Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Оптимизация конструкций ОПН с элегазовой изоляцией

Выбор шунтирующих конденсаторов, выводы - Оптимизация конструкций ОПН с элегазовой изоляцией

Оглавление
Оптимизация конструкций ОПН с элегазовой изоляцией
Выбор шунтирующих конденсаторов, выводы

Выпускаемые промышленностью конденсаторы, используемые в качестве шунтирующих, имеют дискретный ряд номинальных значений емкостей. Более того, каждое номинальное значение задается с определенным допуском. При включении реального набора конденсаторов распределение напряжения отличается от равномерного и характеризуется коэффициентом неравномерности.
При выборе конденсаторов из имеющихся номиналов рекомендуется руководствоваться следующими соображениями:
шунтирующие конденсаторы выбираются из минимального количества номиналов;
суммарная емкость конденсаторов должна быть как можно меньше при условии, что коэффициент неравномерности не превосходит допустимого значения:
количество конденсаторов каждого блока ограничено размерами цилиндрических экранов.
На практике, принимая во внимание большое количество номинальных значений емкостей, приходится использовать метод перебора.
Для выбранного ряда конденсаторов следует учесть разброс номинальных значений их емкостей. С этой целью при расчете коэффициента неравномерности распределения напряжения по соответствующей схеме замещения значения емкостей шунтирующих конденсаторов задаются как случайные величины, изменяющиеся в пределах допуска. В результате расчета строится функция распределения вероятности того, что коэффициент неравномерности распределения напряжения не превосходит заданного значения.

Пример. Оптимальный вариант конструкции выбирается на примере ОПНЭ-220 кВ (рис. 2). В баке диаметром 70 см, заполненном элегазом под давлением 3,0 · 105 Па располагались семь цилиндрических экранов диаметром 40 см В каждом экране находились две последовательно соединенные группы ОЦР, состоящие из двух параллельно соединенных колонок ОЦР емкостью 150 пФ каждая. Схема соединения ОЦР приведена в [5]. ДЭ представлял собой цилиндр диаметром 53 см. Радиус скругления окончания равен 1,5 см.
На основании предварительных расчетов рассматривались три варианта расположения ДЭ: ДЭ охватывает 2; 2,5; 3 блока. Значения напряженности электрического поля на поверхностях электродов вычислялись для коммутационного импульса U= 440 кВ. Своего максимального значения напряженность электрического поля достигает на поверхности ДЭ в точке 1 и равна 120—125 кВ/см для трех вариантов. Значение допустимой напряженности Е = 143 кВ/см. д    
Значения емкостей дополнительных конденсаторов для выравнивания распределения напряжения приведены в таблице. Здесь же даны значения коэффициента неравномерности распределения напряжения, равные отклонению максимального падения напряжения на блок от равномерного без включения дополнительных конденсаторов:

Значения коэффициента неравномерности определялись на основании расчета распределения напряжения по элементам емкостной схемы ОПНЭ. Наличие ОЦР учитывалось введением в схему замещения соответствующих емкостей.
Емкости дополнительных конденсаторов (пФ) и коэффициент а.

Необходимо обратить внимание на существенное изменение суммы дополнительных емкостей при изменении длины экрана, тогда как коэффициент неравномерности остается практически постоянным. Это означает, что в качестве одного из критериев оптимизации конструкции ОПНЭ следует принять обеспечение минимума суммы емкостей дополнительных конденсаторов.
Из данных таблицы следует, что оптимальным является ДО. охватывающий 2.5 блока.
Для сравнения в таблице1 приведены значения емкостей дополнительных конденсаторов для ОПНО без ДЭ (рис. 1). При лом рассматривались два диаметра бака 70 и 50 см. Своего максимального значения напряженность электрического поля достигает в точке 1.  Для снижения напряженности до уровня допустимой (Е= 143 кВ/см) радиус скругления верхней части
первого цилиндрического экрана был принят равным 1 см. В этом случае значения максимальной напряженности составляют 120 и 131 кВ/см для двух вариантов соответственно. Отметим, что уменьшение диаметра бака на 25 % приводит к росту суммарной емкости дополнительных конденсаторов на 55 %.
Расчетный ряд емкостей, обеспечивающих равномерное распределение напряжения в аппарате с ДО оптимальной длины, заменяется набором из трех конденсаторов с номинальными емкостями

Такое включение конденсаторов позволяет получить среднее значение коэффициента неравномерности а = = 1,07. При расчете функции распределения принят закон равномерной плотности для значений номинальных емкостей реально используемых конденсаторов, имеющих разброс ± 20 %. Функция распределения представлена на рис. 3. Установлено, что максимальное значение коэффициента неравномерности распределения напряжения не превосходит а = 1,12 с вероятностью 0,999.
В данном примере максимальное значение коэффициента неравномерности, полученное с учетом отклонения номинальных значений емкостей, не превосходит заданного значения. Вместе с тем, опыт расчетов показывает, что для отдельных конструкций максимальное значение а может быть больше заданного. Поэтому учет разбросов номинальных значений емкостей шунтирующих конденсаторов представляется необходимым.

Выводы.

  1. Минимальный диаметр бака может быть получен только при использовании дополнительных конденсаторов в качестве средства регулирования распределения напряжения.
  2. Минимум емкостей дополнительных конденсаторов, включаемых для получения равномерного распределения напряжения, обеспечивается установкой дополнительного цилиндрического экрана оптимальной длины.
  3. Разработана методика расчета ОПНЭ, включающая электрический расчет элегазовой изоляции, выбор средств регулирования распределения напряжения, расчет коэффициента неравномерности с учетом реальных значений емкостей.

Список литературы

  1. А. с. 1192536. Ограничитель перенапряжений / В. А. Волькенау, Г. В. Антонова, Η. Н. Туркова//Открытия. Изобретения. 1990 № 39.
  2. Бортник И Μ. Физические свойства и электрическая прочность элегаза. М.: Энергоатомиздат, 1988.
  3. Елисеев Ю. В., Колечицкий Е. С. Оптимизация размеров и положения в цилиндрической оболочке высоковольтных металлических экранов // Изв. вузов. Энергетика. 1984. № 5.
  4. Белоедова И. Н., Колечицкий Е. С. Расчет емкостей для заданного распределения напряжения по элементам высоковольтных конструкций // Электричество. 1984 .V 2. С.23—28.
  5. Белоедова И. Н. Регулирование распределения напряжения в ограничителях перенапряжений СВН. Перспективные ограничители перенапряжений для систем сверхвысокого напряжения // Тр. ВЭН. 1987. С. 70—80.
Метки: ОПН | элегазовый |


 
« Оптимизация конструкции ОПН для загрязненной атмосферы   Опыт работы АО Мосэнерго в области лицензирования »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.