Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


»сследование и определение расчетной




ЁЋ≈ “–»„≈— ќ… Ќј√–”« »

÷ель работы

»сследование процесса нагрева электрического кабел€ и трансформатора при измен€ющейс€ во времени нагрузке и определение их расчетных нагрузок.

 

“еоретические сведени€

ѕротекание тока нагрузки по элементу электрической сети приводит к его нагреву в результате потерь электроэнергии на активном сопротивлении. ѕри нагреве проводников в первую очередь страдает изол€ци€, затем контактные соединени€, а затем сами проводники. ѕоэтому дл€ тех элементов системы электроснабжени€, которые имеют изол€цию, нагревающуюс€ вместе с проводниками, предельно допустима€ температура нагрева определ€етс€ изол€цией. ¬ теории расчетных электрических нагрузок чаще используетс€ температура перегрева проводника относительно окружающей среды, т.к. мощность, рассеиваема€ с нагретого тела в окружающую среду, зависит от разности температур.

–азличают три вида допустимой температуры перегрева:

Ј ƒлительно допустима€ температура перегрева в нормальном режиме (νдд), соответствующа€ длительно допустимому току

,

где tдд = (50...80) ∞— Ц длительно допустима€ температура нагрева дл€ массовых видов изол€ции (резина, пластмасса, бумага, масло); tос Ц температура окружающей среды;

Ј ƒопустимый перегрев при перегрузках (νп) в течение ограниченного времени (tп = 90...120 ∞—). ѕри этом происходит ускоренное старение изол€ции. »звестно, так называемое, 8-градусное правило, заключающеес€ в том, что при превышении температуры перегрева на 8 градусов относительно νдд срок службы изол€ции сокращаетс€ вдвое;

Ј ћаксимально допустимый кратковременный перегрев при коротких замыкани€х ν max (tmax = 125...350 ∞—).

ѕроцесс нагрева элемента электрической сети, например трехжильного кабел€, описываетс€ уравнением теплового баланса

(3.1)

где R0 Ц удельное сопротивление кабел€, ќм/км;

ν Ц перегрев кабел€ относительно окружающей среды, ∞—;

α Ц температурный коэффициент увеличени€ сопротивлени€ проводника, 1/∞—;

с Ц удельна€ теплоемкость кабел€, ¬т∙с/∞—∙км;

ј Ц коэффициент теплоотдачи, характеризующий отдачу тепла с поверхности 1 км кабел€. ¬т/∞—;

t Ц врем€, с.

Ћева€ часть уравнени€ (3.1) представл€ет собой энергию, выделившуюс€ в кабеле за счет протекани€ тока величиной I за врем€ dt. ѕервое слагаемое правой части Ц энерги€, затраченна€ на повышение температуры кабел€ на величину . ¬торое Ц энерги€, рассе€нна€ с поверхности кабел€ за врем€ dt при температуре перегрева кабел€ относительно окружающей среды ν.

 оэффициент ј возрастает с увеличением ν так же, как и возрастает величина (1+αν). ѕоэтому дл€ упрощени€ дальнейших рассуждений можно прин€ть α=0; ј = јо = const. “огда уравнение (3.1) можно записать в упрощенной форме, разделив его на јdt

,

, (3.2)

где Ц посто€нна€ времени нагрева кабел€, с;

Ц установившеес€ значение перегрева, ∞—. (3.3)

–ешением уравнени€ (3.2) €вл€етс€ зависимость перегрева от времени

, (3.4)

крива€ которого дл€ простейшего одноступенчатого графика тока приведена на рис.4.


–ис.4. √рафик перегрева

 

ѕри t≤0, I(t)=0, ν(t)=0. ѕри 0 ≤ t≤ t1 по кабелю протекает ток I(t) = const и происходит нагрев кабел€ от ν(t)=0 до νуст no экспоненте (3.4). ¬еличина 0 характеризует врем€ нагрева кабел€ от любой исходной температуры до νуст при условии отсутстви€ теплоотдачи с поверхности кабел€ в окружающую среду. ¬еличина νуст Ц температура перегрева, при достижении которой наступает тепловое равновесие: количество тепла, выдел€емого в кабеле при протекании по нему тока равно количеству тепла, отдаваемого с поверхности кабел€ в окружающую среду.

ѕри t≥t1 ток в кабеле отключен, кабель охлаждаетс€, температура перегрева уменьшаетс€ от νуст до нул€ с той же посто€нной времени 0. “олько в этом случае 0 Ц врем€, в течение которого температура кабел€ уменьшаетс€ до температуры окружающей среды при условии посто€нства теплоотвода с поверхности кабел€, равного теплоотводу при νуст.

«адава€сь значением νуст = νдд. можно определить величину длительно допустимого тока Iдд

.

Ёта величина Iдд указываетс€ в справочных данных дл€ каждой марки и сечени€ жил кабел€, дл€ различных условий прокладки (в земле, в воздухе). »так, длительно допустимый ток Ц это така€ величина тока в кабеле, при которой его установивша€с€ температура перегрева равна νдд, а срок службы его изол€ции равен нормативному (20 лет).

ѕредставим себе, что каким-либо способом получен график температуры перегрева ν(t) дл€ заданного графика тока I(t). Ќа этом графике максимальное значение νmax может не совпадает по времени с максимальным значением тока. ћаксимальный ток протекает короткое врем€ и не вызывает из-за инерционности процесса нагрева максимального перегрева. ѕодставив значение νуст = νmax в выражение дл€ установившегос€ перегрева найдем расчетный ток Iр:

. (3.5)

»так, расчетный ток Ц это такое эквивалентное неизменное во времени значение тока, которое вызывает установившийс€ перегрев проводника, равный максимальному перегреву при изменчивом графике тока I(t).

¬ действительности получить график ν(t) сложно. ѕоэтому дл€ нахождени€ Iр используют, так называемый, принцип максимума средней нагрузки, который заключаетс€ в том, что при оптимальном значении Θ=3“0 максимальное значение графика IΘ(t) равно расчетной нагрузке , т.е. оптимальным дл€ Θ €вл€етс€ такой интервал времени, когда перегрев проводника в конце этого интервала не зависит от перегрева в начале, а целиком определ€етс€ энергией на интервале Θ.

Ќа практике при построении суточных графиков электрической нагрузки во многих случа€х принимают Θ =30 мин, что соответствует 0 =10 минут, характерному дл€ проводов и кабелей сечением 10...25 мм2, €вл€ющихс€ наиболее массовыми в сет€х напр€жением до 1000 ¬.

 

ѕор€док выполнени€ работы

3.3.1. –ассчитать теплоотдачу с поверхности трансформатора “4 и кабельной линии электропередачи, использу€ выражение (3.3) и паспортные данные указанных элементов.

3.3.2. ƒл€ каждого интервала времени суточного графика нагрузки рассчитать температуру перегрева трансформатора “4 и кабельной линии электропередачи на начальный и конечный моменты времени, использу€ выражени€ (3.3) и (3.4).

3.3.3. ѕостроить на одном рисунке график токовой нагрузки кабельной линии электропередачи, питающей трансформатор “4, графики температуры перегрева кабел€ и трансформатора.

3.3.4. ѕо графикам изменени€ температуры перегрева кабел€ и трансформатора “4 найти максимальные значени€ температуры перегрева и определить по выражению (3.5) расчетный ток дл€ указанных элементов. —опоставить полученные значени€ расчетного тока с допустимыми и сделать выводы.

3.3.5. ќформить отчет по лабораторной работе.

 

 онтрольные вопросы

3.4.1. „то такое расчетна€ электрическа€ нагрузка?

3.4.2. „то понимаетс€ под длительно допустимой нагрузкой кабел€?

3.4.3. „ем определ€етс€ величина перегрева кабел€ и трансформатора при измен€ющейс€ нагрузке?

3.4.4.  акими факторами определ€етс€ величина максимального перегрева элемента электрической сети?

3.4.5. „ем ограничиваетс€ допустимый перегрев кабел€ и трансформатора?

3.4.6. „то такое принцип максимума средней нагрузки?

3.4.7. ¬ чем состоит сущность веро€тностной модели расчетной нагрузки?

3.4.8. Ќазовите три вида допустимой температуры перегрева элемента электрической сети.

3.4.9. ¬ чем заключаетс€ физический смысл посто€нной времени нагрева элемента электрической сети?

3.4.10.  акие величины электрической нагрузки €вл€ютс€ расчетными дл€ проводников и трансформаторов?

 

Ћабораторна€ работа є 4





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-11-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1696 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

¬елико ли, мало ли дело, его надо делать. © Ќеизвестно
==> читать все изречени€...

1599 - | 1268 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.017 с.