КАТЕГОРИИ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) П Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военно дело (14632) Висока технологиите (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къщи- (47672) журналистика и SMI- (912) Izobretatelstvo- (14524) на външните >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) История- (13644) Компютри- (11121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) култура (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23,702) Matematika- (16,968) инженерно (1700) медицина-(12,668) Management- (24,684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образование-(11,852) защита truda- (3308) Pedagogika- (5571) п Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) oligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97182) от промишлеността (8706) Psihologiya- (18,388) Religiya- (3217) с комуникацията (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) спортно-(42,831) Изграждане, (4793) Torgovlya- (5050) превозът (2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596 ) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Telephones- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно (12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

взаимодействие сили между два проводника




Електродинамични течения действие във веригите на централи и подстанции живеят части и помощни средства

Топлинни течения действие във веригите на централи и подстанции живеят части и помощни средства

9.1 Отопление живи части и уравнението на топлинния баланс.

Когато токопровеждащите части излъчват дълга и краткосрочни отопление. Оборудване на електрически централи и подстанции обикновено работи в непрекъснат режим, както и при късо съединение в режим на отопление за кратко време.

Процесът на нагревателни проводници в тези режими могат да бъдат описани като се използва уравнението на топлина баланс. Ние се образува това уравнение.

Нека дълъг проводник с резистентност R, специфична топлина с, маса m, и във външна среда с температура θ вж ток I потоци. За малки време DT интервал може да достигне уравнението на топлина баланс:

, (9.1)

Тук, в лявата част на уравнението определя топлината, която се открояваше в проводник в DT на времето, първият план отдясно определя топлината, прекарано на проводник повишаване на температурата в градуси по време на DT. Вторият срока на дясната страна определя отделя топлина в околната среда по време на DT време при условие, че К - коефициент на пренос на топлина, като се вземат предвид всички негови видове (топлинна проводимост, конвекция, излъчване), F - повърхност проводник и θ - проводник температура.

9.2 непрекъснат режим отопление - режим с постоянен товар за неограничено време, когато на проводника или устройството е в стабилно състояние, топлинна, достигайки постоянна температура.

Всеки проводник и изолационен материал трябва допустимите температури в непрекъснат режим dop.dl θ. Например, изолацията според класа има следната допустимата температура:

клас в А E Най- P Н G
dop.dl θ 0 ° С > 180

За голи медни и алуминиеви проводници дълго допустима температура е 70 ° С

топлина равновесие уравнение в непрекъснат режим ще бъде:

, (9.2) като при θ проводник зададената температура му температура устата не се променя и следователно, = 0. От (9.2) може да се получи връзката между текущата I в проводника в стабилно състояние и неговата уста температура θ:

. (9.3)

Наречен номинален постоянен ток проводник, където проводник достигне допустима температура θ дълго dop.dl стандартизиран при стайна температура θ sr.st.

сряда Стандартизиран ТЕМПЕРАТУРА θsr.st, С
Air диригент 25
Air за превозни средства 35
земя 15
вода 15

Въз основа на (9.3) може да се получи експресия за I ном:



, (9.4)

Ако температурата на околната среда не е равно на стандарта, жицата достигне оставя температурата докато другият поток. В този случай ние говорим за едно приемливо Настоящият диригент при следните условия:

, (9.5)

Ако вземем съотношението на допустимото дълъг и номиналния ток, можете да получите на връзката между тези течения:

, (9.6)

От съотношението на произволна ток в проводник I и номиналния ток може да се определи за задаване на температурата на устата проводника θ на произволна температура θ вж от стандарта:

, (9.7)

9.3 нагревателни проводници с краткосрочно действие.

Критерият за устойчивост на топлина на проводника в този режим е температурата на неговите грешки отопление течения. Диригенти (и комплекти) се считат за термично устойчив, ако крайната температура по време на повредата не надвишава допустимата стойност на θ вътр., Т.е. θ ≤ θ на DOP.

Определяне на крайната температура на отопление диригент на θ в РС с помощта на уравнението на топлинния баланс, който е режим на грешка поради краткост, когато освобождаването на топлина могат да бъдат пренебрегвани в околната среда, ще бъде:

, (9.8)

Там КТ - ток на късо съединение (RMS), която с течение на времето т може да се променя;

- съпротивлението на проводника, когато текущата температура θ,

ρ 0 - съпротивление на проводника при θ = 0 0 ° С;

L и S - надлъжно и напречно сечение на проводника;

α - температурен коефициент на съпротивление;

- специфична топлина проводник при температура θ на,

в 0 - специфична топлина на θ = 0 0

β - температурен коефициент на специфична топлина;

m = γlS - проводник маса,

γ - диригент плътност.

Са заместени в уравнение (9.8) се счита изрази и да се интегрират съответните променливи:

, (9.9)

TCI Тук т - времето от началото до провала на късо съединение,

θ п - начална температура на проводника (преди RS)

θ к - крайната температура на проводник (по време на схема скъсване).

стойност пропорционална на количеството топлина еволюира по вина, се нарича топлинна пулса, и стойността Тя се нарича специфична топлина пулса. Стойността на интеграл от дясната страна, съответстващ на началната температура θ А п е означен п и крайния θ к - к. Сега ние можем да напишете:

или ,

Стойността на А е сложна функция на температурата и проводник е предвидено в справките във формата на графики за проводници от различни материали.

Помислете как тези графични зависимости (Фигура 9.1), които определят крайната температура диригент.

Фиг. 9.1 криви за определяне на крайната температура диригент.

Като начална температура prinimaemustanovivshuyusya проводник устата температура θ п θ преди повредата, която се изчислява чрез горната формула (9.7), при което максималният ток натоварване I в проводника.

Знаейки θ п крива А = F (θ) пА е дефинирана. При изчисляването на да се определи И след това по протежение на кривата се определи крайната температура θ Ако трябва да се извършва, за да обуслови θ ≤θ да добавите, диригента при тези условия ще бъде термично устойчиви.

По този начин, с помощта на криви А = F (θ) за определяне на термична устойчивост проводник трябва да бъде в състояние да изчисли аварийния ток топлина импулс Б. Тъй ток вина обикновено включва периодични и апериодични компоненти, и топлина импулс В, за да представляват, състояща се от два компонента: в Кт - дефинирани променлива аварийния ток компонент и В ка - определя DC вина компонент ток. В ≈V до п + B до.

Когато грешки до генератори (RS на клемите на генератора, станции шина комутационна) RMS периодично компонент на аварийния ток поради преходни процеси генератори и възбуждане системи действие генератор варира с времето (фигура 9.2). Тази промяна трябва да се вземат предвид при изчисляване на топлина импулс от периодичната компонент в ток виновен за п.

Фиг. 9.2 Изменение на РС AC компонент за изчисляване на CP.

Изчисляването участва в иск, по принцип, на следните течения:

Аз '' - subtransient вина ток;

Аз т - периодичен ток на късо съединение в началото на несъответствие контакти за включване;

I мин - минимална стойност на периодичната ток на късо съединение;

Аз TCI - периодичен ток на късо съединение по време на прекъсване на връзката.

Време на различията превключващите контакти τ = T + T RH комуникация мин, т тук задължителен - ключ правилното време (т.е. времето от момента, когато инструкция за изключване на ключа преди началото на разминаване на контактите) и PS т мин - минимално време за спъване на специалността прекъсвач за защита на верига (в отсъствието на 0.01 до получените данни).

Верига счупи TCI време Т = т + т в RH макс тук, в т - изключване време т PS макс - максимално време за реакция архивиране защита на прекъсвач.

Изчислението се основава на кр района на сближаване, съгласно разпоредбите I 2 (т) правоъгълници кривата. В този случай, ние считаме, два случая:

1) т TCI> т мин

;

2) т TCIмин

,

Когато повреди в разпределителната мрежа, т.е. далеч от генераторите, можем да предположим, че променливият компонент на тока на късо съединение не се променя по време на тока на късо съединение и е Subtransient. В този случай, B Кт = I '' 2т TCI.

DC компонент Isc, възникващи в първа точка на РС се разпада експоненциално с времеконстанта Т и линия за неизправност. Може да бъде показано, че когато TCI т> T топлинен импулс от компонент DC може да В ка ≈I '' и Т2.

Тъй като в апарат части от него могат да се загрява до различни температури, апарат проверка на термичната стабилност не е направено от допустимата температура и допустимия термичен импулс. За тази цел, в справките дадени термичен апарат ток I, трето и времето поток т трет. Както може да се изчислява допустимото термично импулс kdop В = I 2, трето т трет. Състоянието на апарат термична стабилност ще изпълнява във връзка с ≤V да се добави.

Апаратура и живи части в генератор вериги поради дългия процес на генератора на полето става празен, когато тя е изключена се проверяват с уговорката, че Т = TCI 4в.

Когато RS проводници и устройства са подложени на значителни електродинамични сили, които могат да достигнат до 4000 - 16 000 N. Тези сили могат да доведат до трайна деформация на твърди проводници skhlostyvanie гъвкави проводници, защото недостатъчност включва ключове или спонтанни прекъсване прекъсвачи. За да избегнете това, всички системи живеят части и електрическо оборудване са тествани за устойчивост на електродинамиката при проектирането на основната електрическа верига.

От физиката е известно, че елемент проводник дл с ток и в магнитно поле с индукция B сила DF = iBdlsinα на. Магнитното поле може да бъде създаден от друг проводник, носещ ток, докато говорим за взаимодействието на два проводника с токовете - ъгъл между вектора на J плътността на тока и вектора в проводника на магнитната индукция B в областта на проводник).

Магнитната индукция от тоководещи проводника може да се определи като Закон на Био-Савар, но понякога е по-лесно да се идентифицират при използването на пълната мощ на закона: ,

Често, взаимодействието между проводниците в схеми на електроцентрали се редуцира до взаимодействието на две успоредни проводници с течения. Нека разгледаме този случай по-подробно (Ris.10.1). Нека дължината л проводници са на разстояние един. Токът в един проводник аз 1, т 2 в другата. Ние приемаме, че л »а (това често се случва на практика), а след това да се изчисли индукция B 1 от първия проводник към втори район използва закона от общия ток.

Фиг. 10.1 Взаимодействие на два проводника с токовете и да определи посоката на силата на правилото за лява ръка

Както верига интеграция L изберете кръг с радиус. Тогава ние се защото Симетрията в сила 1 = конст на контура L, тогава можем да запишем , Въз основа на този израз може да се запише за индуциране на първия проводник в близост до второто: , Знаейки индукция B 1 може да се определи силата, действаща върху DF 2 дл елемент 2 на втория проводник с ток и 2.

,

В този случай, грях α = 1, тъй α = π / 2, така че силата, действаща върху целия втори проводник:

,

В практически изчисления използва понятието динамична устойчивост на сила на единица дължина е RM = F / л [Н / m]. В нашия случай, предвид факта, че μ 0 = 4π10 -7 H / m, експресията на сила на единица дължина ще бъде:

,

Т.е. линейната сила е пропорционално на произведението от тока в проводника и взаимодействие обратно пропорционална на разстоянието между тях.

В предходните формули, се предполага, че взаимодействащите проводници на безкрайно тънък. За крайни проводници напречното сечение:

Къде к ^ - диригент форма стойност коефициент, който се съдържа в наръчници.

10.2 сили в трите фазови проводници на системата.

Да разгледаме най-честият случай, когато проводниците фаза са разположени в една равнина (Ris.10.2).

Фиг. 10.2 Мощност в трифазен ток система.

Дебитът на проводник с фаза токове, които са хармоници с амплитуди Аз съм:

,

Силата действа от диригента на средната фаза, все повече сили, действащи върху крайната фаза, така че смятаме, че силата, която действа от средната фаза. Тази сила се състои от две сили - силите, действащи върху фаза от фаза В и сила действа по фаза от фаза б в:

,

Накрая, с оглед на формула и коефициент ъгъл к р двойно за топлина вход сила действа по средната фаза могат да бъдат написани:

, По този начин, силата варира с честота два пъти честотата на мрежата. Максималната стойност на сила на единица дължина ще бъде равен на:

,

В преходно вина най-висока моментна стойност на тока е равна на нейната у, шок стойност, можем да запишем приблизително:

,

Най-голямата сила между проводниците възникне, когато трифазен вина, така че този тип грешка се изчислява при проверка проводници и апарати за електродинамични резистентност.

10.3 електродинамични устойчивост на твърди проводници. Електродинамични устойчивост на твърди проводници ще бъде осигурена, ако е изпълнено условието:

σ ≤σ допълнителна изч.

Тук σ изчислено - изчислява механично напрежение в проводник материал;

допълнителна σ - допустимото напрежение в проводника материал (съгласно SAE σ = 0.7 σ допълнителни бита).

Като пример, помисли за изчисляване на електродинамични устойчивост на твърди проводници SSB гума (фигура 10.3). Твърди гуми обикновено са неподвижно закрепени към само един изолатор в участъка. На другите изолатори гуми са монтирани с помощта на наслоявания, което позволява надлъжно движение на гумите. Това е необходимо, за да се избегне механичното налягане, разработени в гумите и изолатори При промяна на температурата.

Изчисляването се извършва за фаза б, а от в практически дизайн на »б + часа, след което к е = 1.

Равномерно разпределени сила Той създава огъващ момент Къде оп K - коефициент, зависещ от начина на определяне на гумата върху изолаторите за подпомагане. Въз основа на практиката по принцип, докато ОП К = 10.

Фиг. 10.3 динамична устойчивост на твърди гуми: а - разстоянието между фазите; L - разстояние между изолатори; б, п - размери на напречното сечение проводник

Време на експонация гумата причинява материала щам Когато W - момент на резистентност на гума около ос, перпендикулярна на действието на сила [m 3]. W зависи от коефициента на формата и размера на секцията на проводника. В нашия случай, , ,

защото След това, модифицира и л, постигане на състояние сигма ≤σ допълнително калк. Увеличението и да доведе до увеличаване на размерите на инсталацията, така че често прибягват до намаляване на л.

От сигма състоянието = изчислено допълнителен канал може да бъде определена σ, който ще отговаря на условието за електродинамични резистентност твърда единична странична лента автобус за:

, (10.1)

Тази формула е валидна за статична работа сила. Но, както е отбелязано по-горе, електродинамични сили е променлива във времето. Това може да доведе до механичен резонанс в системата автобусни твърди изолатори когато естествени честоти на системата ще бъде близо до 50 и 100 Hz. Ако естествени честоти на системата ще бъде по-малко от 30 или повече от 200 Hz, механичната резонанс не настъпва и проверка шина електродинамични резистентност получен като в статичния случай.

Собствената честота може да се изчисли въз основа на следните изрази:

- за алуминиеви тръби

- за медни шини Когато L - разстояние между изолатори, т; J - инерционен момент на напречното сечение на гумата около ос, перпендикулярна на огъване сила, см 4; S - гума сечение cm2.

Промяна л, са изложени на механичен резонанс е елиминиран, и едновременно отговаря на условието (1). Освен ако не е л вариант не позволява да изпълни необходимите условия, промяната също с формата на секцията на гумата.

10.4 Избор на изолаторите. защото Гумите са монтирани на изолатори за подпомагане, е необходимо да се провери устойчивостта им на електродинамиката (Ris.10.4). Като цяло, диапазонът на пощенски изолатори съгласно следните условия:

· Номиналното напрежение устата U ном ≤U;

· На електродинамични резистентност изчислено ≤F F вътр където F изчислено - сила, действаща върху изолатора; F вътр - допустимо натоварване на главата на изолатор (F = вътр отговорност 0,6F, F бита - огъване фрактура натоварване).

При хоризонтално или вертикално подреждане на изолатори дизайн сила F изчислено = F BM LK з, където к з - корекционен коефициент на височина гума , Къде Н от - височината на изолатора.

Фиг. 10.4 динамична устойчивост на изолатора за поддръжка.

10.5 електродинамични устойчивост на гъвкави кабели. Електродинамични устойчивост на гъвкави проводници окачени на окачване изолатори се редуцира за да се провери за skhlostyvanie, което може да възникне, когато невалиден конвергенция на съседни фази и разбивка между тях.

Най конвергенция се наблюдава, когато двуфазна късо съединение (Ris.10.5) когато проводниците се изхвърлят първата, в противоположни посоки, след което след изключване ток на късо съединение се движат един към друг. Сближаване ще бъде по-голям, толкова по-малка от разстоянието между фазите, по-голямо провисване по-голяма сила и времето на ток при повреда.

Фиг. 10.5 Dynamic трайност на гъвкави кабели.

Условието е съотношение b≤b DOP динамика стабилност, (2)

където б - отклонение от нормалното положение на телта, б вътр - толерантност.

Отхвърлянето се определя по известен провисване часа, теглото на метър на тел м, разстоянието между проводниците D.

Толерантността се определя от най-малката допустимо разстояние между съседни фази по време на най-близкия подход и се добавя, г диаметър тел и разстоянието между фазите D. ,

Ако състоянието (2) не е изпълнено, тогава се увеличи разстоянието D между фазите или намаляване на провисване часа.

ще бъдат предоставени 10.6 електродинамични устройства съпротивление, ако е изпълнено условието Когато аз Dyn - динамична устойчивост на текущия възел, и у, (3) - върховия ток по време на трифазен късо съединение в устройството за верига.