- •Д.В. Смирнов Тепловые процессы в устройствах электроснабжения
- •Москва – 2012
- •6.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69
- •2. Нагрев однородного тела
- •2.1. Зависимость температуры тела от времени при неизменной мощности нагрева
- •Зависимость температуры тела от времени нагрева
- •2.2. Расчёт температуры однородного тела при переменной мощности нагрева
- •§ 2.1, Если переменную нагрузку допустимо представить в виде ступенчатой, когда на каждом отрезке времени нагрузка постоянна. Определив для каждого значения
- •Графики изменения нагрузки и перегревов проводника
- •2.3. Электрическая аналогия тепловых процессов и понятие о тепловых сопротивлениях
- •Электрическая аналогия нагрева однородного тела
- •3. Тепловые процессы в масляных трансформаторах и старение изоляции обмоток
- •3.1. Влияние температуры на состояние изоляции
- •Механическая прочность межвитковой бумажной изоляции трансформатора в зависимости от времени и от температуры обмоток
- •3.2. Выделение тепла в трансформаторах и системы охлаждения
- •Отведение тепла от обмотки масляного трансформатора
- •Распределение температур масла и обмотки трансформатора по его высоте при естественной и принудительной циркуляции масла
- •3.3. Расчет температуры обмотки и масла трансформатора
- •Iном Sном
- •3.4. Выбор мощности силового масляного трансформатора
- •Вариант суточного графика нагрузки
- •3.5. Расчет температуры масла и обмотки в конце периода интенсивной нагрузки и расчет износа изоляции обмоток
- •I Iмах
- •График нагрузки расчетных суток
- •Штыревой конструкции
- •Определение порогового напряжения и дифференциального сопротивления вентиля
- •Электрическая аналогия системы охлаждения силового полупроводникового прибора
- •5. Тепловые процессы в электродвигателях
- •5.1. Общие положения
- •Распределение температур по продольной оси электродвигателя и по поперечному сечению
- •5.2. Тепловые модели электродвигателей
- •Модель представления электродвигателя двумя тепловыми телами
- •Диаграммы распределения перегревов относительно температуры охлаждающей среды (воздуха)
- •Электрическая аналогия тепловой модели эд при отсутствии вентиляции внутреннего пространства и диаграмма перегревов обмотки и корпуса
- •Электрическая аналогия тепловой модели эд при наличии только вентиляции внутреннего пространства и диаграмма перегревов обмотки и корпуса
- •6. Тепловидение и применение тепловизоров в системе электроснабжения железных дорог
- •6.1. Введение
- •6.2. История инфракрасной технологии
- •6.3. Теория термографии
- •Длины электромагнитных волн (в микрометрах)
- •6.4. Применение тепловизоров в системе электроснабжения
- •7. Тепловые процессы в контактных проводах
- •7.1. Общие положения
- •7.2. Защита контактных проводов от токовых перегрузок
- •Структурная схема устройства защиты
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Московский государственный университет путей cобщения
(МИИТ)
---------------------------------------------------------------------------------
Кафедра “Энергоснабжение электрических железных дорог”
Д.В. Смирнов Тепловые процессы в устройствах электроснабжения
Учебное пособие
для студентов специальности
"Электроснабжение железных дорог"
Москва – 2012
УДК 621.331:621.311
C 50
Смирнов Д.В. Тепловые процессы в устройствах электроснабжения: Учебное пособие для студентов специальности "Электроснабжение железных дорог". -М: МИИТ, 2012. - 85 с.
В учебном пособии изложена теория нагрева однородного тела и рассмотрена электрическая аналогия тепловых процессов. Разобраны вопросы выделения и отведения тепла в трансформаторах и способы выбора их мощности. Рассмотрены тепловые процессы в силовых полупроводниковых приборах, контактных проводах и электродвигателях. Рассмотрены принципы работы тепловизоров и перспективы их применения в системах электроснабжения
Предназначено для студентов и инженеров специальности "Электроснабжение железных дорог"
Рецензенты: к.т.н., доцент Ротанов В.Н. (МИИТ)
к.т.н. Вязовой М.В., ведущий научный
сотрудник ОАО «ВНИИЖТ»
© Московский государственный университет путей
сообщения (МИИТ), 2012.
Св. план 2012 г., поз.
С О Д Е Р Ж А Н И Е
1. ВВЕДЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
2. НАГРЕВ ОДНОРОДНОГО ТЕЛА . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.1. Зависимость температуры тела от времени
при неизменной мощности нагрева . . . . . . . . . . . .10
2.2. Расчет температуры однородного тела
при переменной мощности нагрева . . . . . . . . . . . .17
2.3. Электрическая аналогия тепловых процессов
и понятие о тепловых сопротивлениях . . . . . . . . . 19
3. ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ В МАСЛЯНЫХ
ТРАНСФОРМАТОРАХ И СТАРЕНИЕ
ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.1. Влияние температуры на состояние изоляции . . .24
3.2. Выделение тепла в трансформаторах
и системы охлаждения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.3. Расчет температуры обмотки и масла
трансформатора. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.4. Выбор мощности силового масляного
трансформатора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.5. Расчет температуры масла и обмотки в конце
периода интенсивной нагрузки и расчет
износа изоляции обмоток . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4. ТЕПЛОВЫЕ РАСЧЕТЫ СИЛОВЫХ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ. . . . . . . . . . .51
4.1. Полупроводниковый прибор, как система
генерирования и стока тепловой энергии. . . . . . . 51
4.2. Режимы нагрузки и тепловые режимы
силовых полупроводниковых приборов . . . . . . . 57
5. ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ
В ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59
5.1. Общие положения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59
5.2. Тепловые модели электродвигателей . . . . . . . . . . 62
6. ТЕПЛОВИДЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ
ТЕПЛОВИЗОРОВ В СИСТЕМЕ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ. . . . . 69