Установки для одержання високих постійних напруг

Установки для одержання високих змінних напруг

Для одержання високих змінних напруг застосовуються однофазні високовольтні іспитові трансформатори на напругу до U_н = 1200 кВ. На великі напруги використовують каскадне з’єднання трансформаторів (U_н = 2200 кВ і більше).

Особливістю іспитових трансформаторів є:

1) короткочасність роботи;

2) відсутність атмосферних перенапруг;

3) наявність кидків струму й різких спадів напруги при пробоях і перекриттях випробуваних об'єктів.

Рис. 3.1. Конструкція однофазного трансформатора: 1 - магнітопровід, 2 - обмотка низької напруги, 3 - обмотка високої напруги, 4 - екран мідний, 5 - бар'єр електроізоляційний, 6 - шайби електроізоляційні

Як правило, між обмотками низької й високої напруг розташований мідний розрізаний екран, з'єднаний з баком трансформатора. Екран призначений для захисту обмотки низької напруги від наведення високих потенціалів при різких змінах напруги з боку високовольтної обмотки.

На напругу більше 1000 кВ застосовуються каскадне включення трансформаторів. Каскади трансформаторів звичайно складаються з 2-3 високовольтних іспитових трансформаторів, з'єднаних послідовно. Оскільки один вивід обмотки трансформатора з'єднаний з корпусом, то корпус кожного наступного трансформатора перебуває під високою напругою попереднього трансформатора. Отже, всі наступні трансформатори, крім першого, повинні бути ізольовані від землі й друг від друга.

Рис. 3.2. Спрощена схема з’єднання каскаду трансформаторів: 1 - 3 — високовольтні трансформатори, 4 — опорні ізолятори

Напруга на виході каскаду, що складається з n послідовно включених трансформаторів:

U_ВН = n´U₂ ,

де U₂ — напруга на виході першого трансформатора.

Установки для одержання високих постійних напруг

Постійну напругу часто використовують для випробувань конденсаторів, кабелів, що обертаються машин.

Для одержання високих напруг постійного струму використаються різні випрямні установки. Всі схеми випрямлення класифікуються по наступних ознаках:

1) за формою випрямленого напруги - одно- і двопівперіодні схеми;

2) за схемою з’єднання випрямлячів - мостова схема, послідовно-паралельні схеми;

3) по числу фаз - одне-, двох- і трифазні схеми;

4) схеми множення напруги.

Однопівперіодна схема випрямлення наведена на мал. 3.3.

Рис. 3.3. Однопівперіодна схема випрямлення: а), в) — без фільтра; б), г) — з фільтром; Т — високовольтний трансформатор; V — випрямляч; RН — опір навантаження; СФ — ємність фільтра

Випрямлення напруги без фільтра за схемою мал. 3.3, а дає велику глибину пульсацій випрямленої напруги (мал. 3.3, в). Наявність фільтра (мал. 3.3, б) зменшує глибину пульсацій (мал. 3.3, г) за рахунок підживлення від конденсатора С_Ф протягом часу негативного напівперіоду, коли випрямляч V закритий.

Двохпівперіодна мостова схема випрямлення наведена на мал. 3.4.

Чотири випрямлячі утворюють міст, в одну діагональ якого включається навантаження R_Н, а до іншої діагоналі підключається трансформатор. При "+" півперіоді відкриті випрямлячі V₁ і V₃, а при "-" півперіоді — V₂ і V₄. Отже, через навантаження протікає струм в одному напрямку протягом усього періоду змінного струму (мал. 3.4, а, в). Це основна перевага двохпівперіодної схеми випрямлення. Фільтр С_Ф зменшує глибину пульсацій випрямленої напруги (мал. 3.4, б, г).

Рис. 3.4. Мостова схема випрямлення: а), в) без фільтра, б), г) з фільтром

Включення однофазних схем випрямлення приводить до перекосу фаз в 3-х фазній мережі. Для виключення цього явища використають 3-х фазні схеми випрямлення (рис 3.5, а). Крім цього зменшуються пульсації випрямленої напруги (мал. 3.5, б), особливо із застосуванням фільтра С_Ф.

Рис. 3.5. Трифазна однопівперіодна схема випрямлення

Високі випрямлені напруги зручно одержувати за допомогою схем множення випрямленої напруги. Розрізняють:

1) схеми подвоєння;

2) схеми потроєння;

3) каскадні схеми множення напруги.

Найпростіша однопівперіодна схема подвоєння напруги наведена на мал. 3.6, а.

В один напівперіод (позитивний) випрямляч пропускає струм. Ємність І_з заряджається до U_m: обкладки мають полярність "+" і "-". У другому напівперіоді, коли змінилася полярність кінців обмотки трансформатора, напруга трансформатора "+" складеться з напругою на конденсаторі "-". На навантаженні виходить пульсуюче випрямлена напруга, що змінюється від нуля до 2U_m (мал. 3.6, б). Випрямляч виявляється також під подвійною напругою U_обр = 2U_m.

Рис. 3.6. Однопівперіодна схема подвоєння (а) і осцилограма напруги на навантаженні (б): 1 - фазна зміна напруга; 2 - подвоєна випрямлена напруга

Поиск по сайту: