Лабораторная №4

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИСТЕТ»

Инженерная школа энергетики

Отделение электроэнергетики и электротехники

Лабораторная работа №4

ХАРАКТЕРИСТИКИ КОРОНЫ НА ПРОВОДАХ ПРИ ПЕРЕМЕННОМ НАПРЯЖЕНИИ

Выполнил студент группы 5А8Д _______________ Нагорнов А.В.

(дата) Сучков М.А

Сироткин Т.Э.

Орешков Д.Г.

Панов И.В

Проверил к.т.н., _______________ Мытников А.В.

доцент ОЭЭ ИШЭ (подпись)

_______________

(дата)

Томск-2021

Цель работы: ознакомиться с основными характеристиками короны на переменном напряжении и методикой их определения.

Ход работы:

Рисунок 1 – Электрическая схема опыта:

Методика регистрации напряжения зажигания короны	Радиус провода, мм
	r1=0,3
По кривой тока	13, кВ
По вольт-амперной характеристике	12, кВ
По вольт-кулоновой характеристике	14, кВ

Рис 1 - Отсутствие (слева) и наличие (справа) короны по кривой тока

Рис 2 - Отсутствие (слева) и наличие (справа) короны по ВАХ

Рис 3 - Отсутствие (слева) и наличие (справа) короны по ВКХ

Вывод: В ходе лабораторной работы были определены напряжения зажигания короны на проводах при переменном напряжении тремя методиками: по кривой тока, вольт-амперной и вольт-кулоновой характеристиках. Значения напряжений зажигания короны, полученные тремя разными методами, достаточно близки. Это говорит о том, что методики измерения одинаково точны. Также при проведении работы мы научились определять появление короны на проводах по изменениям форм кривых характеристик на экране осциллографа.

Контрольные вопросы:

1. Пояснить, как влияет интенсивность осадков на потери энергии при короне.

Различные атмосферные условия существенно влияют на коронирование проводов ЛЭП, приводя к повышению уровня потерь мощности на корону. Рекомендовано разделить все многообразие погодных условий на четыре группы: хорошая погода (без осадков), дождь (включая мокрый снег и морось), сухой снег и изморозь (включая гололед и иней). Среднегодовые потери на корону для линий электропередачи определяются суммированием потерь по группам погоды с учетом продолжительности каждого вида погоды вдоль трассы проектируемой линии:

,

где – относительная продолжительность i-й группы погоды за год;

– среднегодовая мощность потерь при i-й группе погоды.

Рисунок 4. Зависимость коэффициента погоды от интенсивности дождя

Из данной зависимости видно, что с увеличением интенсивности дождя уменьшается коэффициент погоды , который используется в формуле для определения напряжения возникновения короны:

Таким образом, мы видим, что снижается напряжение возникновения короны, что в свою очередь ведет к увеличению потерь на корону, это видно из формулы:

Таким образом мы видим, что увеличение интенсивности осадков и их продолжительности ведет к увеличению потерь энергии на корону.

2. Пояснить, какой благоприятный эффект оказывает корона на ЛЭП в случае возникновения волн перенапряжений.

Возникновение короны сопровождается увеличением емкости линии. Так как емкость не может зарядиться мгновенно, броски напряжения будут сглаживаться емкостью самой линии.

3. Какой вид разряда представляет корона?

Коронный разряд – один из видов самостоятельного разряда, возникающий в широком диапазоне давлений – от сотен долей Па до атмосферного и выше. Обязательным условием существования короны является значительная неоднородность электрического поля ( ), возникающего в разрядном промежутке при приложении к его электродам напряжения.

4. Какие неблагоприятные эффекты вызывает корона?

Когда короны на проводе нет, потери энергии отсутствуют, так как энергия, затраченная источником на создание электрического поля в течение одного полупериода, в течение следующего полупериода полностью возвращается источнику.

При наличии короны источнику возвращается только часть этой энергии, определяемая зарядом на проводе, а энергия, связанная с объемным зарядом вблизи провода, примерно равная UQ_об/2, сохраняется в виде остаточного электрического поля, которое затем компенсируется зарядом противоположного знака в последующий полупериод.

5. Чем определяются потери энергии при коронировании на переменном напряжении?

Потери энергии на корону при переменном напряжении связаны с непрерывной перезарядкой чехла короны, которая происходит несинхронно с изменением напряжения. Потери энергии за один период можно определить как или , т. е. потери пропорциональны площади так называемой вольт-кулоновой характеристики. Вольт-кулоновая характеристика представляет собой зависимость мгновенного значения заряда от мгновенного значения напряжения источника и определяется геометрической емкостью линии.

Потери за единицу времени подсчитываются как

т.е. представляют собой площадь вольт-кулоновой характеристики, помноженную на частоту.

6. Что характеризует коэффициент гладкости провода и коэффициент погоды?

Критическое напряжение короны для хорошей погоды определяется плотностью воздуха, геометрией провода и коэффициентом гладкости его поверхности. На линиях электропередачи используются почти исключительно витые провода, на которых величины начального напряжения короны ниже, чем на цилиндрических проводах. Поэтому учитывают коэффициент гладкости витого провода, который представляет собой отношение начального напряжения короны на витом проводе к начальному напряжению короны на гладком цилиндрическом проводе равного радиуса при прочих равных условиях (одинаковые межэлектродные расстояния, одинаковая плотность воздуха, отсутствие осадков). Для всех проводов независимо от их диаметров была получена величина коэффициента гладкости =0,85 – 0,9. Различные атмосферные условия – дождь, снег, туман, повышенная влажность воздуха, иней, изморозь и гололед – существенно влияют на коронирование проводов линии электропередачи, приводя к повышению уровня потерь мощности на корону (по сравнению с этим уровнем для условий хорошей погоды). Это и характеризует коэффициент погоды .

7. На какие виды делится все многообразие погодных условий?

Многообразие погодных условий подразделяют на четыре группы: хорошая погода (без осадков), дождь (включая мокрый снег и морось), сухой снег и изморозь (включая гололед и иней).

8. Какой вид погоды вызывает наибольшие потери энергии?

Наибольшие потери в единицу времени возникают при изморози.

9. В чем отличие потерь энергии на местную корону и общую корону?

В местах повреждения поверхности провода и арматуры гирлянд, на элементах крепления, т.е. в точках местного усиления поля. Такую корону называют местной в отличие от общей короны, существующей на всей поверхности проводов при Е > Е_н.

10. Чем определяется и какова величина U_Ф/U_к для хорошей погоды?

При хорошей погоде U_к увеличивается, а отношение U_Ф/U_к становится меньше единицы. Это определяется меньшей возможностью конденсации влаги и льда на проводах.

11. Возможные пути снижения потерь на корону на линиях электропередачи.

Основным способом снижения потерь на корону является расщепление фазного провода. Это приводит к увеличению эквивалентного радиуса провода и, следовательно, к снижению потерь. Также можно использовать провода с вставкой диэлектрика для увеличения диаметра провода.