,22…110 кВ ("МПЛ-110"). The dissertation for a scientific degree candidate of technical science on the speciality 05.09.13 - Technics of strong electric and magnetic fields. National technical university of Ukraine „Kyiv polytechnic institute”, Kyiv, 2011. The new type of the high-voltage equipment - small-sized bushings with the aircombined insulation are offered. These bushings provides working capacity of mobile testing laboratories without carrying out the electric equipment before checking procedure. Mathematical expressions for calculation of main parametres of high-voltage small-sized bushings and the programs for calculations of electric field in its interelectrode interval on the personal computer are offered. The procedure of three-dimensional modelling of a streamer propagation trajectory in the air-combined insulation of high-voltage small-sized bushings and definition of conditions of impossibility of electric breakdown along the defined trajectory are offered. The withstand voltage is defined, basing on the experimental research results, which allows to predict electric strength during designing of analogous high-voltage small-sized bushings. High-voltage small-sized bushings allow to expand sphere of use of existing high-voltage mobile testing laboratories - not only for checking of one-phase and threephase high-voltage transformers on industrial frequency, but also for definition of electric energy quality factors in high-voltage three-phase systems. |
|
| Publisher |
НТУУ "КПІ"
|
|
| Date |
2011-03-21T10:33:00Z
2011-03-21T10:33:00Z 2011 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://library.kpi.ua:8080/handle/123456789/754
|
|
| Language |
uk
|
|