ПРОЕКТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ТЭЦ. Измерение ВН. Реферат по теме Измерение высоких напряжений
 Скачать 287.33 Kb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Институт энергетики Кафедра Электрических станций, сетей и систем Реферат по теме: «Измерение высоких напряжений» Выполнил: студент группы ЭСб-19-1 ______________ Колесов А.И. Принял: ведущий инженер ________________ Чумаков В.Г. Иркутск 2022 Установки высокого напряжения испытательных станций и лабораторий Установки высокого напряжения (УВН) испытательной лаборатории ИРНИТУ предназначены для проведения приемо-сдаточных испытаний и в качестве учебного наглядного пользования, а также в научно-исследовательских экспериментальных исследованиях. УВН размещаются на испытательном стенде лаборатории, который представляет собой специально оборудованный участок, включающий в себя: пульт управления; преобразовательные устройства; испытательное поле с пунктами подключения к преобразовательным устройствам; системы защиты; оборудование, предназначенного для испытаний (испытываемый объект). Пульт управления включает в себя: коммутационные аппараты, приборы и сигнализацию, предназначенные для управления испытаниями и экспериментом. Преобразовательные устройства (ПУ) включают в себя высоковольтный трансформатор (ВВТ), уровень выходного напряжения которого регулируется с пульта, и выпрямительное устройство (ВУ), позволяющее изменять полярность выпрямленного напряжения. К преобразовательным устройствам также относятся специальные генерирующие устройства (СГУ): генераторы импульсных напряжений и токов (ГИН и ГИТ), диодно-емкостные умножители, электростатические генераторы, частотные инверторы и другие устройства. Испытываемый объект размещается на испытательном поле УВН и через пункт подключения (ПП) присоединяется к соответствующему преобразовательному устройству, в зависимости от вида испытаний. В зависимости от вида источника испытательных напряжений и токов пунктами подключения могут быть выходные клеммы устройств. На испытательном поле также размещаются измерительные устройсва (ИУ) для контроля уровней испытательных напряжений (киловольтметры) и для преобразования измеряемых величин перед подачей их на регистрирующие устройства (делители напряжения и тока). Все высоковольтное оборудование и испытательное поле УВН ограждено постоянным или временным ограждением, исключающим возможность случайного прикосновения к голым или изолированным токоведущим частям или элементам устройств, находящимся под напряжением. Металлические ограждения надежно заземлены. Если они открыты сверху, их высота должна быть не менее 1,7 м. Ограждение испытательного поля должно имеет двери, снабженные блокировкой, сигнализацией и предупредительными плакатами. Блокировка ограждения испытательного поля УВН должна отвечает следующим требованиям: при открывании дверей полностью снимается напряжение с испытательного поля; при открытых дверях невозможна подача напряжения на испытательное поле. Подача напряжения на испытательное поле сопровождается звуковым и световым сигналом. На испытательном стенде предусмотрена возможность отключения всех источников питания общим коммутационным аппаратом. Испытательные установки, основанные на применении емкостных накопителей энергии (генераторы импульсных напряжений и токов, каскадные генераторы постоянного тока) имеют устройства автоматического заземления всех выводов при снятии напряжения. Установки, предназначенные для испытаний изделий с большой емкостью (конденсаторов, кабелей), снабжены устройствами для снятия остаточного заряда (заземляющие штанги). Пульт управления УВН расположен так, что испытательное поле находиться в зоне видимости оператора установки. Пульт снабжен сигнальными лампами, включенными в цепь: аппаратов, подающих напряжение на пункты подключения; блокировки дверей ограждений испытательных полей. Металлические корпуса всего испытательного оборудования заземлены. Если по условиям испытаний прибор или объект испытаний заземлению не подлежит, он должен быть огражден. Высоковольтный вывод испытательного трансформатора (ВВТ) при сборке и наладке испытательной схемы, а также при подключении испытываемого объекта заземлен. Измерительные устройства УВН К измерительным устройствам, размещаемым на испытательном поле, относятся: электростатические киловольтметры; делители высокого напряжения; низковольтные вольтметры; измерительные шаровые разрядники. Электростатические киловольтметры Электростатические киловольтметры основаны на действии сил электрического поля, а именно действии сил притяжения разноименно заряженных обкладок плоского конденсатора. Часть одной из обкладок подвижная и при появлении на ней зарядов под действием электрических сил она начинает отклоняться. На подвижной обкладке размещены зеркальце, а в киловольтметр встроен точечный источник света, луч которого падает на зеркальце и отражается на шкалу. Под действием электрических сил обкладка с зеркальцем разворачивается и отраженный луч передвигается по шкале. Действие киловольтметра иллюстрируется рис. 1.  Рис. 1. Принцип действия электростатического вольтметра Делители напряжения Делители напряжения предназначены для снижения измеряемого напряжения до величины, на которую рассчитан индикаторный прибор. К индикаторным приборам относятся стрелочные приборы, осциллографы, аналого-цифровые преобразователи и др. Делители напряжения по назначению делятся на делители для измерений постоянных напряжений, квазистационарных напряжений (переменных синусоидальных и периодических иной формы) и импульсных напряжений. По принципу действия делители делятся на резистивные (иногда называемые омическими), на емкостные и на комбинированные (емкостно-омические или компенсированные делители). Требования, предъявляемые к делителям напряжения: 1.Коэффициент деления не должен зависеть от амплитуды, полярности, длительности измеряемого напряжения. 2.Коэффициент деления не должен зависеть от внешних электрических полей. 3.Делитель должен быть удобным в эксплуатации и относительно дешевым. У каждого типа делителя есть свои достоинства и недостатки. Наиболее универсальным является третий тип делителя – емкостноомический; правда, он и наиболее сложный. Для измерений постоянных напряжений используются только резистивные делители, в остальных случаях в зависимости от параметров квазистационарных и импульсных напряжений применяются также и остальные типы делителей. Более подробно параметры делителей будут рассматриваться в специальном курсе. Схемы разных типов делителей приведены на рис. 2.  А Б В Г Рис. 2. Схемы делителей напряжения. А - резистивный (омический) делитель; Б - резистивный делитель, низкоомное плечо которого внутреннее сопротивление индикаторного прибора; В - емкостной делитель; Г - емкостно-омический (компенсированный) делитель. Шаровые разрядники Шаровой измерительный разрядник имеет простое устройство и приемлемую для практики точность при измерениях с соблюдением требований ГОСТ 17512-82 «Электрооборудование и электроустановки на напряжение 3 кВ и выше. Методы измерения при испытаниях высоким напряжением». Измерение шаровыми разрядниками основано на известной зависимости пробивного напряжения воздушного промежутка между электродами от расстояния между ними. Для измерения следует использовать промежутки с однородным или слабонеоднородным полем, в которых напряжения возникновения самостоятельного разряда и искрового пробоя близки и практически линейно зависят от расстояния. Напряжение, при котором произошел пробой, определяется по таблицам ГОСТ 17512-82 (таблицы П1-П2), в которых приведены амплитудные значения пробивных напряжений для нормальных атмосферных условий: давление 760 мм.рт.ст. и температура 20 °С. Погрешность измерения не превышает ±3 %, если расстояние между шарами S ≤ 0,5D, где D – диаметр шаров. Шаровые разрядники могут иметь горизонтальное и вертикальное включение (рисунок 1). При вертикальном расположении один шар всегда заземлен, а при горизонтальном расположении один шар может заземляться или оба быть незаземленными. При измерении напряжения необходимо соблюдать требования, которые обеспечивают достаточную точность измерения. 1. Конструктивное исполнение измерительных разрядников и размеры шаров должны соответствовать ГОСТ 17512-82. 2. Расстояние между электродами должно соответствовать соотношению S 0,5D. 3. Шаровые разрядники должны быть удалены от окружающих предметов. 4. Шары должны иметь гладкую поверхность и сферичность. 5. Напряжение должно подводиться к стержню крепления шара на расстоянии от шара не меньше его диаметра. Подводящие провода должны быть расположены по оси шарового разрядника или перпендикулярно ей. 2 При измерении напряжений меньше 50 кВ шарами любого диаметра и любых напряжений шарами диаметром меньше 12,5 см следует облучать межэлектродный промежуток радиоактивными препаратами или кварцевыми ртутными лампами. Схема шарового разрядника приведена на рис. 3.  Рис. 3. Шаровой измерительный разрядник: а – вертикальное расположение; б – горизонтально расположение. 1 – изоляционная конструкция крепления шаров; 2 – стержень крепления шаров; 3 –механизм перемещения шаров; Р – место развития разряда; А и В – расстояния до окружающих предметов. Определение распределение напряжения на опорной и подвесной изоляции При выборе и расчете изоляционных конструкций руководствуются обеспечением надежности и долговечности работы высоковольтных аппаратов. Неравномерность распределения приводит к тому, что на части изоляции напряженность электрического поля выше порога начала коронного разряда. Корона на высоковольтной конструкции является причиной радиопомех, ускоренного старения изоляции и коррозии арматуры, а также дополнительных потерь электрической энергии. Данная проблема весьма актуальна при выборе подвесной изоляции - гирлянд ЛЭП. Распределение напряжения по изоляторам гирлянды можно определить с помощью схемы замещения, показанной на рис.4.  Рис. 4. Гирлянда изолятора (а) и схема замещения гирлянды (б) На этой схеме К - собственные емкости изоляторов; С1 - емкости металлических элементов изоляторов относительно заземленных частей сооружения (опоры, заземленных тросов и т. д.); С2 - емкости этих же элементов относительно частей установки, находящихся под напряжением (провода, арматуры); R - сопротивления утечки по поверхности изоляторов. Обычно гирлянды комплектуются из однотипных изоляторов, поэтому их собственные емкости, лежащие в пределах К = 30 - 70 пФ имеют одинаковую величину. При чистой и сухой поверхности изоляторов R >> 1 / К. Поэтому распределение напряжений зависит только от емкостей К, С1 и С2 . Если бы емкости С1 и С2 отсутствовали, напряжение по изоляторам распределялось равномерно. Через собственную емкость ближайшего к высоковольтному проводу изолятора протекает наибольший ток, а через емкость изолятора, ближайшего к “земле”, - наименьший. При этом напряжение вдоль гирлянды распределяется неравномерно. Выравнивание распределения напряжения вдоль гирлянды способствует применение специальной арматуры в виде колец, которые укрепляются в месте подвески провода. Такая арматура увеличивает емкость С2 изоляторов, ближайших к проводу, и тем самым уменьшает долю напряжения, приходящуюся на эти изоляторы. |