Схема регулировочного автотрансформатора. Испытательные установки постоянного тока. Графическое представление формы импульса напряжения, страница 4

Для получения высоких напряжений постоянного тока применяют различные выпрямительные установки. В схеме однополупериодного выпрямления вентиль VD проводит ток в течение промежутка времени t₁ - t₂  каждого полупериода. При этом конденсатор С заряжается от высоковольтного трансформатора Т. В промежутке времени от t₂ до t₁ вентиль заперт и конденсатор разряжается на сопротивление нагрузки R_n. Падение напряжения в элементах схемы и пульсация напряжения  обусловлены разрядом конденсатора С и определяются током нагрузки. По нормам МЭК пульсация  не должна превышать 5% от выпрямленного напряжения .

В схеме удвоения напряжения конденсатор С₁ заряжается примерно до амплитудного значения в те полупериоды, когда вентиль VD1 открыт. В полупериоды противоположной полярности открывается вентиль VD2 и конденсатор C2 оказывается включенным на сумму напряжений U_2m трансформатора Т и U_2m уже заряженного конденсатора С₁. На выходе схемы получается напряжение, по величине близкое к удвоенной амплитуде 2U_2m. При выборе вентилей нужно иметь в виду, что напряжение на них в непроводящую часть периода равно 2 U_2m.

Mожно получить схему умножения напряжения для получения постоянного напряжения свыше 200 кВ. Такая схема позволяет резко уменьшить габариты установки по сравнению с однокаскадными схемами выпрямления. Кривая напряжения на выходе схемы умножения имеет участок а с резким подъемом напряжения, соответствующий зарядке конденсаторов правой части схемы, участок плавного спада б, вызванный стеканием заряда с конденсаторов правой части схемы через нагрузку, и участок резкого уменьшения напряжения в, связанный с подзарядкой конденсаторов левой части схемы от конденсаторов правой части.

Рис.6.8.  Схема однополупериодной выпрямительной установки (а) и графики напряжений (б), тока (в) через вентиль VD

При С₁ = С₂ = С₃ = С₄ =... падение напряжения и пульсация  могут быть рассчитаны по выражениям

где I - среднее значение тока нагрузки, А; f- частота питающего напряжения, Гц; n - число ступеней, С - емкость ступени, Ф. Из уравнений видно, что с увеличением тока нагрузки и числа ступеней быстро растут как падение напряжения , так и пульсации , поэтому каскадные схемы применяют при сравнительно небольших токах нагрузки (порядка десятков миллиампер).

Рис.6.9 Схема выпрямителя с удвоением напряжения по отношению к земле.

Рис.6.10  Схема умножения.

Рис.6.11 Пульсация напряжения на выходе схемы

Снижение  и  возможно путем увеличения частоты питающего напряжения, а также параллельного соединения двух одинаковых схем.

 Импульсные испытательные установки и методы проведения испытаний

Одним из видов импульсных установок является генератор импульсных напряжений, который предназначен для воспроизведения импульсных воздействий грозового характера на изоляцию высоковольтного оборудования. По ГОСТ 1516.2-97 длительность фронта импульса Тф, определяемая как время, превышающее в 1,67 раза интервал времени Т между моментами, когда напряжение составляет 30 и 90% своего максимального значения, должна равняться 1,2±0,36 мкс, а длительность импульса Т_и определяемая как интервал времени между условным началом импульса О₁ и моментом когда напряжение понизилось до половины максимального значения, должна быть 50 ± 10 мкс.

Для исследования электрической прочности продольной изоляции трансформаторов, реакторов, электрических машин применяют стандартный срезанный грозовой импульс с предразрядным временем 2...5 мкс. Предразрядное время Тс определяется как интервал времени между условным началом импульса О₁ и моментом резкого изменения формы импульса.

Стандартный импульс напряжения 1,2/50 можно получить на установке, схема которой приведена на рисунке ниже.

Рис.6.12  Апериодический импульс напряжения

Рис.6.13  Апериодический импульс напряжения при срезе на амплитуде

Рис.6.14  Принципиальная схема многоступенчатого генератора импульсных напряжений

Конденсаторы С1, С2 и СЗ ГИН в процессе заряда через зарядные резисторы R₁-R₆ (по несколько десятков килоом каждый) подключаются параллельно к выпрямительной установке, содержащей вентиль VD и трансформатор Т.