Запропоновано новий тип високовольтних трансформаторів напруги тороїдального типу з розподіленою високовольтною обмоткою, який має переваги за індуктивністю розсіювання та масогабаритними показниками. Розроблено програми розрахунків найважливіших параметрів високовольтних трансформаторів напруги тороїдального типу. На підставі результатів експериментальних і теоретичних досліджень обгрунтовано допустимі напруженості електричного поля в ізоляції високовольтних малогабаритних трансформаторів напруги (ВМТН). Показано ефективність оптимізації ВМТН за критерієм мінімального об'єму активної частини, що дозволяє вдвічі та більше разів знизити даний показник у порівнянні з існуючими конструкціями. Доведено, що застосування тороїдальної конструкції ВМТН дозволяє створювати активні частини трансформаторів напруги класів 750 кВ і вище у безкаскадному виконанні. До наукового обігу введено критерій "багатофакторної електричної рівноміцності", що дозволяє визначати досягнення стану ефективного регулювання електричного поля малогабаритного високовольтного вводу трансформатора напруги. З використанням тороїдальної активної частини та високовольтного вводу з регулюванням електричного поля створено серію експериментальних зразків ВМТН на класи напруги 3; 6; 10; 110 кВ. Обгрунтовано схему заміщення трансформатора ЕТН-110. Зроблено розрахунки похибок ЕТН-110 та струму його холостого ходу, одержані результати узгоджуються з експериментальними даними. Доведено, що ВМТН тороїдального типу мають додаткові переваги у процесі створення комплексів трансформаторів напруги, що дозволяє відмовитися від використання обладнання проміжних класів напруги.

Розглянуто проблеми та питання трансформування вищих гармонічних складових напруги за допомогою електромагнітних трансформаторів, експериментально доведено суттєве спотворення трансформування вищих гармонічних складових напруги у випадку трансформації напруги промислової частоти. Надано рекомендації щодо визначення вищих гармонічних складових напруги у високовольтних електромережах.

Розглянуто питання визначення показників якості електроенергії за допомогою високовольтних подільників напруги (ВПН). Виконано аналіз реального розподілу ємностей елементів високовольтного плеча подільника напруги, розраховано вплив цього розподілу на характеристики подільника напруги. Надано рекомендації щодо зменшення максимальної похибки ВПН.

Досліджено режими напруги високовольтного каскадного генератора узагальненого типу з нелінійним навантаженням за допомогою аналітичного методу. Для нелінійного навантаження високовольтного джерела постійного струму розраховано його вихідну напругу та її нелінійну пульсацію в кінцевих виразах, що виконано вперше. На прикладі установки еталону високої напруги проведено верифікацію запропонованої теорії високовольтного каскадного джерела живлення.

Досліджено регулювання електричного поля (ЕП) котушки за допомогою профілювання поверхні її діелектричного каркасу з використанням послідовного симплекс-методу. Запропоновано методику й алгоритм регулювання ЕП котушки. Наведено результати розподілення індукованого й електричного потенціалів для одержаного профілю внутрішньої поверхні ізоляційного каркасу котушки. Одержане розходження індукованого та електричного потенціалів не перевищує допустимого значення ± 1 % і становить Δψ = - 0,9858 % від максимального значення потенціалу котушки. Результати можуть бути використані для створення котушок, значення індуктивності яких були б високостабільними в розширених діапазонах частот.

Розглянуто питання апроксимації вольтамперної характеристики обмежувачів перенапруг нелінійних у робочих режимах. Для аналітичного представлення вольтамперних характеристик обмежувачів перенапруг нелінійних запропоновано один загальний вираз. Для нелінійного регресійного аналізу використано паспортні дані обмежувачів перенапруг нелінійних, призначених для встановлення в електричних мережах України класів напруги 110 - 750 кВ. Одержаний аналітичний вираз надає можливість уніфікації розрахунків захисних рівнів обмежувачів перенапруг нелінійних за дії комутаційних і грозових перенапруг.

Індекс рубрикатора НБУВ: З264-047.5

Рубрики:

Електричні апарати. Електроапаратобудування

Шифр НБУВ: Ж69879 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розглянуто вплив неідентичності R-, C-елементів високовольтного плеча змішаного подільника напруги на його частотні характеристики. Одержано аналітичні вирази для дослідження впливу неідентичності елементів високовольтного подільника напруги, які можна застосовувати під час проектування подільників і вимірювання показників якості електричної енергії на високій напрузі. Показано, що виходячи з необхідності забезпечення певного рівня стабільності характеристик високовольтного подільника напруги, розкид ємностей конденсаторів його високовольтного плеча не повинен перевищувати +- 10 %, в той час як розкидом резистивних елементів до +- 1 % можна нехтувати. Одержані результати рекомендується використовувати у процесі створення стаціонарних і мобільних лабораторій визначення якості електричної енергії у високовольтних мережах.

Розглянуто вплив неідентичності резистивних та ємнісних елементів високовольтного плеча змішаного подільника напруги на його частотні характеристики. Одержано аналітичні вирази для дослідження впливу неідентичності елементів високовольтного подільника напруги за граничного дискретного розподілення цих елементів. Показано, що у разі даного дискретного розподілення резистивних та ємнісних елементів вплив їх неідентичності на амплітуди коливань амплітудо-частотної характеристики та фазо-частотної характеристики подільника напруги збільшується більше ніж у 5 разів по відношенню до "трикутного" розподілення параметрів елементів за рівних значень їх максимальних відхилень (від середніх значень). Одержані результати рекомендовано використовувати для оцінки "зверху" впливу неідентичності резистивних та ємнісних елементів високовольтного подільника напруги на його частотні характеристики.

Запропоновано високовольтний високочастотний реактор з регульованим розподіленням ємнісних струмів. Одержано систему рівнянь для розрахунку напруги та повного струму кожного витка реактора. Показано, що при досягненні розділення ємнісних та індуктивних кіл забезпечується висока стабільність характеристик реактора. Визначено умови, необхідні для досягнення високої стабільності характеристик реактора в широкому діапазоні частот. Результати можуть бути використані для створення високовольтних високочастотних котушок індуктивності, значення індуктивності яких були б високостабільними в розширених діапазонах частот, а також для покращення характеристик високочастотних загороджувачів.

Розглянуто конструктивні особливості високовольтних підвісних лінійних скляних тарілчастих ізоляторів. Проведено дослідження електричного поля ізолятора за допомогою його моделювання в програмному пакеті Comsol Multiphysics. Виявлена залежність граничних значень напруг на ізоляторі, при яких відбувається пробій включення (пори) у цементно-піщаній зв'язці, від діаметра пори. Запропоновано удосконалення конструкції ізолятора, виконання якого полягає у збільшенні радіуса заокруглення конічної частини стрижня. Показано, що при зміні радіуса заокруглення конічної частини стрижня ізолятора від 0,5 до 3,5 мм відбувається зменшення максимальної напруженості електричного поля та підвищення порогового значення напруги виникнення часткових розрядів у цементно-піщаній зв'язці, що забезпечить зниження рівня радіозавад ізоляторів. Результати можуть бути використані для створення нових конструкцій високовольтних лінійних тарілчастих ізоляторів з покращеними характеристиками по рівню радіозавад.

Одними з основних елементів, що визначають надійність передачі електроенергії від місць її виробництва до споживачів повітряними лініями електропередач є високовольтні ізолятори. Найбільш чутливою ланкою в оцінці якості ізоляторів є їхні рівні електромагнітних завад, які впливають на екологію навколишнього середовища, і, що особливо важливо в останній час, - на якість Інтернет-зв'язку, радіо- та телеефіру. Проведено аналіз стану досліджень питань підвищення технічних характеристик високовольтних тарілчастих ізоляторів, за яким встановлено, що для забезпечення вимог до рівня електромагнітних завад ізоляторів необхідне проведення дослідження напруженості електричного поля в їх цементно-піщаному закладенні. Попередньо показано, що найбільш напруженою в ізоляторі є область конічної частини стрижня ізолятора, де максимально проявляється дія електричного поля. Запропоновано вдосконалення конструкції ізолятора, виконання якого полягає у профілюванні конічної частини стрижня та одночасному забезпеченні еквівалентності моделей ізолятора за умовою рівності як напружень стискання, так і напружень зрізу цементно-піщаної зв'язки. Використовуючи розрахункову модель, проведено варіювання розмірів конічної частини стрижня, за яким отримано розрахункові геометричні параметри при профілюванні. Показано, що за запропонованого профілювання конічної частини стрижня ізолятора відбувається зменшення максимальної напруженості електричного поля в 2,14 разу. Експериментально підтверджено, що профілювання конічної частини стрижня ізолятора надасть змогу знизити рівень електромагнітних завад ізоляторів на 16 - 29 дБ за випробувальних напруг 10 - 30 кВ. Результати можуть бути використані для створення нових конструкцій високовольтних лінійних тарілчастих ізоляторів із покращеними характеристиками рівня електромагнітних завад.

Визначені закономірності змінення втрат електроенергії та коефіцієнта її передачі у лінійне активне навантаження при розряді на нього суперконденсатора за різних умов переривання розрядних струмів. Визначено вплив умов переривання розрядних струмів суперконденсатора на енергетичні характеристики розрядного кола з урахуванням того, що ємність суперконденсатора є функцією від напруги на його клемах. Водночас зважалося, що ця напруга може змінювати свою полярність. Розроблено математичну модель, яка враховує, що розрядний процес може мати як аперіодичний, так і коливальний характер. Модель була реалізована в пакеті програм Matlab/Simulink. Проведено порівняння енергетичних характеристик при розряді суперконденсатора та звичайного лінійного конденсатора на одне і те ж лінійне навантаження при однаковій початковій напрузі на цих конденсаторах. Встановлено, що енергія, що надходить у навантаження, при розряді суперконденсатора в 1,8 разу більша, ніж при розряді звичайного лінійного конденсатора, зарядженого до тієї ж напруги, проте коефіцієнти корисної дії (ККД) передачі енергії цих процесів практично однакові. Однак при примусовому перериванні розрядів як суперконденсатора, так і звичайного лінійного конденсатора, ККД передачі енергії в навантаження збільшуються, причому ККД при розряді суперконденсатора завжди вищий.