Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Нагрівання апарата при короткому замиканні




Читайте также:
  1. Визначення теплового навантаження апарата.
  2. Процеси нагрівання та охолодження грунту
  3. Процеси нагрівання та охолодження повітря
  4. Техніко-економічні показники роботи апарата

У реальних апаратах струми короткого замикання (КЗ) в 10-20 разів можуть перевищувати струми тривалого режиму. Для зменшення температури провідників при КЗ , полегшення струмоведучих частих тривалість проходження струму обмежується захисними засобами до 4-5 секунд. З урахуванням малої тривалості КЗ припустима температура при КЗ значно вище, ніж в тривалому режимі. При розрахунку температури елементів апарата в режимі КЗ завдяки малій тривалості цього режиму можна знехтувати теплом, що віддається в оточуюче середовище, і вважати, що все тепло витрачається на перевищення температури провідників. У цьому випадку енергетичний баланс провідника з опором R і масою М виражається рівнянням:

І2 ×R×dt=c×M×dq (14)

 

Враховуючи, що температура може досягати великих значень (300°С), необхідно враховувати як зміну опору ×R, так і питомої теплоємності с від температури. З достатньою точністю можна вважати, що зміна опору провідника від температури описується лінійним рівнянням:

 

, (15)

 

де kд – коефіцієнт додаткових втрат; rо – питомий опір при 0°С; a – температурний коефіцієнт опору; q – переріз провідника; l – довжина провідника.

Залежність питомої теплоємності від температури можна виразити рівнянням

с = со (1+bq), (16)

 

де со – питома теплоємність при 0°С; b – температурний коефіцієнт теплоємності. Виразимо масу М через щільність j , переріз q і довжину l провідника:

М=j l q .

 

Після підстановки (15) і (16) в (14) і спрощення отримуємо:

. (17)

 

Виконаємо інтегрування правої і лівої частин рівняння (17), тоді:

, (18)

 

де tкз – тривалість короткого замикання; qн – температура провідника до початку короткого замикання (звичайно при протіканні тривалого номінального стуму); qкз – температура провідника при короткому замкненні в момент часу tкз . приймаємо, що струм І не змінюється за своїм діючим значенням. У подальшому буде показано, що отримані формули можна використовувати і у випадку, коли діюче значення І змінюється. У результаті інтегрування одержуємо:

. (19)

 

де d – щільність струму ; Аq кз і Аq н – значення інтеграла правої частини (18) при верхньому (qкз) і нижньому (qн) межах інтегрування. З метою спрощення розрахунків побудовані криві q=f(A0) для різних матеріалів (рис.3). за допомогою цих кривих легко виконати розрахунок на термічну стійкість апарата.



відповідно до властивостей провідника і ізоляції обираємо припустиму температуру при короткому замкненні qкз і при номінальному струмі qн.

За допомогою кривих на рис.1 знаходимо Аq кз і Аq н, що відповідають температурам qкз і qн . Знаючи d2t за допомогою (19) можна при даних t i I визначити переріз провідника q або при відомих t i q знайти припустимий струм КЗ. Якщо відомий припустимий струм І1 при tкз1, то припустимий струм при часі tкз2 визначається як

. (20)

 

Рівняння (20) не враховує тепловіддачу в оточуюче середовище, тому ним можна користуватися при часі не більше ніж 10с. Якщо використовується матеріал, для якого немає кривих , аналогічних кривим на рис.1, то при b<<a розрахунок термічної сталості виконуємо за допомогою рівняння

.

 

При КЗ поблизу генератора через перехідні процеси, величина змінної складової струму, що протікає через апарат змінюється. У цьому випадку розрахунок термічної стійкості виконують за сталим струмом КЗ І¥. Час проходження сталого струму І¥ приймають рівним фіктивному часові tф. Фіктивний час tф – це час, при якому тепло, що виділяється при проходженні сталого струму І¥ , рівне теплу, що виділяється при проходженні реального струму за реальний час протікання. Фіктивний час для періодичної складової струму КЗ tф пер знаходять за допомогою спеціальних кривих tф =f(b², t). Для даного генератора визначають



,

де І² – діюче значення понадперехідного струму. Знаючи дійсний час проходження струму tкз=t і b², знаходять tф пер. Фіктивний час для аперіодичної складової струму можна знайти за спрощеною формулою

tф пер =0,005 (b²)2.

 

Фіктивний час визначаємо як

tф = tф пер + tф апер.

 

 


Дата добавления: 2015-02-09; просмотров: 17; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.011 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты