Презентация по изоляции

1.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине «Изоляция электротехнического оборудования высокого
напряжения и основы ее проектирования»
тема «Моделирование работы высоковольтной изоляции в программе FEMM»

2.

Моделирование опорного изолятора в программе FEMM
Таблица 1. Характеристики ОСК 16-220-46-2:
Номинальное
напряжение
Габаритные размеры
Длина изоляционной
части
Длина пути утечки
кВ
220
мм
мм
2000
1715
мм
5600
Рис. 1. Опорный изолятор типа ОСК 16-220-46-2

3.

Рис. 2. Модель ОСК 16-220-46-2 в программе Femm.

4.

Рис. 3. График распределения плотности потенциала в расчетной области
Рис. 4. График распределения напряженности электрического поля в
расчетной области.

5.

Рис. 5. График распределения потенциала вдоль изолятора
Рис. 6. График распределения напряженности вдоль изолятора.

6.

Смоделируем один из дефектов изолятора – пробой.
Рис. 8. Модель ОСК 16-220-46-2 с дефектом в программе Femm

7.

Рис. 9. График распределения плотности потенциала в изоляторе с дефектом.
Рис. 10. График распределения напряженности электрического поля в
изоляторе с дефектом.

8.

Рис. 11. График распределения потенциала вдоль изолятора с дефектом
Рис. 12. График распределения напряженности вдоль изолятора с дефектом.

9.

Моделирование подвесного изолятора в программе FEMM
Характеристики подвесного изолятора представлены в таблице 2.
Таблица 2.
Основные характеристики изолятора ЛК-70/220 УХЛ1:
Номинальное
напряжение
Строительная высота
Длина изоляционной
части
Габаритные размеры
Длина пути утечки
кВ
220
мм
мм
2045
1830
мм
мм
2045
4720
5550
Рис. 13. Линейный подвесной полимерный изолятор для ЛК-70/220 УХЛ1.

10.

Рис.14. Модель подвесного изолятора ЛК-70/35 УХЛ 1, выполненная в
программе Femm.

11.

Рис. 15. График распределения плотности потенциала в расчетной области
Рис. 16. График распределения напряженности электрического поля в
расчетной области

12.

Рис. 17. График распределения потенциала вдоль изолятора
Рис.18. График распределения напряженности электрического поля вдоль
изолятора

13.

Для решения второй части задания в проблеме «Электростатика» была построена
осесимметричная модель изолятора ЛК-70/220 УХЛ 1 с дугозащитными кольцами. Для
каждой области построенной модели заданы материалы и расставлены граничные условия.
Рис. 19. Модель подвесного изолятора ЛК-70/220 УХЛ 1 с дугозащитными
кольцами, выполненная в программе Femm.

14.

Рис. 20. График распределения плотности потенциала в расчетной области
Рис. 21. График распределения напряженности электрического поля в
расчетной области

15.

Рис. 22. График распределения потенциала вдоль изолятора с
дугозащитными кольцами
Рис. 23. График распределения напряженности электрического поля вдоль
изолятора с дугозащитными кольцами.

16.

Моделирование кабеля в программе FEMM
Основные
Таблица 3.
характеристика
напряж. сечени диам.
кВ
е
жилы,
мм
220
700
34,4
кабеля:
ПвКП2г
толщина,мм
экрана
по
жиле
0,32
диам.
по
проволк
ам
скольже
ния,мм
изол.
экрана
по изол.
17,5
0,65
76,3
3х35/25-220кВ
толщ нару
ина
ж
обол диам.
очки,
мм
3,3
84,9
масса
кабел обол
я
.
кг/км
22711 1010
0
Рис. 24. Конструкция одножильного высоковольтного кабеля ПвКП2г
3х35/25-220 кВ.

17.

Рис. 25. Модель кабеля ПвКП2г 3х35/25, 220 кВ в программе Femm.

18.

Рис. 26. График распределения плотности потенциала в расчетной области
Рис. 27. График распределения напряженности электрического поля в
расчетной области

19.

Рис. 28. График распределения потенциала в радиальном направлении
Рис. 29. График распределения напряженности в радиальном направлении

20.

Смоделируем водный триинг в изоляции кабеля
Рис. 30. Модель кабеля ПвКП2г 3х35/25, 220 кВ с водным триингом в программе Femm.

21.

Рис. 31. Распределение плотности напряжения модели силового кабеля на
220 кВ с дефектом в программе FEMM.

22.

Рис. 32 График распределения потенциала модели с дефектом в радиальном
направлении.
Рис. 33. График распределения напряженности модели с дефектом в
радиальном направлении.

23.

Моделирование трансформаторного ввода в программе FEMM
Характеристики высоковольтного трансформаторного ввода приведены в таблице 4.
Характеристики трансформаторного ввода на 220 кВ:
Радиус стержня
Длина воздушного конца
Длина масляного конца
Толщина фарфоровой
стенки
мм
мм
мм
мм
31
1976
687
30
Рис 35. Ввод конденсаторного типа с RIN- изоляцией с фарфоровой
покрышкой, заполненной маслом для трансформаторов. 220 кВ

24.

Рис. 36. Модель трансформаторного ввода на напряжение 220 кВ,
выполненной в программе FEMM.

25.

Рис. 37. Распределение плотности напряжения в модели трансформаторного
ввода на 220 кВ.
Рис. 38. Распределение напряженности электрического поля в модели
трансформаторного ввода на 220 кВ.

26.

Рис. 39. График напряжения модели.
Рис. 40. График напряженности модели.

27.

Построим модель трансформаторного ввода на напряжение 220 кВ с дефектом.
Рис. 41. Распределение плотности напряжения модели трансформаторного Рис. 42. Распределение напряженности электрического поля модели
ввода с БМИ на 220 кВ с дефектом.
трансформаторного ввода с БМИ на 220 кВ с дефектом.

28.

Рис. 43. График напряжения модели с дефектом.
Рис. 44. График напряжённости модели с дефектом.

29.

Заключение
В заключении можно сделать вывод, что:
1. Одной из главных причин возникновения дефектов в изоляторах –
коронные разряды, которые в дальнейшем разрушают ее. Для
диагностирования дефектов данного типа можно использовать
виброакустический метод под рабочим напряжением.
2. В кабелях одна из основных проблем – старение изоляции и дальнейшее
попадание воды. В случае наличия в изоляции водных триингов оценка
степени повреждения кабеля возможна лишь по изменению емкости кабеля.
3. Наличие коронного кольца на проходных полимерных изоляторах
напряжением 110 кВ помогает избавиться от разрядов, которые разрушают
изоляцию.
4. В высоковольтных трансформаторных вводах анализ масла проводится для
определения не только показателей качества масла, которые должны
соответствовать требованиям нормативно-технической документации.