Вплив гармонік напруги на частоту слідування імпульсів часткових розрядів

Автор(и)

  • Yevgeniy Trotsenko Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0001-9379-0061
  • Volodymyr Brzhezitsky Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0002-9768-7544
  • Olexandr Protsenko Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0002-7719-3336
  • Vadim Chumack Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0001-8401-7931
  • Yaroslav Haran Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0003-3242-9218

DOI:

https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.126626

Ключові слова:

схемотехнічне моделювання, частковий розряд, гармоніки напруги, фазовий кут, частота слідування імпульсів

Анотація

Об'єктом дослідження є процеси часткового розряду, що моделюються при впливі несинусоїдальної напруги. В контексті дослідження вплив гармонік напруги на часткові розряди, коефіцієнт спотворення синусоїдальності кривої напруги може використовуватися тільки для грубої оцінки. Причина, цього полягає в тому, що коефіцієнт спотворення синусоїдальності кривої напруги не враховує фазові кути окремих гармонійних складових напруги. При несинусоїдній напрузі (c коефіцієнтом спотворення синусоїдальності кривої напруги 10 % і більше) інтенсивність часткових розрядів в ізоляції зростає. Однак при менших значеннях коефіцієнта спотворення синусоїдальності кривої напруги гармоніки також можуть впливати на характеристики часткових розрядів. Для вирішення поставленого завдання необхідно провести дослідження, збільшивши кількість врахованих гармонік напруги. Для цього можна використовувати відому трьох-ємкісну схему заміщення діелектрика з газовим включенням, внісши відповідні зміни в джерело напруги.

Проведено дослідження моделі з використанням спільно з гармонікою основної частоти, гармонік напруги з 2-ї по 30-у включно. Встановлено, що при фіксованій амплітуді фазовий кут гармонік напруги має вирішальний вплив на кількість імпульсів часткових розрядів. При наявності гармонік напруги ця кількість може виявитися такою ж, як і при впливі ідеальної синусоїдальної напруги. Також вона може виявитися на 14,3 % менше і на 14,3 % або на 28,6 % більше. При цьому у всіх випадках коефіцієнт спотворення синусоїдальності кривої напруги залишається одним і тим ж. Проведено експериментальне дослідження можливості використання високовольтних еталонних індуктивних трансформаторів напруги для вимірювання несинусоїдальності напруги. Встановлено, що це доцільно для області максимального значення магнітної проникності їх магнітопроводів, що відповідає діапазону 80–120 % номінальної напруги трансформатора.

Мобільні лабораторії для повірки високовольтних трансформаторів напруги на місцях їх експлуатації при доповненні відповідною апаратурою одночасно можуть бути використані для вимірювання ряду показників якості електроенергії.

Біографії авторів

Yevgeniy Trotsenko, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра техніки і електрофізики високих напруг

Volodymyr Brzhezitsky, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Доктор технічних наук, професор

Кафедра техніки і електрофізики високих напруг

Olexandr Protsenko, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра техніки і електрофізики високих напруг

Vadim Chumack, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра електромеханіки

Yaroslav Haran, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Асистент

Кафедра техніки і електрофізики високих напруг

Посилання

  1. Florkowski, M., Florkowska, B. (2006). Distortion of partial-discharge images caused by high-voltage harmonics. IEE Proceedings – Generation, Transmission and Distribution, 153 (2), 171–180. doi:10.1049/ip-gtd:20050008
  2. Florkowski, M., Florkowska, B., Furgal, J., Zydron, P. (2013). Impact of high voltage harmonics on interpretation of partial discharge patterns. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 20 (6), 2009–2016. doi:10.1109/tdei.2013.6678848
  3. Trotsenko, Ye., Brzhezitsky, V., Protsenko, O., Chumack, V., Haran, Ya. (2018). Simulation of partial discharges under influence of impulse voltage. Technology Audit and Production Reserves, 1 (1 (39)), 36–41. doi:10.15587/2312-8372.2018.123309
  4. Gemant, A., Philippoff, W. (1932). Die Funkenstrecke mit Vorkondensator. Zeitschrift für Technische Physik, 13 (9), 425–430.
  5. Lemke, E. (2012). A critical review of partial-discharge models. IEEE Electrical Insulation Magazine, 28 (6), 11–16. doi:10.1109/mei.2012.6340519
  6. Deng, J., Wang, M., Zhou, Y., Zhou, Z., Zhang, Y., Zhang, L., Liu, X. (2016). Partial discharge characteristics of uniform gap in oil-impregnated paper insulation under switching impulse voltage. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 23 (6), 3584–3592. doi:10.1109/tdei.2016.005508
  7. Gunawardana, S. D. M. S., Kanchana, A. A. T., Wijesingha, P. M., Perera, H. A. P. B., Samarasinghe, R., Lucas, J. R. (2015). A Matlab Simulink model for a partial discharge measuring system. Electrical Engineering Conference, 29–34.
  8. Arief, Y. Z., Izzati, W. A., Adzis, Z. (2012). Modeling of Partial Discharge Mechanisms in Solid Dielectric Material. International Journal of Engineering and Innovative Technology, 1 (4), 315–320.
  9. Patel, U. D., Patel, J. A., Patel, H. R. (2015). Simulation and mathematical analysis of partial discharge measurement in transformer. International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, 5 (1), 585–592.
  10. Florkowska, B., Florkowski, M., Zydron, P. (2007). The Role of Harmonic Components on Partial Discharge Mechanism and Degradation Processes in Epoxy Resin Insulation. IEEE International Conference on Solid Dielectrics, 560–563. doi:10.1109/icsd.2007.4290875
  11. Micro-Cap 11. Electronic Circuit Analysis Program. Reference Manual. (2014). Sunnyvale: Spectrum Software, 1040. Available at: http://www.spectrum-soft.com/down/rm11.pdf
  12. Brzhezytskyi, V. O., Brzhezytskyi, V. V., Voloshchenko, V. V., Kikalo, V. M., Masliuchenko, I. M., Trotsenko, Ye. O. (2007). Etalonni vysokovoltni transformatory napruhy toroidalnoho typu. Metrolohichne zabezpechennia obliku elektrychnoi enerhii v Ukraini. Kyiv: AVEHA, 96.
  13. Brzhezytskyi, V. O., Brzhezytskyi, V. V., Isaiev, V. V., Kikalo, V. M., Lapchenko, A. M., Masliuchenko, I. M., Trotsenko, Ye. O. (2007). Mobilna povirochna laboratoriia klasiv napruhy 0,22…110 kV. Metrolohichne zabezpechennia obliku elektrychnoi enerhii v Ukraini. Kyiv: AVEHA, 202–204.
  14. Brzhezytski, V. O., Garan, Y. O., Maslychenko, I. M. (2013). Transforming the higher harmonic components of the electromagnetic transformers (experimental study). Scientific Works of National University of Food Technology, 49, 98–103.
  15. Anokhin, Y. L., Brzhezitsky, V. O., Haran, Y. O., Masliuchenko, I. M., Protsenko, O. P., Trotsenko, Y. O. (2017). Application of high voltage dividers for power quality indices measurement. Electrical Engineering & Electromechanics, 6, 53–59. doi:10.20998/2074-272x.2017.6.08

##submission.downloads##

Опубліковано

2017-12-28

Як цитувати

Trotsenko, Y., Brzhezitsky, V., Protsenko, O., Chumack, V., & Haran, Y. (2017). Вплив гармонік напруги на частоту слідування імпульсів часткових розрядів. Technology Audit and Production Reserves, 2(1(40), 37–44. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.126626

Номер

Том 2 № 1(40) (2018): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Електротехніка та промислова електроніка: Оригінальне дослідження

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Yevgeniy Trotsenko, Volodymyr Brzhezitsky, Olexandr Protsenko, Vadim Chumack, Yaroslav Haran

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.