Электроэнергетическое оборудование / Грачев Электрические аппараты

где Pпк и Pдл – соответственно мощности источников теплоты при повторно-кратковременном и длительном процессах нагрева, Вт;

tp и tn – соответственно время рабочего периода и пауз,

получим

Ответ: n 9.

10. Найти конечную температуру медного круглого провод-

ника диаметром d 20 мм, который в течение 1,5 c нагружается

током I 32000 A, если в начальный момент времени провод-

ник находился в спокойном воздухе при температуре н 0 0С,

а коэффициент теплоотдачи с его поверхности kТ 17 Вт/ м2 К.

Решение. Постоянная времени нагрева проводника длиной 1 м

из формулы T c / kT F с d2 / kT F4 1000 с.

Поскольку t / T 1/ 5 10 3 0,1, процесс нагрева можно считать адиабатическим и температуру проводника определить по кривой адиабатического нагрева для меди (рис. 2.20).

Для данного случая

Рис. 2.20. Кривые адиабатического нагрева проводниковых материалов:

1 – железо; 2 – сталь; 3 – латунь; 4 – алюминий; 5 – серебро; 6 – медь

Ответ: кон 80 0С.

11. Определить нагрузочную способность и соответствующие ей параметры вводных шин аппарата для проверки возможности работы аппарата в кратковременном пусковом режиме. Шина выполнена из твердой полуотожженной меди М1 с размерами

сечения 3х20 мм. Расчетный рабочий период tсp 30 c. Темпера-

тура окружающей среды 40 0С.

Решение. Из таблицы 2.10 шина из меди М1 при продолжи-

тельном режиме может быть нагружена током Iпр 275 A.

Электрическое сопротивление 1 см шины при температуре

40 50 90 0С равно

l

R 0 R20 1 a 20 20 S 1 a 20

0,01754 10 4 1 1 0,0043 70 0,0293 10 4 Ом. 0,3 2

101

Окончание табл. 2.10

Примечание. В числителе приведена токовая нагрузка при переменном, в знаменателе – при постоянном токе.

Допустимые потери мощности в продолжительном режиме:

Рпр Iпр2 R 2752 0,0293 10 4 0,222 Вт/ см.

Постоянная времени нагрева

Отсюда у' – установившееся превышение температуры при

мощности кратковременного режима, которая может быть принята большей, чем мощность продолжительного режима:

Для весьма кратковременного режима

Мощность допустимая

Мощность для весьма кратковременного режима

Ркр сМ кр 0,385 5,34 50 3,44 Вт/ см.

tкр 30

Ток допустимый

Ток для весьма кратковременного режима

Коэффициенты перегрузки по мощности при кратковременном и весьма кратковременном режиме

Коэффициенты перегрузки потокупри вышеуказанных режимах

Из рисунка 2.21 для ПВ = 0 при tкр /T 30/ 466 0,064Iпр / Iкр

Рис. 2.21. Зависимость нагрузочной способности токоведущих частей от временного параметра при повторно-кратковременном режиме работы

Допустимая длительность при кратковременном и весьма кратковременном режимах

Расчет времени является контрольным. Полученные его значения подтверждают правильность расчетов; в задании

tкр 30 c.

При продолжительном режиме плотность тока

При односекундной работе плотность тока согласно выраже-

нию I12t1 I22t2

По таблице 2.11 для медных шин допустимой величиной плотности тока является 943 162 A/ мм2 , следовательно,

плотность тока 97 A/ мм2 допустима.

Таблица 2.11

Значения плотности тока термической устойчивости для проводников из различных металлов (для шин, стержней и др.)

12. Определить нагрузочную способность и соответствующие ей параметры вводных шин аппарата при повторнократковременном установившемся режиме ПВ = 40 % в условиях примера 11.

106

Решение. Все значения величин, определенные в решении примера 11, остаются те же.

Необходимо определить следующие дополнительные параметры:

да tр 466 0,065 30 c. Это время соответствует заданному.

Коэффициенты перегрузки:

– по мощности

– то току

kп.т kп.м 2,5 1,58.

107

13. Определить предельно допустимый четырехсекундный ток термической устойчивости и плотность тока вводных шин аппарата, рассмотренных в примере 11.

Решение. По условию 40 50 90 0С, а допустимая для

Рис. 2.22. Кривые нагрева проводников при кратковременном протекании тока:

1 – латунь; 2 – алюминий; 3 – серебро; 4 – медь

Эта плотность тока допустима (табл. 2.11).

108

ЛИТЕРАТУРА

1.Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: справочные материалы для курсового и дипломного проектирования / Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.

2.Задачник по электрическим аппаратам: учеб. пособие для вузов по спец. «Электрические аппараты» / Г.Б. Буткевич, В.Г. Дегтярь, А.Г. Славинская. – М.:

Высш. шк., 1987. – 232 с.

3.Основы теории электрических аппаратов / Б.К. Буль, Г.В. Буткевич и др.; под ред. Г.В. Буткевича. – М., 1970.

4.Залесский А.М. Тепловые расчеты электрических аппаратов / А.М. Залесский,

Г.А. Кукеков. – Л., 1967.

5.Холявский Г.Б. Расчет электродинамических усилий в электрических аппаратах / Г.Б. Холявский. – Л., 1972.

6.Сахаров П.В. Проектирование электрических аппаратов (Общие вопросы проектирования) / П.В. Сахаров. – М.: Энергия, 1971.

109