Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

VIVEM111 Váltakozó áramú rendszerek I. (3+0+0 f 4k) VIVEM111 Váltakozó áramú rendszerek I. (3+0+0 f 4k) 2013 készítette Dr.Berta István egyetemi tanár.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "VIVEM111 Váltakozó áramú rendszerek I. (3+0+0 f 4k) VIVEM111 Váltakozó áramú rendszerek I. (3+0+0 f 4k) 2013 készítette Dr.Berta István egyetemi tanár."— Előadás másolata:

1 VIVEM111 Váltakozó áramú rendszerek I. (3+0+0 f 4k) VIVEM111 Váltakozó áramú rendszerek I. (3+0+0 f 4k) 2013 készítette Dr.Berta István egyetemi tanár és Dr Szedenik Norbert egyetemi docens Dr. Horváth Tibor professzor emeritusz és Dr. Németh Endre egyetemi docens könyvei és előadásai felhasználásával Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Villamos Energetika Tanszék

2 I. A villamos erőterek jellemzői. Energia és erőhatások villamos erőterekben. Feszültségeloszlás szigetelőkön. A váltakozó villamos terek analitikus és numerikus számítása. II. Villamos szigetelőanyagok változó erőtérben. Vezetés és polarizáció, polarizáció spektrum. Szigetelésre kapcsolt váltakozó feszültség, vektorábrák, rétegezett szigetelések. A szigetelők villamos anyagjellemzői, azok frekvencia- és hőmérsékletfüggése. Villamos veszteségek (veszteségi tényező, dielektromos veszteségek). III. Váltakozó villamos erőterek előállítása és mérése. Kábelek és távvezetékek erőtere. Váltakozó feszültségű szigetelésvizsgálat. Feszültség- igénybevételek, próbafeszültségek. NF – I. – II. – III.

3 A villamos igénybevételre méretezés alapjai

4 U → E E max = f(U, geometria) E megengedett E üt E max  E megengedett = E üt / b

5 A biztonsági tényező látható biztonság: U pr / b látható = U üz látszólagos biztonság: U üt méretezési / b látszólagos = U üz valódi biztonság: U üt / b valódi = U üz

6 A biztonsági tényező ipari frekvencián:b: gáz1,2 … 2,0 folyadék1,5 … 3,0 szilárd2,0 … 5,0 lökőfeszültségen: lökési tényező: l: gáz1 … 1,5 folyadék1 … 2,0 szilárd2 … 3,0

7 rot E = 0 div D = ρ D = ε 0 E ε 0 = 8, As/Vm Vákuumban J = 0

8 Szigetelőanyag esetén D = ε 0 εE J = γE div(J + ∂D/ ∂t) = 0 dW/dV = 1/2 ED

9 Az elektrosztatika Gauss-tétele div D = ρ

10

11 Az eltolás szemléltetése

12 A térerősség és az erőhatás F = E q E = D / ε 0 ε → E = Q / A ε 0 ε = Q / 4 πεε 0 r 2 F = k Qq / r 2 COULOMB-törvény

13 Energia és potenciál dW = -qE dx

14 Energia és potenciál W AB = W A - W B

15 Energia és potenciál E = - dU/dx = - grad U E = - (∂U/ ∂x i + ∂U/ ∂y j + ∂U/ ∂z k) [E] = V / m

16 Laplace-Poisson egyenlet D = ε 0 εE = - ε 0 ε grad U - ε 0 ε div grad U = ρ ΔU = - ρ/ε 0 ε

17 Síkkondenzátor DA = Q E = Q / ε 0 ε A U AB = Q / (ε 0 εA) ∫ dx = Q a / ε 0 εA Q = ε 0 εA U / a

18 Síkkondenzátor kapacitása Q = CU

19 Síkkondenzátor kapacitása E = U / a [C] = As / V = F (farad)

20 Kondenzátor energiája dW = U dQ dQ = C dU dW = C U dU

21 Kondenzátor energiája és U = Ea

22 Pontszerű töltés erőtere

23 Gauss törvény Potenciál: R→hR→h

24 Pontszerű töltésekre visszavezethető erőterek Adott: U, geometria Kérdés: E, ha r b  x  r k

25 Végtelen hosszú egyenes vonaltöltés erőtere

26 Gauss törvény Potenciál: R→hR→h Végtelen hosszú egyenes vonaltöltés erőtere Értelmetlen!

27 Végtelen egyenes vonaltöltésre visszavezethető erőterek Adott: U, geometria Kérdés: E, ha r b  x  r k

28 Végtelen kiterjedésű töltött sík

29 Gauss törvény Potenciál: Végtelen kiterjedésű töltött sík

30 Több pontszerű töltésből álló rendszer

31

32 Erőterek többféle szigetelőanyaggal D = ε 0 εE D 1 = D 2

33 Erőterek többféle szigetelőanyaggal E 1 = E 2

34 Erőterek többféle szigetelőanyaggal és

35 Keresztirányú hengeres rétegezés

36 Keresztirányú rétegezés

37 Két közös tengelyű henger rétegezett szigeteléssel

38 Szigetelések gazdaságos kihasználása

39 Szigetelések gazdaságossága b x = U üt / U x

40 Szigetelés gazdaságossága  Szigetelés és a villamos gép ára  Szigetelés üzembiztonsága  Szigetelés élettartama

41 Biztonsági tényező  Nem a vizsgált anyagot építjük be  Előre nem látható igénybevételek  Labormérés körülményei eltérnek az üzemitől  Gazdaságosság

42 Névleges feszültség Műanyag szigetelésű kábelek árában a szigetelésre jutó részarány 10 kV10 % 20 kV15 % 35 kV20 % 120 kV38 %

43 Szigetelés kihasználtsága Akkor jó, ha minden pontban E üzemi = E megengedett Ez a gyakorlatban lehetetlen!

44 Szigetelések jobb kihasználtságát elősegítő módszerek 1) Kedvező alaptípus választása

45 Szigetelések típusai Beágyazott típusú szigetelés

46 Támszigetelő típusú szigetelés Szigetelések típusai

47 Részben beágyazott típusú szigetelés Szigetelések típusai

48 Szigetelések jobb kihasználtságát elősegítő módszerek 1)Kedvező alaptípus választása 2)Jól számítható elrendezés 3) Hengeres erőtérben: - optimális sugárarány választása - rétegzés

49 A legjobb kihasználás feltétele pontszerű töltésre visszavezethető erőtérben /’ r b

50 A legjobb kihasználás feltétele hengeres erőtérben

51 A szigetelések jobb kihasználását elősegítő módszerek E ε r = állandó

52 Szigetelések jobb kihasználtságát elősegítő módszerek 1)Kedvező alaptípus választása 2)Jól számítható elrendezés 3) Hengeres erőtérben: - optimális sugárarány választása - rétegzés 4)Homogén erőtérben: NE legyen rétegzés

53 A szigetelések jobb kihasználását elősegítő módszerek Példa: a sz = 4 mm  sz = 5 a lev = 0,2 mm  sz = 1 U n = 10,5 kV 

54 A szigetelések jobb kihasználását elősegítő módszerek Megoldás: E üt sz = 240 kV/cm E üt sz  E sz

55 Szigetelések jobb kihasználtságát elősegítő módszerek 1)Kedvező alaptípus választása 2)Jól számítható elrendezés 3) Hengeres erőtérben: - optimális sugárarány választása - rétegzés 4) Homogén erőtérben: NE legyen rétegzés 5) Gáz v. folyékony szigetelésben: burkolat a burkolat lehet: -szigetelő:  burkolat   környezet -fém:cél a görbületi sugár növelése

56 Nagy görbületű elektródok burkolása szigetelőanyaggal

57 Nagy görbületű elektródok burkolása fémmel (árnyékolás)

58 Szigetelések jobb kihasználtságát elősegítő módszerek 1)Kedvező alaptípus választása 2)Jól számítható elrendezés 3) Hengeres erőtérben: - optimális sugárarány választása - rétegzés 4) Homogén erőtérben: NE legyen rétegzés 5) Gáz v. folyékony szigetelésben: burkolat 6) Rövid idejű túlfeszültségek elleni védelem: - válaszfal (mindig szigetelő) - ernyő (fém vagy szigetelő)

59 Válaszfal

60

61 Ernyő

62 Szigetelések jobb kihasználtságát elősegítő módszerek 1)Kedvező alaptípus választása 2)Jól számítható elrendezés 3) Hengeres erőtérben: - optimális sugárarány választása - rétegzés 4) Homogén erőtérben: NE legyen rétegzés 5) Gáz v. folyékony szigetelésben: burkolat 6) Rövid idejű túlfeszültségek elleni védelem 7) Részben beágyazott alaptípus esetén a)Átalakítása beágyazottá b)Felület bevonása csökkentett ellenállású réteggel

63 Felületi térerősség csökkentése nagyellenállású vezetőréteggel

64 Szigetelések jobb kihasználtságát elősegítő módszerek 1)Kedvező alaptípus választása 2)Jól számítható elrendezés 3) Hengeres erőtérben: - optimális sugárarány választása - rétegzés 4) Homogén erőtérben: NE legyen rétegzés 5) Gáz v. folyékony szigetelésben: burkolat 6) Rövid idejű túlfeszültségek elleni védelem 7) Részben beágyazott alaptípus esetén a)Átalakítása beágyazottá b)Felület bevonása csökkentett ellenállású réteggel c) Potenciálvezérlő elektródok beépítése

65 Felületi térerősség csökkentése fóliaelektródok beépítésével

66 Szigetelések jobb kihasználtságát elősegítő módszerek 1)Kedvező alaptípus választása 2)Jól számítható elrendezés 3) Hengeres erőtérben: - optimális sugárarány választása - rétegzés 4) Homogén erőtérben: NE legyen rétegzés 5) Gáz v. folyékony szigetelésben: burkolat 6) Rövid idejű túlfeszültségek elleni védelem 7) Részben beágyazott alaptípus esetén a)Átalakítása beágyazottá b)Felület bevonása csökkentett ellenállású réteggel c) Belső potenciálvezérlő elektródok beépítése d) Külső potenciálvezérlő elektródok beépítése (végelzáró)

67 Felületi térerősség csökkentése kúpos potenciálvezérlő elektródokkal

68 KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!


Letölteni ppt "VIVEM111 Váltakozó áramú rendszerek I. (3+0+0 f 4k) VIVEM111 Váltakozó áramú rendszerek I. (3+0+0 f 4k) 2013 készítette Dr.Berta István egyetemi tanár."

Hasonló előadás


Google Hirdetések