Широкополосные высоковольтные делители напряжений для средств измерений показателей качества электрической энергии

• Автор: Лемаев, Роман Андреевич
• Шифр специальности: 05.11.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ПРОБЛЕМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
1.1 Анализ современного состояния в области оценивания качества электрической энергии

1.2 Анализ современного состояния в области техники высоких напряжений

1.3 Анализ существующих емкостно-омических ВДН и возможностей их технического усовершенствования

1.4 Постановка задачи исследования

Выводы по главе

2 АНАЛИЗ ФУНКЦИИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ДЕЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЙ

2Л Анализ влияния частотных характеристик ВДН на функцию преобразования

2.2 Анализ влияния частотных характеристик ВДН на функцию преобразования с учетом влияния паразитных параметров конструкции делителя
2.3 Анализ процессов, происходящих в диэлектрике под действием высоких напряжений
2.4 Анализ влияния ионизационных процессов на функцию преобразования
2.5 Компьютерное моделирование высоковольтного делителя напряжений
Выводы по главе

3 РАЗРАБОТКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
КОМПОНЕНТОВ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ДЕЛИТЕЛЕЙ
3 Л Разработка алгоритмов расчета параметров ВДН и отбора
компонентов для использования в его составе
3.2 Выбор и обоснование методов измерения параметров компонентов

3.3 Экспериментальные исследования компонентов делителей для :рждения их метрологических характеристик
3.4 Оценивание влияния частичных разрядов на функцию
преобразования делителя
Выводы по главе 3
4 ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ
4.1 Разработка высоковольтных делителей напряжения
4.2 Спектральный киловольтметр с регистрацией формы и спектра

измеряемого сигнала
4.3 Прибор для проверки качества изоляции методом ЧР
Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ВН - высокое напряжение
ПКЭ — показатели качества электрической энергии
СИ - средство измерений
ВДН - высоковольтный делитель напряжений
МП - масштабирующий преобразователь
ЧР - частичный разряд
КД - коэффициент деления
ТКС - температурный коэффициент сопротивления ТКЕ — температурный коэффициент емкости КН - коэффициент напряжения X. х. - холостой ход
МХ - метрологические характеристики ИЦ - измерительная цепь
САПР - системы автоматизированного проектирования
ИВН - источник высокого напряжения
ИП - измерительный прибор
ОДН - образцовый делитель напряжения
ПДН - поверяемый делитель напряжения
СТН — силовой трансформатор напряжения
ИТ - измерительный трансформатор
КПЧ - калибратор переменной частоты
ПТН - поверяемый трансформатор напряжения
ИАЦП - интегрирующий АЦП
БАЦП — быстродействующий АЦП

временная стабильность - 0,01% за 1000 часов непрерывной работы. Но есть серии, в которых ТКС составляет 25-10’6 1 /°С в диапазоне от -55 °С до 125 °С и 10-10"6 1 /°С в диапазоне от -40 °С до 85 °С. Максимальное рабочее напряжение большинства резисторов составляет 10 кВ, при этом почти все типы способны выдерживать перенапряжения 150% от рабочего. Но есть типы максимальное рабочее напряжение, на которых доходит до 160 кВ. В основном все типы резисторов данных производителей выпускаются по безындук-тивной технологии. Это связано с тем, что резисторы должны работать с напряжениями произвольной формы.
Во ФГУП «НИИЭМП» разработаны аналоги вышеописанных резисторов с допускаемым отклонением от номинального значения не более 0,1% в диапазоне номинальных значений от 10 МОм до 1 ГОм.
Отечественной промышленностью выпускаются высоковольтные конденсаторы, такие как К15-10, К15-25 с рабочим напряжением до 40 кВ. Однако допустимое отклонение емкости от номинального значения составляет 30%, а температурный коэффициент емкости в интервале от -40 до +85 -20%, тангенс угла диэлектрических потерь 0,035. В связи с этим их не целесообразно использовать в составе ВДН. Наиболее стабильными параметрами обладают полипропиленовые конденсаторы. Отечественной промышленностью выпускаются конденсаторы типа К78-2. Однако рабочее напряжение не превышает 2 кВ, поэтому возникает необходимость последовательного соединения большого числа конденсаторов в высоковольтном плече ВДН. А последовательное соединение приводит к уменьшению суммарной емкости верхнего плеча. Поэтому номиналы конденсаторов должны иметь достаточно высокие значения.
Использование последовательного соединения большого количества конденсаторов в высоковольтном плече ВДН позволяет снизить погреш-
„ С± Д
ность, так как суммарная емкость верхнего плеча находится как С, =

где С - номинальная емкость конденсаторов, Ас - отклонение емкости кон-