Olaj-papír szigetelésű nagyfeszültségű kondenzátor időtartománybeli és frekvenciatartománybeli vizsgálata impulzusgenerátor modellezéséhez
A TDK dolgozatomban a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Nagyfeszültségű Laboratóriumában található áramlökő berendezés valós helyettesítő képének meghatározását tűztem ki célul. Ennek a valós villamos modellnek a meghatározása azért fontos, mert az áramlökő berendezést a laboratóriumban különböző vizsgálatokra használják és egy kívánt vizsgáló jelalak a valós helyettesítő kép ismerete nélkül nem egyezik meg a valós kiadott jelalakkal. Ha azonban ismerjük a helyettesítő képet és a vizsgált eszköz modelljét, akkor úgy tudjuk beállítani az áramlökő berendezés paramétereit, hogy a jelalak tényleg megegyezzen a szükségessel. Az áramlökő működésének egyik különlegessége ebből a szempontból, hogy az alkalmazott kondenzátorok olaj-papír dielektrikumának permittivitása az alkalmazott tartományban erőteljesen frekvenciafüggő.
A munkám kezdetén a laboratóriumban található berendezések felépítését, működését ismertem meg magyar és angol nyelvű szakirodalmak tanulmányozásán keresztül. Ezután az áramlökő berendezés lökőkondenzátorát kezdtem el vizsgálni, ezen végeztem el különböző méréseket. Az időtartománybeli méréseket bekapcsolási és kikapcsolási görbék felvételével kezdtem, majd egy (ebben a tartományban frekvenciafüggetlen) szén-dioxid szigetelésű kondenzátor segítségével áttöltési méréseket végeztem. A mérési eredményeket felhasználva Matlab segítségével szimulációkat végeztem. A mérési és a szimulált eredmények közötti különbségek alapján a Matlabba bevitt villamos helyettesítő képet finomítani tudtam és így egyre pontosabb eredményre jutottam.
Egy másik módszer segítségével frekvenciatartományban is végeztem méréseket. Ehhez egy szélessávú függvénygenerátort, a lökőkondenzátort, frekvenciafüggetlen ellenállást és oszcilloszkópot használtam. Sok különböző frekvencián megvizsgáltam az ellenállás és a kondenzátor feszültségét és feljegyeztem a köztük lévő fáziskülönbséget is. Ez alapján a lökőkondenzátorra az adott frekvenciára fel lehet írni egy soros vagy párhuzamos R-C helyettesítő képet, amely az addig már kialakult polarizációk hatását tartalmazza, a nagyobb időállandójúak hatását még nem. Így a sok R-C helyettesítő kép felhasználásával meg lehet határozni a permittivitás frekvenciafüggését és így fel lehet rajzolni egy valós helyettesítő képet a kondenzátorra, amely tartalmazza az összes polarizációs hatást.
szerző
-
Veres Dániel
Villamosmérnöki szak, alapképzés
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Dr. Cselkó Richárd
adjunktus, Villamos Energetika Tanszék