高压电器综合实训
后视
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主视
第五章 线路短路故障恢复高压仿真试验
5.1任务目的：
通过高压电器中对于短路故障相关知识的学习，本次实训目的在于巩固和提高已有知识框架，通过matlab实验平台系统学习电力系统仿真的相关知识，完成相对短路故障恢复电压的计算与仿真。
5.2任务要求
（1）参考教材高压电器中短路故障的相关内容，特别市课本47页中表3-3
请参考辅导资料《电力系统的matlab/simulink仿真与应用》一书中第219页中电力系统机电暂态仿真一章，对下述书店系统以及输电线路的短路故障的短路电流波形和断路器两端的恢复电压波形进行仿真。
要求根据辅导资料的相关数据特别是输电线路长短和π型等值电路（23kv-110kv）、分布参数电路（220kv及以上）的相关指标进行计算和仿真，
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并将实验结果和仿真波形进行汇总。
（2）有关瞬态恢复电压的相关实验仿真。教材47-49页中，有关单相单频回路和单相双频回路的相关实验。系统参数的说明，以第一次实验为准，电源电压已知，rlc的相关参数可参考相应π型等值电路和其他电力系统仿真书籍进行合理设定。要求给出课本49页图3-21所示的电路波形。理论计算与仿真结果要进行验证性对照。
（3）实物测量与绘制工作
目的：要是元器件的选型、结构的布置，动热稳定性的校验。电气设计师利用autocad、ug等三维软件进行设计，设计图严格遵照标准进行绘制，以保证设计的科学性与合理性。
设计要求1：要求根据实验室、网上相关资料以及相关参考书籍，给出10kv开关柜的一次线路图、二次线路图等。
设计要求2：根据实测数据，要求给出10kv开关柜刨面的正视图、俯视图、左视图（有能力的给出立体图）。全部要求明确标记尺寸。
设计要求3：要求根据组别分别给出10kv ABB VD4断路器的正视图、俯视图、左视图，有时间的给出立体图。并标记相关尺寸，明确各个部件的名称。给出断路器相关分合闸的一次回路和二次回路匹配图。
设计要求4：根据前述的相关要求，各个小组需要完成10kv开关柜的等比例制作，绘制比例为1:20或者1:40。材料除了有机玻璃板材外，其他材料自备最后验收。
5.3绝缘子沿面放电实训
任务目的：通过高电压技术和高压电器中对局部放电和绝缘材料的相关知识学习，巩固已有知识，根据相关培训资料，进一步掌握局部放电的相关特点和绝缘子的疲劳测试实验。
实验器材：局部放电测试仪、复合绝缘子、陶瓷绝缘子、电力变压器、300kv无局放变压器。 5.4实验内容
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A实验的测试回路
B局部放电起始电压与熄灭电压之间的关系 C对不同层数瓷绝缘子局部放电试验的研究 D阴雨条件下与干燥环境条件下对比 5.41实验的测试回路
测试回路多用于试品电容比较小的情况，耦合电容Ck能够抑制部分外部干扰以及具有提高测试灵敏度的效果。Ck/Cx的比值越大，其灵敏度越高。实验当中的绝缘子其电容值也不是很大，为了提高实验的灵明度，故可采用串联回路来对绝缘子进行局部放电的实验。其中Zl为滤波阻抗，其有效滤除来自电源侧的干扰，Cs是对地的杂散电容，Cx为校准电容，U为脉冲发生器的校准电压。Z为检测阻抗。 5.42方波电压的校准
局部放电的脉冲电压波形为一个阶跃脉冲信号，校正用的脉冲电压信号应与局部放电的脉冲信号波形一致，这样才能保证校正的准确性。由于局部放电的脉冲信号为指数函数的阶跃信号，故校正用的电压信号可用方波来进行模拟。校正用的方波信号的电压为：
u?(1?e??t)
??ln9?上式中的a是方波电压的衰减系数。
其中，t是方波的陡度，一般是之波形从0.1Uo上升到0.9Uo所需要的时间，Uo是局部放电阶跃电压的稳态值。
然而，实际上实验室的JFD-301校准脉冲发生器已调节好脉冲陡度，不需要
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再进行调整。
5.43 局部放电起始电压与熄灭电压之间的关系
局部放电的起始电压指的是试品刚开始产生局部放电的时候所施加的电压，熄灭电压指的是试品局部放电消失时所对应的外施电压，现以10kv陶瓷绝缘子为例，研究起始放电电压与熄灭电压的关系。
每层进行五次实验，测得起起始电压与熄灭电压，每层共五组数据，取其平均值，得到如下起始电压与熄灭电压的关系表（上至下分别是陶瓷绝缘子1、2、3、4层时的数据）
5.44起始电压与熄灭电压关系表 起始放电电压（kv） 7.8 25.8 30.2 49.1
熄灭电压（kv） 5.7 20.3 27.8 46.4 两者之差（kv） 2.1 5.5 2.4 2.7
起始电压与熄灭电压关系（一）
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