close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Презентация

код для вставкиСкачать
Мобильный испытательный комплекс
на основе взрывомагнитных
генераторов
Разработчик: Объединённый Институт высоких температур РАН
При участии: Институт проблем химической физики РАН,
ОАО "ЭНИН", ООО НПФ"ЭЛНАП«, ОАО «ВНИИЭ»
Способы генерации высоковольтных импульсов
ГИН
Напряжение, МВ
Запасаемая энергия, МДж
Габариты (высота), м
Вес, т
- 110
- до 0,5
- до 50
- до 100
Спиральный ВМГ
Напряжение, МВ
Генерируемая энергия, МДж
Вес ВМГ, кг
Размеры ВМГ ( L), м
Вес установки, т
Габариты установки:
длина, м
высота, м
- 15 (10)
- 120
- 50 200
-12
- 9 18
-79
- 4 (7)
НТС ЕЭС
2
Принцип работы ВМГ
С
L
R
С
L
R
L0 L Г ,
н 0,
I
н
I
0
L
L
0
н
f
,
E
н
E
0
L
L
0
н
2
f 1
,
f 0 ,8 0 ,9
Если LГ = 20 мкГн, Lн = 100 нГн, f = 0,8 kЕ = 24
НТС ЕЭС
3
Базовая схема согласования "ВМГ - нагрузка"
НТС ЕЭС
4
ЭТАП 1
2005 г.
Создан макетный образец МИК.
Проведены испытания на подстанции
"Донино".
Назначение установки:
- испытание систем молниезащиты
энергетических объектов (ПС, ОРУ и т.п.)
- определение безопасного расстояния до
цепей управления;
- измерение импульсных характеристик
грунтов.
НТС ЕЭС
5
Макетный образец мобильного
испытательного комплекса на основе ВМГ
WВМГ 100 кДж
Uвых 800 кВ
Lн 100 мкГн
Rн 10 Ом
НТС ЕЭС
6
Размещение макетного образца МИК на
территории ОРУ ПС «Донино», 110 кВ
НТС ЕЭС
7
Выводы
Для испытания энергообъектов типа
подстанции необходимо обеспечить следующие
параметры импульса экспериментального
образца МИК:
Uр 2 МВ
ф 10 мкс
НТС ЕЭС
8
ЭТАП 2
Основное содержание работ 2006 г.
Проведение испытаний макета опоры ВЛ на полигоне
ИПХФ РАН с применением макетного образца МИК
Разработка РКД на экспериметральный образец МИК
(разработка состава и компоновки комплекса,
сборочных единиц, РКД на взрывную камеру,
экспериментальный образец ВМГ, экспериментальный
образец силового ИТ).
Разработка методики натурных испытаний на
грозоупорность ВЛ с высокими сопротивлениями
заземления опор. Апробация методики на макете
опоры в условиях полигона. Разработка методики
измерения импульсных характеристик грунта.
НТС ЕЭС
9
Схема эксперимента с макетом опоры ЛЭП
1. МИК, макетный образец.
2. Макет опоры, h = 11 м.
3. Линейный заземлитель,
R = 24 Ом.
4. Провод, S = 5 мм2, медный.
5. Заземлитель провода.
6. Дополнительный заземлитель.
7. Провода к заземлителю
8. Провода на опору (верхняя
точка изолятора).
9. Три стеклянных подвесных
изолятора.
10. Твердотельный замыкатель.
11. Пояса Роговского.
12. Пост управления МИК.
13.
- точки измерения
потенциала.
14. Малоиндуктивный шунт,
R 1 Ом.
15. Оптоволоконные линии.
НТС ЕЭС
10
Реальные условия эксперимента
(L ~ 60 мкГн, R ~ 24 Ом + 18 Ом)
Макет опоры
Изоляторы
МИК
ГИН
НТС ЕЭС
11
Реальные условия эксперимента (общий вид)
НТС ЕЭС
12
Реальные условия эксперимента
Осциллограмма
импульса тока,
сформированного
МИК при работе на
нагрузку
НТС ЕЭС
13
Уточненные параметры МИК
При испытаниях на грозоупорность опор ВЛ с
высоким сопротивлением грунта для объектов
характерны следующие параметры:
L 200 мкГн
R 100 Ом
Необходимое напряжение, создаваемое МИК:
Uр 4 МВ
НТС ЕЭС
14
Компоновка экспериментального образца
генератора импульсных токов в фургоне
Шасси 8 8 на базе
Урал 532362
Система выравнивания
автомобиля с выдвижными балками
и поворотными аутригерами
НТС ЕЭС
15
Расположение ВМГ во взрывной камере
НТС ЕЭС
16
Взрывная камера «Лаванда-2»
НТС ЕЭС
17
Принцип построения импульсного трансформатора
1 – Первичная обмотка L1
2 – Вторичная обмотка L2
3 – Полиимиднофторопластовый каркас
4 – Синтетическая
изоляционная жидкость,
насыщенная SF6
L1 0,4 мкГн
L2 1600 мкГн
Lн 100 - 200 мкГн
kтр 60
НТС ЕЭС
18
Проходные изоляторы
НТС ЕЭС
19
Система управления и электроснабжения МИК
Условные обозначения
- линии электросиловых связей
- линии системы управления и
контроля
- волоконно-оптические линии связи
АС
ИБП
- аналоговый сигнал
- источник бесперебойного питания
БУ
- блок управления
ЗУ
- зарядное устройство
БС
- блок синхронизации
БАЦП
- блок аналогово-цифровых
преобразований
ВР
- вакуумный разрядник РВУ-47
ЕН
- емкостной накопитель
ЕНПД
Параметры ЕН:
W0
m
Uр
суд
- емкостной накопитель подрыва
детонатора
УК
управляющий компьютер
СК
схема коммутации
НТС ЕЭС
- 160 кДж
- 1,6 т
- 80 кВ
- 50 мкФ
20
Весовые параметры
экспериментального образца генератора
импульсных токов на основе ВМГ
Характеристики составных частей установки:
Энергия в нагрузке ~ 1 МДж энергия ВМГ 2 3 МДж масса ВВ - 4 кг
Вес взрывной камеры
Вес импульсного трансформатора
Вес емкостного накопителя
Вес фургона
– 3,0 т
– 2,4 т
– 1,6 т
– 2,0 т
Общий вес установки – около 9 т, значит, с учетом запаса по
проходимости = 0,8, необходим автомобиль грузоподъемностью
не менее 12 т
НТС ЕЭС
21
Состав экспериментального образца МИК
Основной автомобиль с генератором
импульсных токов.
Автомобиль для размещения выносного
пульта управления и жилого отсека.
Автомобиль доставки взрывчатых
материалов.
НТС ЕЭС
22
Электрическая схема
НТС ЕЭС
Этап 3
23
Схема без размыкателя
Ток ВМГ и ожидаемый ток нагрузки (50 Ом)
4000
50
3500
40
3000
I, кА
2500
кА
2000
30
20
1500
1000
10
500
0
0
-5 0
-5 0 0
0
50
100
150
200
250
300
350
0
50
100
150
200
t, мкс
м кс
НТС ЕЭС
24
Ожидаемые параметры для схемы без
размыкателя (Lнагр 200 мкГн, WВМГ 2 МДж, ф 15 мкс)
Сопротивление
нагрузки, Ом
Амплитуда
тока в
нагрузке, кА
Напряжение
на нагрузке,
МВ
Энергия в
нагрузке,
кДж
2
68
0,6
1150
5
64
0,8
1080
10
59
1,1
1010
20
50
1,6
970
50
41
2,5
740
100
33
3,6
550
100 (3 МДж)
37
4,0
750
50 (2 МДж + 2 МДж)
70
4,4
1480
НТС ЕЭС
25
ВМГ, снаряженные ЭВВ
Этап 4
Компоненты, используемые для приготовления ЭВВ,
не являются сами по себе взрывчатыми веществами
Приготовление ЭВВ и заполнение им ВМГ может
производиться на месте применения
Параметры взрыва (плотность энергии, скорость
детонации и пр.) ЭВВ близки к параметрам тротила и
насыпного гексогена
ЭВВ может инициироваться от электрического взрыва
проводников
НТС ЕЭС
26
Приготовление эмульсионного ВВ
Состав ЭВВ
Раствор окислителя
нитрат аммония (НА)
вода (дистиллированная)
%
77,00
15,00
Фаза горючего
индустриальное масло
эмульгатор
6,9
1,1
Сенсибилизатор
стеклянные микросферы
1,15
(сверх 100 %)
НТС ЕЭС
27
ВМГ, снаряженный ЭВВ
WВМГ 2 МДж
LL 200 мкГн
UL 4 МВ
IL 30-75 кА
Ток в нагрузке 50 Ом (расчет)
--- без учета искровых процессов
- - с учетом искровых процессов
НТС ЕЭС
28
Производная тока и ток от ВМГ с ЭВВ в
нагрузке (Lнагр = 150 нГн)
160
4000
140
3500
120
3000
2500
80
kA
I, кА
kA/мкс
dI/dt, кА/мкс
100
60
40
20
2000
1500
1000
0
0
200
400
600
800
1000
1200
500
-20
0
-40
0
-60
200
400
600
800
1000
1200
-500
t, мкс
мкс
t,мкс
мкс
НТС ЕЭС
29
Порядок применения МИК
Слаботочные испытания (ООО «ЭЛНАП»).
Доработка системы заземления,
R 30 - 60 Ом.
Выбор типичных опор (грунт, тип заземлителя
и т.п.).
Сильноточные испытания с помощью МИК.
Подготовка заключения об уровне
грозоупорности ВЛ.
НТС ЕЭС
30
Подключение МИК к опорам ЛЭП в
полевых условиях
НТС ЕЭС
31
Заключение
Разработан проект мобильного испытательного
комплекса. Комплекс способен генерировать на
индуктивно-омической нагрузке типа заземлителя опоры
ВЛ импульс тока амплитудой не ниже 40 кА, напряжением
на уровне 4 МВ с фронтом тока 10 – 15 мкс.
Комплекс может быть исполнен в составе двух
автомобилей повышенной проходимости. Автономность
работы комплекса до двух недель с запасом генераторов
не менее 24 шт.
В составе комплекса предполагается применение ВМГ
на основе эмульсионных взрывчатых веществ безопасных
при транспортировке, хранении и подготовке к пуску. ВМГ
на эмульсионных взрывчатых веществах предполагается
использовать впервые.
Выходная энергия комплекса может быть увеличена до
10 МДж и более.
НТС ЕЭС
32
Спасибо за внимание
Шурупов Алексей Васильевич
тел.: 8 – (245) – 23716;
e-mail: shurupov@fites.ru
Основные технические характеристики импульсных
конденсаторов с высокой удельной энергией
компании "Русская технологическая группа" (Россия)
Тип
конденсатора
Емкость,
мкф
Масса,
кг
Напряжение,
кВ
Индуктивность,
нГн
Габариты, мм
Ресурс,
циклов
Удельная
энергия,
Дж/г
Частота,
Гц
КПИ-8-240
240
31
≤8
85
450х150х326
10000
0,3
≤ 1,0
КПИ-25-26
26
31
≤ 25
85
450х150х326
10000
0,3
≤ 1,0
КПИ-33-15
15
31
≤ 33
85
450х150х326
10000
0,3
≤ 1,0
КПИ-42-10
10
31
≤ 42
85
450х150х326
10000
0,3
≤ 1,0
КПИ-50-7
6,9
31
≤ 50
85
450х150х326
10000
0,3
≤ 1,0
КПИ-75-3
3
31
≤ 75
85
450х150х326
10000
0,3
≤ 1,0
1,7
31
≤ 100
85
450х150х326
10000
0,3
КПИ-100-1,7
≤ 1,0
Емкость конденсатора может отклоняться в пределах 10 % от номинала.
Под
индуктивностью
подразумевается
собственная
индуктивность
конденсатора. Максимальный ток конденсатора – 100 кА. Ресурс указан для
случая разрядки на нагрузку с переплюсовкой напряжения (реверсом
напряжения) не более 10 % и температурой окружающей среды 20С.
НТС ЕЭС
34
Основные технические характеристики импульсных
конденсаторов с высокой удельной энергией
компании "Iсar" (Италия)
НТС ЕЭС
35
Документ
Категория
Презентации по физике
Просмотров
42
Размер файла
6 984 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа