Elektroenergetika 1. Vysokonapěťové zkušebnictví

Podobné dokumenty
TECHNIKA VYSOKÝCH NAPĚŤÍ. Zdroje vysokých napětí

Technika vysokých napětí. Zdroje vysokých napětí

Třída přesnosti proudu. Principy senzorů

Technika vysokých napětí. Měření vysokých napětí a velkých proudů

VYSOKONAPĚŤOVÉ ZKUŠEBNICTVÍ. #3 Napěťové zkoušky

Kompenzovaný vstupní dělič Analogový nízkofrekvenční milivoltmetr

TECHNIKA VYSOKÝCH NAPĚŤÍ. Měření vysokých napětí a velkých proudů

VYSOKONAPĚŤOVÉ ZKUŠEBNICTVÍ. Diagnostika izolátorů, svodičů přepětí a výkonových vypínačů

Zkušebnictví, a.s. KEMA Laboratories Prague Podnikatelská 547, Praha 9 Běchovice

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, měření elektrického napětí

Rozdělení transformátorů

popsat princip činnosti základních zapojení čidel napětí a proudu samostatně změřit zadanou úlohu

Kompenzační transformátory proudu Proudové senzory

MĚŘENÍ ELEKTRICKÉHO NAPĚTÍ

Diagnostika a zkušebnictví

Bezkontaktní spínací prvky: kombinace spojitého a impulsního rušení: strmý napěťový impuls a tlumené vf oscilace výkonové polovodičové měniče

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, měření elektrického proudu

LABORATORNÍ PROTOKOL Z PŘEDMĚTU SILNOPROUDÁ ELEKTROTECHNIKA

MATRIX DC Napájecí Zdroj

Elektroenergetika 1. Ochrany proti přepětí

VSTUPNÍ VÝSTUPNÍ ROZSAHY

Tématické okruhy teoretických zkoušek Part 66 1 Modul 3 Základy elektrotechniky

Elektrická měření pro I. ročník (Laboratorní cvičení)

Česká metrologická společnost Novotného lávka 5, Praha 1 tel/fax:

GFK-1905-CZ Duben Specifikace modulu. Rozměry pouzdra (šířka x výška x hloubka) Připojení. Skladovací teplota -25 C až +85 C.

Oddělovací zesilovač VariTrans P 15000

Jan Horký, Front End Sales / Seminář Novinky portfolia ABB, Seminář Novinky porfolia ABB Měřící transformátory a senzory

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, transformátory a jejich vlastnosti

11. MĚŘENÍ SŘÍDAVÉHO PROUDU A NAPĚTÍ

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA ELEKTROENERGETIKY A EKOLOGIE DIPLOMOVÁ PRÁCE

AŽD Praha s.r.o. Nadstandardní zkoušky odolnosti železničního návěstidla využívajícího LED technologie vůči EMI. Ing. M. Pavel, Ing. L.

Elektrický proud 2. Zápisy do sešitu

Praktikum II Elektřina a magnetismus

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA ELEKTROENERGETIKY A EKOLOGIE DIPLOMOVÁ PRÁCE

Měření na 3fázovém transformátoru

Transformátory. Teorie - přehled

Základy elektrotechniky 2 (21ZEL2) Přednáška 1

Účinky měničů na elektrickou síť

Zdroje napětí - usměrňovače

Přepětí a svodiče přepětí

Měření parametrů sítě

Technika vysokých napětí. Elektrické výboje v elektroenergetice

Měření a testování odolnosti přepěťových ochran RAYCAP nestandardními testy ve zkušebně vvn KEE ZČU Plzeň

Určen pro přímé měření izolačního odporu v síťových kabelech, transformátorech, elektromotorech aj.

Products Elektrické rozvaděče Průmyslové spínací a ochranné systémy SOCOMEC Měření spotřeby SOCOMEC

Přístrojový transformátor proudu PTD s děleným jádrem

Univerzální vysokonapěťový oddělovací modul VariTrans P P0

Přehled vybraných platných technických norem potřebných pro praxi zkušeben vn a diagnostických laboratoří k

ZDROJ 230V AC/DC DVPWR1

Rishabh.cz MĚŘICÍ TRANSFORMÁTORY PROUDU S ROZEBÍRATELNÝM JÁDREM. tel.: obchod@rishabh.cz

II. Nakreslete zapojení a popište funkci a význam součástí následujícího obvodu: Integrátor s OZ

Unipolární tranzistor aplikace

Frekvence. 1 DC - NAPĚTÍ (měření) I-001, I-002, I mv 2,7 µv + D ) 10 mv 2,7 µv 100 mv 3 µv 100 V 17 µv/v

Multimetry DIRIS A40/41

Proudové převodníky AC proudů

Zesilovače. Ing. M. Bešta

TECHNIKA VYSOKÝCH NAPĚŤÍ. #4 Elektrické výboje v elektroenergetice

1.1. Základní pojmy 1.2. Jednoduché obvody se střídavým proudem

METODICKÝ LIST Z ELEKTROENERGETIKY PRO 3. ROČNÍK řešené příklady

MĚŘENÍ PŘI KUSOVÝCH ZKOUŠKÁCH ROZVÁDĚČŮ

Czech Audio společnost pro rozvoj technických znalostí v oblasti audiotechniky IČ :

SMART transformátor proudu PTD s děleným jádrem

Určen pro přímé měření izolačního odporu v síťových kabelech, transformátorech, elektromotorech aj.

Fázorové diagramy pro ideální rezistor, skutečná cívka, ideální cívka, skutečný kondenzátor, ideální kondenzátor.

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA TECHNOLOGIÍ A MĚŘENÍ DIPLOMOVÁ PRÁCE

Katedra elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava MĚŘENÍ NA JEDNOFÁZOVÉM TRANSFORMÁTORU.

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA ELEKTROENERGETIKY A EKOLOGIE DIPLOMOVÁ PRÁCE

Protokol o zkoušce AP_EZ/2017/043/01/CZ. Power-Energo, s.r.o. Pod Pekárnami 245/ , Praha 9

VYSOKONAPĚŤOVÁ ZKOUŠKA IZOLACÍ Porovnání různých zkušebních metod ke zjišťování pórovitosti. 1. Stabilita nastaveného zkušebního napětí

Interakce ve výuce základů elektrotechniky

Kalibrace: Nominální teplota pro kalibraci v laboratoři: (23 ± 2) C Nominální teplota pro kalibraci mimo laboratoř: (23 ± 5) C

Tel-30 Nabíjení kapacitoru konstantním proudem [V(C1), I(C1)] Start: Transient Tranzientní analýza ukazuje, jaké napětí vytvoří proud 5mA za 4ms na ka

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření Měření vlastní a vzájemné indukčnosti část Teoretický rozbor

3. Změřte závislost proudu a výkonu na velikosti kapacity zařazené do sériového RLC obvodu.

9 Měření na jednofázovém transformátoru při různé činné zátěži

Zařízení pro obloukové svařování, kontrola a zkoušení svařovacích zařízení v provozu podle ČSN EN /STN EN

Strana 1 (celkem 11)

GFK-2005-CZ Prosinec Rozměry pouzdra (šířka x výška x hloubka) Připojení. Provozní teplota -25 C až +55 C. Skladovací teplota -25 C až +85 C

Studium tranzistorového zesilovače

Omezovače napětí v kombinaci s přepěťovou ochranou. Pro trakční kolejové soustavy

Profilová část maturitní zkoušky 2015/2016

Sada 1 - Elektrotechnika

Vysokonapěťové kapalinové děliče pro měření rychlých přechodných dějů

1 Schválené a zavedené KO s EFCP

20ZEKT: přednáška č. 10. Elektrické zdroje a stroje: výpočetní příklady

Profilová část maturitní zkoušky 2016/2017

Digitální panelové měřící přístroje

1.1 Pokyny pro měření

Oddělovací moduly VariTrans

A8B32IES Úvod do elektronických systémů

Stolní rázový generátor Bc. Michal Singer 2014 ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA ELEKTROENERGETIKY A EKOLOGIE

4. Zpracování signálu ze snímačů

LC oscilátory s transformátorovou vazbou

Usměrňovače, filtrace zvlněného napětí, zdvojovač a násobič napětí

Témata profilové maturitní zkoušky z předmětu Souborná zkouška z odborných elektrotechnických předmětů (elektronická zařízení, elektronika)

Systémy analogových měřicích přístrojů

1. Změřte závislost indukčnosti cívky na procházejícím proudu pro tyto případy:

Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Pracoval: Jiří Kozlík dne:

Napájení krokových motorů

Transkript:

Vysokonapěťové zkušebnictví

Zkušebny vysokých napětí S nárůstem přenášeného výkonu rostou i napěťové hladiny přenosových vedení Při transportu výkonů na dlouhé vzdálenosti narůstá podíl stejnosměrných systémů (HVDC), většina přenosu je však realizována střídavým systémem Zkušebny vysokých napětí ověřují, zda izolační systém vydrží předepsaná napěťová namahání Vysokonapěťové zkušebnictví 2

Zkušebny vysokých napětí Izolační systém je při zkouškách namahán pomocí napěťových zkoušek Napěťová zkouška střídavým napětím síťové frekvence Napěťová zkouška atmosférickým impulzem Napěťová zkouška spínacím impulzem Velikosti napětí a typ napěťového namahání zavisí na typu zařízení a jeho jmenovité hladině Vysokonapěťové zkušebnictví 3

Zkušebny vysokých napětí Zkušebny vysokých napěťí musí být vybaveny příslušnými zdroji vysokých napětí: Stejnosměrné zdroje vysokých napětí Střídavé zdroje vysokých napětí Impulzní zdroje vysokých napětí Vysokonapěťové zkušebnictví 4

Stejnosměrné zdroje vysokých napětí Zvlnění se snižuje se zvyšujícím se odporem zátěže R Z, s velikostí kapacity C a frekvence napajecího stř. napětí Vysokonapěťové zkušebnictví 5

Střídavé zdroje vysokých napětí Síť 3x400V Regulační Kompenzační transformátor reaktor Zkušební transformátor Síťový vypínač A V Přívodní vypínač A V R T L T C T Napájecí zdroj V Vysokonapěťové zkušebnictví 6

Střídavé zdroje vysokých napětí Zkušební transformátor s kovovou nádobou Zkušební transformátor s izolační válcovou nádobou Lepší podmínky pro chlazení (může být vybaven radiátory) Protože je nádoba uzemněna, transformátor nemusí být vzdálen od zdí a ostatních objektů úspora místa Vhodná konstrukce pro venkovní vysokonapěťové testy Nepotřebují průchodku (nádoba je z izolačního materiálu) Jsou vhodné pro transformátorové kaskády (až 1500MV) Pouze pro vnitřní laboratoře, krátké napěťové zkoušky Vysokonapěťové zkušebnictví 7

Impulzní zdroje vysokých napětí Jednostupňový rázový generátor Nabíjecí odpor R C Spínací jiskřiště (U 0 ) Čelní odpor R f U ss U RG U imp U ssmax U RG Činná kapacita C 1 Týlní odpor R t Zatěžovací kapacitac 2 U impp U imp Činitel využití RG t o t p η = U impp U ssmax < 1 Vysokonapěťové zkušebnictví 8

Impulzní zdroje vysokých napětí Vícestupňový rázový generátor SJ C i R f R t 3C L R c SJ R f C i R t R c SJ R f 3C L C i R t R c SJ R f SGSA Impulsní generátor Haefely Hipotronics R c Stejnosměrné napájecí napětí C i Zemnící rezistor a spínač R t 3C L C m >>C L Výstup pro měřicí zařízení Výstupní napětí U imp pro n-stupňový generátor s činitelem využití η a napájecím napětím U 0 : U imp = nηu 0 Vysokonapěťové zkušebnictví 9

Řízené spouštění impulzního generáoru (trigatron) Uzemněná hlavní elektroda Zapalovací elektroda Vysokonapěťová hlavní elektroda Připojení na generátor spouštěcích vn impulzů (< 10kV) Generátor vn impulzů Napěťový komparátor Řízené kulové jiskřiště pro useknutí výstupního impulzu Generátor vn impulzů Výstup z impulzního děliče napětí Hodnota nabíjecího napětí U ss Digitální rekorder Vysokonapěťové zkušebnictví 10

Výstupní napětí z rázového generátoru Atmosférický impulz Spínací impulz Polarita a vrcholová hodnota impulzu U m je dána normou podle jmenovitého napětí zkoušeného zařízení Dovolená odchylka vrcholové hodnoty 3 % Doba čela T 1 =1,2 µs ± 30% Doba půltýlu T 2 =50 µs ± 20% Polarita a vrcholová hodnota impulzu U m je dána normou podle jmenovitého napětí zkoušeného zařízení Dovolená odchylka vrcholové hodnoty 3 % Doba do vrcholu T v =250 µs ± 20 % Doba půltýlu T 2 =2500 µs ± 60 % Vysokonapěťové zkušebnictví 11

Vysokonapěťové děliče Obecně lze použít odporové, kapacitní, induktivní a kombinované vysokonapěťové děliče Induktivní děliče se využívají zejména pro kalibrační účely, pro velmi vysoká napětí jsou drahé Vrchní elektroda děličů je opatřena toroidními prstenci, které zabraňují vzniku částečných výbojů Proud děliči by měl být menší než 10 ma tj. 1 MΩ/10 kv Vysokonapěťové zkušebnictví 12

Kapacitní vysokonapěťové děliče Využívají se zejména pro měření střídavých napětí Vn část děliče je obvykle složena z několika kondenzátorů Měřené vysoké napětí U 1 lze odvodit z měřeného výstupního nízkého napětí U 2 podle vztahu U 1 = U 2 1 + C 2 C 1 Tento jednoduchý vztah však prakticky nelze použít vzhledem k nezanedbatelnému vlivu parazitních kapacit mezi válcem děliče a zemí Vysokonapěťové zkušebnictví 13

Kapacitní vysokonapěťové děliče l I 1 d C 11 Pro l>>d platí pro C e přibližný vztah: 2πεl C e = ln 2l 4h + l d 4h + 3l Proud protékající C 12 a také C 2 : C 12 I 2 = ωu 12 C 12 h I 2 C 2 U 12 C e I e Proud protékající parazitní kapacitou C e mezi stíněním horního kondenzátoru a zemí: I e = ωu 12 C e Sečtením těchto dvou hodnot dostaneme celkový proud horním vn kondenzátorem: I 1 = I 12 + I e Úbytek na horním kondenzátoru je pak: U 11 = I 11 ωc 11 Vysokonapěťové zkušebnictví 14

Kapacitní vysokonapěťové děliče Kapacita C e způsobuje redukci kapacity vn části děliče. Tento efekt se zvětšuje s rostoucím počtem n naskládaných kondenzátorů. Efektivní kapacita C 1 vn části děliče, která je složena z n kondenzátorů o kapacitě C 1n, může být přibližně stanovena jako: C 1 C 1n n nc e 6 Jak se ukázalo z experimentů, kapacita k zemi C e každého kondenzátoru závisí jen málo na jeho výšce h nad zemí, proto lze pro výpočet použít zjednodušený vztah: pak C e = 2πεl ln 2l d C 1 C 1n n nπεl 3ln 2l d Vysokonapěťové zkušebnictví 15

Odporové vysokonapěťové děliče R 1n R 15 R 1n R 15 Nejčastěji se využívá pro měření ss nebo impulzních napětí Proud děličem by neměl přesahnout 5mA Jednotlivé rezistory jsou ovinuty kolem izolačního válce aby tvořily sipirálu R 14 R 14 R 13 R 13 R 12 R 12 R 11 R 11 ma I R 2 2 U 2 Vysokonapěťové zkušebnictví 16

Kombinovaný RC vysokonapěťový dělič R 1 R 1 R 2 C 1 C 1 R 2 C 2 U 2 U 2 C 2 V paralelním zapojení se používá pro měření stř, ss nebo impulzních napětí, v seriovém pro stř a impulzní napětí Paralelně řazené prvky Seriově řazené prvky Vysokonapěťové zkušebnictví 17

Dynamické chování vysokonapěťových děličů Pro měření atmosférických impulzních napětí, zejména useknutých v týle, je důležité ověřit dynamické chování vysokonapěťových děličů, zda splňují požadavky na frekvenční rozsah Ke zjišťování odezvy děliče na jednotkový skok se používá generátoru s dobou náběhu kolem několika ns a amplitudou stovek voltů Doba odezvy děliče: T res = න O 1 1 g t dt = T α T β + T γ Normalizovaná odezva děliče na jednotkový skok Vysokonapěťové zkušebnictví 18

Stupnice Elektrostatický voltmetr Přímá metoda měření vysokých stejnosměrných a střídavých napětí Elektrostatické voltmetry mohou být přímo připojeny do vysokonapěťových obvodů do 200 kv, pro vyšší napětí za použití napěťového děliče Pevný zdroj světla Pohyblivá elektroda se zrcátkem S dx Vzduch/SF6/ vakuum Hustota energie el. pole mezi elektrodami w e = 1 2 εe2 Hustota energie v elementu dx dw = w e Sdx = 1 2 εse2 dx Síla působící na volnou elektrodu d F = dw dx = 1 2 εse2 = 1 U2 εs 2 d 2 Střední hodnota síly pro časově proměnné napětí 1 TF T න t dt = εs T 0 2d 2 T න U 2 t = εs 0 2d 2 U 2 RMS Vysokonapěťové zkušebnictví 19

Kulová jiskřiště Přeskoková napětí v homogenním nebo málo nehomogením elektrickém poli, jako je napříkad mezi kulovými elektrodami ve vzduchu, vykazují vysokou stabilitu a malý rozptyl -> lze je využít k měření vrcholové hodnoty napětí Dnes již nejsou ve zkušebnách a laboratořích využívána pro denní měření, mohou být používána k ověření automatických měřicích systémů a testu linearity Závislost přeskokového napětí na vzdálenosti elektrod d pro různé průměry elektrod D Vysokonapěťové zkušebnictví 20

Přepočet na atmosférické podmínky Při měření pomocí kulových jiskřišť se přeskokové napětí stanoví na základě tabulek pro normální atmosférické napětí -> výsledky se musí korigovat na aktuální atmosférické podmínky Normální atmosférické podmínky Normální teplota t N = 20 C Normální tlak p N = 101,3 kpa Normální vlhkost g N = 11 g/m 3 Hustota vzduchu δ = t N + 273 t a + 273 p a p N Skutečné měřené napětí U s lze pak stanovit z tabulkové hodnoty U N jako: U S = U N k h k v = U N δ Přičemž k h = δ pro 0,95< δ <1,05 a k v = 1 Vysokonapěťové zkušebnictví 21

Měřicí transformátory napětí Speciální transformátory, které jsou navrženy tak, aby transformovaly vysoké napětí na nízké napětí (obvykle 100 V) s danou přesností Mohou být v provedení jako induktivní (do 145kV) nebo kapacitní (nad 145kV) Induktivní měřicí transformátor Kapacitní měřicí transformátor 1 primární svorka, 2 indikátor úrovně oleje 3 olej 4 křemenné plnivo 5 izolátor 6 závěsné oko 7 svorkovnice sekundáru 8 nulová svorka 9 expanzní systém 10 papírová izolace 11 nádoba 12 primární vinutí 13 sekundární vinutí 14 magnetické jádro 15 sekundární svorky 16 zemní svorka ABB, Buyer s guide Vysokonapěťové zkušebnictví 22