Файл: Лабораторная работа 3 по учебному курсу Техника высоких напряжений (наименование учебного курса) Студент.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 12
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
М ИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Тольяттинский государственный университет»
Институт химии и энергетики
(наименование института полностью)
Кафедра "Электроснабжение и электротехника"
(наименование кафедры/департамента/центра полностью)
13.03.02 Электроэнергетика и электротехника
(код и наименование направления подготовки, специальности)
Электроснабжение
(направленность (профиль) / специализация)
Лабораторная работа № 3
по учебному курсу «Техника высоких напряжений»
(наименование учебного курса)
Студент | К.Ю. Квачев (И.О. Фамилия) | |
Группа | ЭЭТбп-1801а (И.О. Фамилия) | |
Преподаватель | Д.А. Кретов (И.О. Фамилия) | |
Тольятти 2023
Лабораторная работа № 3
«Распределение напряжения по гирлянде подвесных изоляторов»
Цель работы:
1. Знакомство с основными понятиями и теоретическими сведениями о распределении напряжения по элементам гирлянды подвесных изоляторов.
2. Экспериментальное определение напряжения на каждом изоляторе в гирлянде в зависимости от наличия в ней дефектного изолятора и выравнивающего кольца.
3. Приобретение практического навыка определения напряжения по элементам гирлянды подвесных изоляторов.
| 1– земля 2– высоковольтный провод С = продольная емкость гирлянды на провод С1 = поперечная емкость гирлянды на землю С2 = поперечная емкость гирлянды на провод i –продольный ток гирлянды i1 – поперечный ток на землю i2 – поперечный ток на провод |
Рис. 1 Схема замещения гирлянды подвесных изоляторов
Рис.2. Схема для изучения распределения напряжения
по гирлянде подвесных изоляторов:
АТ – автотрансформатор; Т – высоковольтный трансформатор
Rзащ – защитное сопротивление V1 и V2 – вольтметры Р – разрядник
ДН – делитель напряжения
Расчетные формулы:
, (1)
где относительная величина напряжения приложенная на элемент;
U – пробивное напряжение на шаровом разряднике, кВ;
U2 – напряжение подаваемое на гирлянду, измеренное вольтметром 2.
(2)
где – относительная плотность воздуха;
Р= атмосферное давление, мм. рт. ст.;
t= температура окружающей среды, °С.
(3)
Результаты измерений
Таблица 1
Номер изолятора от провода | Показания вольтметра на стороне высокого напряжения трансформатора U2, кВмакс | Напряжение на элементе U, кВмакс | Относительная величина напряжения на элементе ,% | Относительная величина напряжения на элементе с поправкой Ui, % | Примечания | |||||||
1 | 2 | 3 | среднее | |||||||||
1 | 25 | 24 | 25 | 24,7 | 4,7 | 19,1% | 18,7% | исправная гирлянда без выравнивающего кольца | ||||
2 | 29 | 28 | 29 | 28,7 | 4,7 | 16,4% | 16,1% | |||||
3 | 35 | 35 | 32 | 34,0 | 4,7 | 13,8% | 13,6% | |||||
4 | 38 | 41 | 39 | 39,3 | 4,7 | 11,9% | 11,7% | |||||
5 | 42 | 43 | 42 | 42,3 | 4,7 | 11,1% | 10,9% | |||||
6 | 48 | 47 | 49 | 48,0 | 4,7 | 9,8% | 9,6% | |||||
1 | 29 | 30 | 29 | 29,3 | 4,7 | 16,0% | 15,8% | гирлянда с дефектным изолятором | ||||
2 | 29 | 30 | 29 | 29,3 | 4,7 | 16,0% | 15,8% | |||||
3 | 31 | 31 | 32 | 31,3 | 4,7 | 15,0% | 14,7% | |||||
4 | - | - | - | - | 4,7 | #ДЕЛ/0! | #ДЕЛ/0! | |||||
5 | 28 | 30 | 29 | 29,0 | 4,7 | 16,2% | 15,9% | |||||
6 | 29 | 28 | 30 | 29,0 | 4,7 | 16,2% | 15,9% | |||||
1 | 40 | 41 | 40 | 40,3 | 4,7 | 11,7% | 11,5% | исправная гирлянда с выравнивающим кольцом | ||||
2 | 38 | 39 | 40 | 39,0 | 4,7 | 12,1% | 11,8% | |||||
3 | 39 | 40 | 38 | 39,0 | 4,7 | 12,1% | 11,8% | |||||
4 | 38 | 38 | 40 | 38,7 | 4,7 | 12,2% | 11,9% | |||||
5 | 39 | 40 | 38 | 39,0 | 4,7 | 12,1% | 11,8% | |||||
6 | 41 | 40 | 39 | 40,0 | 4,7 | 11,8% | 11,6% |
Рис. 3. Зависимость падения напряжения на элементах
гирлянды U в зависимости от номера изолятора от провода i
1 – исправная гирлянда без выравнивающего кольца
2 – гирлянда с дефектным изолятором
3 – исправная гирлянда с выравнивающим кольцом
-
Рассчитать потенциал на шапке каждого изолятора гирлянды для случая «целой» гирлянды.
U2 – максимальное напряжение, поданное на гирлянду в этом эксперименте.
2. Выводы:
2.1. Почему распределение напряжения по гирлянде с защитной арматурой более равномерное, чем для других случаев (рис. 3).
По изоляторам гирлянды способствует применение специальной арматуры в виде экранных колец, восьмёрок и овалов, укреплённых в месте крепления линейного провода. Такая защитная арматура увеличивает ёмкости С1 и тем самым уменьшает долю напряжения, на первые от провода изоляторы.
Дополнительно для выравнивания напряжения гирлянды применяют следующие меры:
- применение изоляторов с большей собственной ёмкостью;
- использование параллельных гирлянд;
- применение изоляторов с полупроводящим покрытием;
- расщепление фазных проводов.
2.2. С чем связано увеличение падения напряжения на элементах поврежденной гирлянды (рис. 3).
Закорачивание емкости 4-го изолятора, повышение общего приложенного напряжения на остальные изоляторы.
3. Контрольные вопросы:
-
Какие факторы влияют на неравномерное распределение напряжения по длине гирлянды? -
Какие существуют методы регулирования распределения напряжения по длине гирлянды? -
Почему увеличение собственной емкости изоляторов выравнивает распределение напряжения по длине гирлянды?
Ответы на вопросы
3.1. Длина гирлянды, количество изоляторов, материал изоляторов, степень загрязнения и увлажнения, собственная ёмкость изоляторов, форма юбки, диаметр тарелки.
3.2. Имеется несколько путей улучшения распределения напряжения по эле-ментам гирлянды:
а) применяют изоляторы большой собственной емкости, например, стеклянные;
б) используют изоляторы, покрытые полупроводящей глазурью, что увеличивает активную составляющую продольного тока гирлянды и снижает влияние поперечных емкостных токов;
в) применяют защитную арматуру в виде экранных колец, рогов, восьмерок, которые монтируют на обоих или только на линейном конце гирлянды;
г) расщепление фазы линии;
д) расщепление гирлянды изоляторов;
е) изменение расстояния от нижнего изолятора до верхних составляющих расщепленного провода.
3.3. Степень неравномерности распределения напряжения ∆Ui по элементам гирлянды зависит главным образом от отношения С1/С. Чем меньше это отношение, тем, равномерней будут нагружены изоляторы, т.е. ослабляется влияние поперечных емкостных токов гирлянды на ее продольный емкостный ток по цепочке изоляторов. Отношение С2/С оказывает значительно меньшее влияние на распределение напряжения по элементам из-за меньшего значения С2 по сравнению с С1; но в длинных гирляндах влияние С2 проявляется более отчетливо, и величина ∆Ui на элементах гирлянды, ближайших к траверсе, увеличивается. Чем больше емкость С изолятора гирлянды, тем равномернее распределение напряжения по ее элементам.