10. Электрические сети для многоамперных установок переменного тока.

При прокладке магистральных цеховых сетей по схеме блока трансформатор-магистраль.

Для питания крупных сварочных машин и трансформаторов в сварочных цехах, а также крупных электрических печей термических и литейных цехах.

При соединении электрических печей и трансформаторов.

При соединении мощных генераторов и трансформаторов с распределительными устройствами и при выполнении сборных шин.

В таких случаях необходимо учитывать особенности распределения переменного тока по сечению проводника из-за электромагнитных явлений, не зависящих от напряжения.

При токе 1000А и более применяются массивные проводники в виде круглых, трубчатых, прямоугольных, или коробчатых шин. При протекании переменного тока через большие сечения проводников резко проявляется поверхностный эффект и эффект близости. Эти эффекты связаны с вытеснением тока под действием электромагнитного поля, создаваемого рассматриваемым проводником и соседними проводниками.

- активное сопротивление

- омическое сопротивление

, - коэффициент добавочных потерь

эпюры токов для добавочного проводника

Если используется несколько параллельных проводников, 3 шины – происходит вытеснение тока на крайние шины и вытеснение тока на поверхность проводников.

Эффект близости:

Здесь нужно учитывать и коэффициент близости

- отрицательный коэффициент близости

- положительный коэффициент близости

- коэффициент близости

(более резкий характер- менее благоприятное распределение)

В сетях однофазного переменного тока может использоваться положительный эффект близости, т.е. чередование проводников с прямыми и обратными токами:

При двухрядном расположении пакетов необходимо шины с одинаковым направлением токов располагать друг над другом:

Сопротивление шинопровода при переменном токе увеличивается также вследствие потерь мощности в металлических конструкциях, что учитывается соответствующим коэффициентом. Тогда в общем случае:

- коэффициент, учитывающий потери в металлических конструкциях

- сопротивление постоянному току

- сопротивление переменному току

В многоамперных установках трехфазных электрических сетей и мощными электромагнитными полями, кроме рассмотренных эффектов имеет место также эффект индуктивного переноса мощности, который может положительно или отрицательно влиять на распределение токов.

Индуктивный перенос мощности проявляется в трехфазных сетях при не симметричном расположении проводников. Это происходит из-за неодинаковых взаимных индуктивностей между различными парами фаз.

Перенос мощности осуществляется из опережающей фазы в отсутствующую.

Минимальный ток будет в опережающей фазе (например, в фазе А), а максимальный в зависимости от косинуса нагрузки.

-при cos <0,87 max ток будет в фазе В

-при cos >0,87 max ток будет в фазе C

В многоамперных установках до 1кВ применяется следующее расположение шин при трехфазном токе:

Схема расщепленных фаз

Данная схема нерациональна и может применяться при числе шин до трех. При числе шин=4 оптимальным является расположение шин по сторонам квадрата с зазорами для вентиляции.

Данная схема в основном применяется в электроустановках более 1кВ, когда сближение фаз затруднительно по условиям изоляции.

Схема переменных фаз

Схема с переменными фазами лучше предыдущей в отношении снижения R и X, однако, сближение шин разных фаз способствует проявлению эффекта переноса мощности. Применяется в коротких сетях электрических печей при соединении обмоток вторичного напряжения трансформатора в звезду.

Схема со спаренными фазами

Данная схема использует эффект индуктивного переноса мощности таким образом, что перенос мощности получается симметричным по всем фазам и скомпенсированным. В этой схеме каждая половина одной фазы индуктивно связывается с половиной другой фазы.