23

Кафедра електронних та електричних апаратів

Курсовий проект (робота)

з Основи теорії електричних апаратів

на тему: Розрахунок теплових режимів електричних апаратів

Студентки ІІ курсу Ез-413 групи

напрям підготовки 6.050702

спеціальності 7.05070201

Колпакова О.А.

Керівник доцент Волкова О.Г.

Національна шкала

Кількість балів:____ Оцінка:ЕСТS_____

Члени комісії _______________ __________________

(підпис) (прізвище та ініціали)

_______________ __________________

(підпис) (прізвище та ініціали)

_______________ __________________

(підпис) (прізвище та ініціали)

м. Запоріжжя

2015 рік

Содержание

Задание 2

Реферат 4

Введение 5

1 Предварительный тепловой расчет токопровода 6

1.1 Определение источников тепла и способов теплообмена

между токоведущей шиной и окружающей средой, составление

тепловой схемы замещения 6

1.2 Расчет суммарного теплового сопротивления между токоведущей

шиной и окружающей средой, приходящейся на один метр токопровода

и постоянной времени нагрева токоведущей шины 7

1. Расчет теплового сопротивления прослойки 7

2. Расчет теплового сопротивления между внешней оболочкой

изоляции и окружающей средой 9

1.3 Расчет теплового баланса токоведущей шины 13

2 Проверочный тепловой расчет токопровода 17

2.1 Окончательное определение источников тепла в токопроводе и

расчет их суммарной тепловой мощности с учетом дополнительных

потерь и потерь в не токопроводящих элементах 17

2. Определение температуры в корпусе 17

2.3 Определение температуры токоведущей шины 18

3 Расчет токопровода при коротком замыкании 20

3.1 Расчет температуры нагрева токоведущей шины 20

3.2 Расчет плотности тока короткого замыкания 21

Выводы 22

Перечень ссылок 23

Реферат

Объект исследования – токоведущая шина.

Цель работы – получение первичных навыков выполнения теплового расчета, простейших токоведущих систем.

Метод исследования – эмпирический, аналитический, графический.

Электрические аппараты являются сложными электротехническими устройствами, содержащими много элементов, одни из которых являются проводниками электрических токов, другие - проводниками магнитных потоков, а третьи служат для электрической изоляции. Часть элементов может перемещаться в пространстве, передавая усилия другим узлам и блокам. Работа большой части аппаратов связана с преобразованием одних видов энергии в другие. При этом, как известно, неизбежны потери энергии и превращение ее в тепло. Тепловая энергия частично расходуется на повышение температуры аппарата и частично отдается в окружающую среду.

При увеличении температуры происходит ускоренное старение изоляции проводников и уменьшение их механической прочности. Так, например, при возрастании длительной температуры всего лишь на 8°С сверх допустимой для данного класса изоляции, срок службы последней сокращается в 2 раза.

При увеличении температуры меди со 100 до 250°С механическая прочность снижается на 40%. Следует иметь в виду, что при коротком замыкании, когда температура может достигать предельных значений (200-300°С), токоведущие части подвержены воздействию больших электродинамических сил. Работа контактных соединений также сильно зависит от температуры.

Нагрев токоведущих частей и изоляции аппарата в значительной степени определяет его надежность. Поэтому, во всех возможных режимах работы температура частей аппарата не должна превосходить таких значений, при которых не обеспечивается его длительная работа.

ВВЕДЕНИЕ

Тепловые процессы играют весьма значительную роль в электрических аппаратах. Причем, как положительную, так и отрицательную. В ряде случаев тепловые процессы играют положительную роль и используются в процессе функционирования электрических аппаратов: плавления плавкой вставки предохранителя и выключения электрической цепи при возникновении аварийной ситуации (перегрузки, короткого замыкания); изгиб биметаллической пластинки при ее нагреве и также выключения электрической цепи при перегрузке; возникновения электрической дуги при отключении цепи, которая является концентрированным поглотителем энергии, запасаемой в ее индуктивных элементах и др.

Негативная роль тепловых процессов в электрических аппаратах в большинстве заключается в необходимости отводить тепловую энергию, выделяющуюся в токоведущих элементах. Эта задача приобретает особую актуальность в электрических аппаратах, построенных на силовых полупроводниковых приборах, где большие тепловые мощности выделяются в малых объемах. В данном случае для рассеивания тепловой энергии используются эффективные системы охлаждения: радиаторы (устройства с развитой поверхностью охлаждения); принудительное охлаждение (искусственно образованные потоки охлаждающей среды); испарительное охлаждение (использование фазового превращения жидкости при нагревании и охлаждении). Данная проблема также остро встала в связи тенденцией роста номинальных токов электрических аппаратов, где также довольно часто необходимо искусственное охлаждение.

Кроме того, следует отметить также, что расчетный анализ теплового режима электрических аппаратов независимо от способа охлаждения представляет собой достаточно сложную задачу. Данная работа ставит собой целью получение студентами первичных навыков выполнения теплового расчета простейших токоведущих систем.