Ако протичат два успоредни проводника еднопосочни теченияι 1 и ι 2, тогава тези проводници изпитват един спрямо друг гравитацияпод формата на равномерно разпределени непрекъснато механично линейно натоварване f [N/m], равно на

F = 2∙10 -7 k f , (6.32)

където ι 1, ι 2 – токове в проводници, A;

a – разстояние между проводниците, m2;

kf – коефициент, отчитащ неравномерното разпределение на тока по напречното сечение на проводника (kf ≈ 1 за кръгли, квадратни и тръбни сечения при U< 6 кВ и для любого сечения при U >6 kV; в U< 6 кВ для плоских шин к ф определяется по справочным кривым в зависимости от размеров сечения и расстояния между шинами).

При трифазно късо съединение и разпределение на проводниците в една равнина средната фаза изпитва най-голяма сила от действието на тока на късо съединение. Максималното (ударно) линейно механично натоварване за тази фаза е

F такт = 10 -7 kf. (6,32)

Механичното натоварване предизвиква огъващ момент в твърди проводници (шини). В случай, че безкрайно дълъг проводник е разположен върху равномерно разположени опори (фиг. 6.2), огъващият момент е максимален при самата опора M max, [N∙m] и е равен на

M max = , (6,33)

l – разстоянието между опорите, m.

проводник, монтиран върху равномерно разположени опори

Когато в метала действа огъващ момент, възниква механично напрежение, σ, N/m 2 или MPa. Най-голямото механично напрежение в метала по време на огъване е равно на

където W е моментът на съпротивление, m 3.

Моментът на съпротивление се определя от размерите на проводника и посоката на силата, действаща върху проводника (метод на подреждане на шините, фиг. 6.3)

ориз. 6.3. Разположение на шини върху изолатори:

а – плосък; b – на ръба

Когато шините са поставени плоски върху изолаторите (фиг. 6.3, А), съпротивителният момент е

Когато гумите са разположени на ръба (фиг. 6.3, b) съпротивителният момент е равен на

Изчислените стойности на напрежението в метала на гумата σ calc трябва да бъдат по-малки от допустимата стойност на напрежението σ, допустима за даден материал, т.е. условие трябва да бъде изпълнено

σ изчислено ≤ σ добавяне. (6,36)

Край на работата -

Тази тема принадлежи към раздела:

Бележки за лекции по дисциплината „Електроснабдяване на промишлени предприятия“

Азовски държавен технически университет.. Катедра "Електроснабдяване на промишлени предприятия..

Ако имате нужда от допълнителен материал по тази тема или не сте намерили това, което търсите, препоръчваме да използвате търсенето в нашата база данни с произведения:

Какво ще правим с получения материал:

Ако този материал е бил полезен за вас, можете да го запазите на страницата си в социалните мрежи:

Всички теми в този раздел:

Коляда Л.И.
Конспекти от лекции по дисциплината „Електроснабдяване на промишлени предприятия” специално за студенти

Начини за развитие на SES на промишлени предприятия
Системите за електрозахранване (PSS) на промишлените предприятия стават все по-сложни с нарастването на консумацията на енергия. При реконструкция (SES) и проектиране на нови системи трябва да се решат следните основни задачи:

предприятия
Приемник на електрическа енергия е електрическа част от технологична инсталация или механизъм, който получава енергия от мрежата и я изразходва за извършване на технологични процеси.

Характеристики на електрониката на промишлените предприятия
Нека разгледаме типични групи приемници на електрическа енергия на промишлени предприятия.

1. Силови общопромишлени инсталации. Тази група приемници на електрическа енергия включва
Режими на работа на електрически приемници

Правилното определяне на електрическите товари (ELL) е решаваща и най-важна стъпка в проектирането и експлоатацията на електрозахранващи системи. Електрическите товари се характеризират с
Методи за определяне на проектните натоварвания

За изчисляване на електрическите натоварвания на промишлените предприятия се използват главно два метода: методът на коефициента на потребление и методът на проектния коефициент. Към спомагателни методи
Определяне на потреблението на енергия

Общият товар (активен, РΣ и реактивен, QΣ) на шини с напрежение над 1000 V се определя от отношенията: РΣ = (Σ
Елементи на електрическата мрежа

Около 10% от пренесената електроенергия се губи в мрежите на промишлените предприятия. Размерът на загубите зависи от много фактори, но се определя преди всичко от режима на работа на електрическите приемници и отдели.
Електрическите приемници на промишлени предприятия изискват както активна (P), така и реактивна (Q) мощност за тяхната работа. Реактивната мощност се генерира, както и активната, от синхронни генератори

Система за захранване
За промишлените предприятия основният източник на енергия са електроцентралите, интегрирани в енергийни системи. Количеството електроенергия, генерирано от

Промишлени електроцентрали
Промишлените електроцентрали (фабрични електроцентрали) се класифицират като местни източници на активна мощност. Наличието на местни източници трябва да бъде обосновано с проучвания за осъществимост.

Силови трансформатори в електрозахранващата система
Силовите трансформатори са основното електрическо оборудване, което осигурява преноса и разпределението на електрическа енергия от електроцентралите до потребителите.

Използване на мощност транс
Неутрални режими на работа в електрозахранващи системи

Електрическите инсталации и електрическите мрежи с напрежение над 1000 V, съгласно PUE, се разделят на инсталации с високи токове на заземяване (еднофазен ток на късо съединение
Отворени и затворени мрежи

Незатворени (отворени) мрежи са тези, чиито линии не образуват затворени контури. Такива мрежи имат един основен източник на захранване, свързан към един от мрежовите възли.
Видове използвани проводници

За изпълнение на електрически мрежи се използват неизолирани (голи) и изолирани проводници, кабели и проводници.
Голите проводници нямат изолационни капаци. Тяхната

Електрическо окабеляване с изолирани проводници
Електрическото окабеляване обикновено се нарича мрежи с постоянен и променлив ток с напрежение до 1 kV, изпълнени с изолирани проводници, както и кабели с малки сечения (до 16 mm2).

Кабелни линии
Кабелите се използват в мрежи на промишлени предприятия от всички напрежения (до 110 kV включително) както вътре в сгради и съоръжения, така и в цялото предприятие и във външно захранване.

Шинопроводи
Шините са електрически преносни линии, чиито проводници са твърди шини. Шинопроводът може да бъде отворен (неизолирани шини на носещи

Въздушни линии
Късо съединение (SC) е умишлено или случайно свързване на две точки от електрическа мрежа чрез много малка връзка, която не е предвидена от нормални условия на работа.

Изчисляване на ток на късо съединение с постоянна периодична компонента
Периодичният компонент на тока на късо съединение, в съответствие с допустимите грешки, може да се счита за практически непроменен във времето, ако промените му остават в рамките на 10%. Ако раса

Изчисляване на ток на късо съединение с променяща се периодична съставка
Ако условието x* ≥ 3 не е изпълнено, тогава при изчисляване на токовете на късо съединение е необходимо да се вземат предвид преходните процеси в генераторите. Просто казано, можем да предположим, че тези явления имат

Топлинен (електротермичен) ефект на тока на късо съединение
Преходният процес (TP) на нагревателните проводници чрез ток на късо съединение се характеризира с факта, че неговата продължителност (τpp ≈ няколко секунди) е много по-малка от времевата константа на нагревателните проводници t

Ограничение на тока на късо съединение
Индустриалните електрически мрежи се характеризират с наличието на мощни източници на енергия и съответно големи стойности на токове на късо съединение. Това може значително да увеличи цената на захранващата система от

Схеми на цехови трансформаторни подстанции
Магазинните абонатни станции захранват мрежата НН. В цеховите трансформаторни подстанции с напрежение 6-10 / 0,4 kV по правило се използват вериги без ВН шини. Трансформаторни вериги

Схеми на главните понижаващи подстанции
За надеждно електрозахранване на потребители от категории I и II, основните понижаващи подстанции (GPP и PGV), като правило, са изградени с два трансформатора. Подстанциите се захранват от енергийни системи

Основно електрическо оборудване на подстанции
Основното електрическо оборудване на подстанциите са: силови трансформатори, комутационни устройства, разединители, изолатори и разпределителни шини, измервателни трансформатори

Изолатори и шини на разпределителни уредби
Частите под напрежение на електрическите инсталации са закрепени и изолирани една от друга с помощта на изолатори. Изолаторите са разделени на линейни, хардуерни, опорни и втулкови.

Линейни изолатори
Предназначение на релейната защита

При експлоатационни условия на електрическите инсталации са възможни повреди на отделни елементи на електрозахранващата система. Набор от специални устройства, които следят състоянието на всички елементи на системата
Основни принципи на релейната защита

предприятия
Релейната защита е само част от автоматизацията, която се използва в системите за захранване преди други автоматични устройства. Само релейната защита обаче не може

8. Изчисляване на топлинния ефект на токовете на късо съединение и изпитване на електрическо оборудване за топлинна устойчивост по време на късо съединение

8.1. Общи положения

8.1.1. За да се тестват проводници и електрически устройства за термично съпротивление по време на късо съединение, не само първоначалната проектна диаграма и проектната точка на късо съединение, но също така проектният тип на късо съединение и очакваната продължителност на късо съединение трябва първи да бъдат избрани.

Изчисленият тип късо съединение при проверка на проводници и електрически устройства на електрически инсталации с напрежение 110 kV и повече е трифазно или еднофазно късо съединение, в електрически инсталации над 1 kV до 35 kV - трифазно късо съединение верига, а в електрически инсталации на електроцентрали с генераторно напрежение - трифазно или двуфазно късо съединение, в зависимост от това кое води до по-голямо топлинно въздействие.

Очакваната продължителност на късо съединение при тестване на проводници и електрически устройства за термично съпротивление по време на късо съединение трябва да се определи чрез добавяне на времето на работа на основната релейна защита, чиято зона на покритие включва проводниците и устройствата, които се изпитват, и общото време на изключване на превключвателя, който е най-близо до късото съединение, а при изпитване на кабели за незапалимост - чрез добавяне на времето на работа на резервната релейна защита и общото време на изключване на съответния превключвател.

Ако има устройство за автоматично повторно затваряне (ARD), трябва да се вземе предвид общият топлинен ефект на тока на късо съединение.

8.1.2. При изчислена продължителност на късо съединение до 1 s, процесът на нагряване на проводниците под действието на ток на късо съединение може да се счита за адиабатичен, а с изчислена продължителност над 1 s и с бавнодействащи автоматични повторни затваряния, трябва да се вземе предвид предаването на топлина към околната среда.

8.2. Топлинен ефект на тока на късо съединение. Определяне на Джаулов интеграл и термично еквивалентен ток на късо съединение

8.2.1. Препоръчва се количествено да се оцени степента на топлинно въздействие на тока на късо съединение върху проводници и електрически устройства, като се използва интегралът на Джаул

Къде азкъм t - ток на късо съединение в произволен момент от време t, A;

tизключено - прогнозна продължителност на късо съединение, s.

Количествена оценка на степента на топлинно въздействие на тока на късо съединение може да се направи и с помощта на термично еквивалентния ток на късо съединение азтер.ек, т.е. ток с постоянна амплитуда (синусоидален), който за време, равно на изчислената продължителност на късо съединение, има същия топлинен ефект върху проводника или електрическия апарат като реалния ток на късо съединение за същото време. Този ток е свързан с интеграла на Джаул чрез проста връзка

8.2.2. Интегралът на Джаул може да се определи приблизително като сума от интегралите на периодичните и апериодичните компоненти на тока на късо съединение, т.е.

IN k = IN k.p + IN k.a (8.3)

Къде IN kp - Джаулов интеграл на периодичната компонента на тока на късо съединение;

IN k.a е Джаулов интеграл на апериодичния компонент на тока на късо съединение.

8.2.3. Интегралът на Джаул (и термично еквивалентният ток на късо съединение) е сложна функция на параметрите на енергийните източници (генератори, синхронни компенсатори, електродвигатели), конфигурацията на оригиналната проектна верига, позицията на проектната точка на късото съединение - веригата спрямо енергийните източници, отдалечеността й от последните и други фактори. Следователно препоръчителният метод за аналитични изчисления на интеграла на Джаул (термично еквивалентен ток на късо съединение) зависи от характеристиките на изчислителната схема.

Преди това, съгласно първоначалната проектна диаграма, трябва да се изготви еквивалентна схема, в която, както при изчисляване на първоначалната стойност на периодичния компонент на тока на късо съединение (виж параграф 5.2.2), трябва да бъдат синхронни и асинхронни машини представено намалено до основното ниво на напрежение или изразено в относителни единици при избрани основни условия чрез субпреходни съпротивления и субпреходни ЕМП. След това тази верига трябва да се трансформира в най-простата верига, чиято форма зависи от началните условия (вижте параграфи 8.2.4 - 8.2.7), и накрая, в зависимост от получената най-проста верига, като се използва една от формулите по-долу, определяне на интеграла на Джаул или термично еквивалентен ток на късо съединение.

8.2.4. Ако първоначалната проектна схема е произволна, но за всички генератори и синхронни компенсатори изчисленото късо съединение е дистанционно, т.е. съотношението на ефективната стойност на периодичния компонент на тока на всеки генератор (синхронен компенсатор) в началния момент на късо съединение към неговия номинален ток не достига две, след което чрез трансформиране на еквивалентната еквивалентна верига, всички източници на енергия (генератори , синхронни компенсатори и източници на по-отдалечена част от електроенергийната система) трябва да бъдат заменени с един еквивалентен източник, чиято ЕМП се счита за постоянна по амплитуда, а индуктивното съпротивление е равно на полученото еквивалентно съпротивление Xот проектната диаграма (вижте фиг. 8.1 , А). В този случай интегралът на Джаул трябва да се определи по формулата

, (8.4)

Къде аз ps - ефективна стойност на периодичната съставка на тока на късо съединение от еквивалентния енергиен източник (система), A;

Т a.ek - еквивалентна времеконстанта на затихване на апериодичния компонент на тока на късо съединение, s.

ориз. 8.1. Съответстват най-простите еквивалентни схеми

различни първоначални схеми на проектиране

Термично еквивалентният ток на късо съединение в разглеждания случай е

. (8.5)

В случаите, когато tизключено ³ 3 Т a.ek, интегралът на Джаул и термично еквивалентният ток на късо съединение могат да бъдат определени с помощта на по-прости формули:

; (8.6)

. (8.7)

8.2.5. Ако първоначалната проектна схема съдържа един или повече генератори от същия тип (синхронни компенсатори), и последните са в същите условия спрямо изчислената точка на късо съединение (всички машини или агрегати са свързани към общи шини), и изчислената късо съединение е близо, т.е. ефективната стойност на периодичния компонент на тока на генератора (синхронен компенсатор) в началния момент на късо съединение надвишава неговия номинален ток два или повече пъти, тогава еквивалентната верига също трябва да бъде преобразувана в проста верига, съдържаща полученото еквивалентно съпротивление X g и емф д g (фиг. 8.1 , b), но това ЕМП се променя с времето.

, (8.8)

Къде аз p0g - началната ефективна стойност на периодичния компонент на тока на късо съединение от генератора (синхронен компенсатор). А;

Т a.d е времеконстантата на затихване на апериодичния компонент на тока на късо съединение от генератора (синхронен компенсатор), s;

Относителен джаул интеграл:

, (8.9)

Къде аз p t g - ефективната стойност на периодичния компонент на тока на късо съединение от генератора (синхронен компенсатор) в произволен момент от време, A.

Стойностите на относителния интеграл на Джаул при различни разстояния на изчислената точка на късо съединение от генератора (синхронен компенсатор), т.е. различни съотношения на ефективната стойност на периодичния компонент на тока на машината в началния момент на късо съединение към неговия номинален ток могат да бъдат определени от кривите на фиг. 8.2.

В разглеждания случай термично еквивалентният ток на късо съединение трябва да се определи по формулата

. (8.10)

При tизключено ³ 3 Т a.d за определяне на интеграла на Джаул и термично еквивалентния ток на късо съединение е допустимо да се използват формулите

; (8.11)

. (8.12)

ориз. 8.2.

8.2.6. Ако първоначалната проектна верига съдържа различни източници на енергия, а изчисленото късо съединение разделя веригата на две независими части, едната от които съдържа енергийни източници, за които късото съединение е отдалечено, а другата - един или повече генератори (синхронни компенсатори), разположени при същите условия спрямо точката Късо съединение и за тази машина или група машини изчисленото късо съединение е близко, тогава еквивалентната еквивалентна верига трябва да се преобразува в двулъчева (фиг. 8.1 , V): всички енергийни източници, за които късото съединение е отдалечено, и елементите, които ги свързват с точката на късо съединение, трябва да бъдат представени под формата на един клон с еквивалентна EMF, постоянна по амплитуда д X s, и машина или група машини, за които късото съединение е близо - под формата на друг клон с променяща се във времето ЕМП д g и съответното еквивалентно съпротивление XЖ .

В този случай интегралът на Джаул трябва да се определи по формулата

(8.13)

където е относителният интеграл на периодичната съставка на тока в мястото на късо съединение, причинено от действието на генератора (синхронен компенсатор):

Стойността на относителния интеграл при намереното разстояние на точката на късо съединение може да се определи от кривите. Такива криви за синхронни генератори с тиристорна независима система на възбуждане са показани на фиг. 8.3.

ориз. 8.3. Криви за определяне от синхронни генератори

с тиристорна система за възбуждане

В случаите, когато 3 Т a.g > tизключено ³ 3 Т a.ek, за определяне на интеграла на Джаул е допустимо да се използва изразът

(8.15)

Ако tизключено ³ 3 Та.д., тогава е допустимо да се използва формулата

Термично еквивалентният ток на късо съединение трябва да се определи с помощта на формула (8.2), като се замени предварително намерената стойност в нея INдо.

8.2.7. Ако първоначалната проектна верига съдържа различни източници на енергия, а изчисленото късо съединение разделя веригата на две независими части, едната от които съдържа енергийни източници, за които късото съединение е отдалечено, а другата - група от подобни електрически двигатели (синхронни или асинхронен), за който късото съединение е близо, тогава еквивалентната еквивалентна верига също трябва да бъде преобразувана в двулъчева (фиг. 8.1 , Ж): всички енергийни източници, за които късото съединение е отдалечено, и елементите, които ги свързват с точката на късо съединение, трябва да бъдат представени като непроменени по амплитуда, еквивалентни на ЕМП дс и полученото еквивалентно съпротивление X s, и група електродвигатели - еквивалентни EMF д d и еквивалентно съпротивление X d.

В този случай интегралът на Джаул трябва да се определи по една от формулите, дадени в параграф 8.2.6, като преди това е заменен в него аз p0g и Т a.d със съответните стойности аз p0d и Т a.d за еквивалентен електродвигател, както и и - относителни интеграли на еквивалентен електродвигател. Кривите на зависимостта за синхронни и асинхронни електродвигатели при различни съотношения на ефективната стойност на периодичния компонент на тока на еквивалентния електродвигател в началния момент на късо съединение към неговия номинален ток са показани на фиг. 8.4-8.7.

Термично еквивалентният ток на късо съединение трябва да се определи с помощта на формула (8.2), замествайки в нея предварително намерената стойност на интеграла на Джаул INдо .

Електродинамична сила на взаимодействие между два успоредни проводника (фиг. 1) с произволно напречно сечение, протичащи токове аз 1 и аз 2, определени по формулата

F=2.04k f аз 1 аз 2 · л/а 10 -8, кг ,

Къде аз 1 и аз 2 - моментни стойности на токовете в проводниците, а ; л– дължина на успоредни проводници, cm; а– разстояние между осите на проводниците, cm; к f - коефициент на форма.

Силата на взаимодействие между два успоредни проводника е равномерно разпределена по дължината им. При практически изчисления тази равномерно разпределена сила се заменя с резултантната сила Е, нанесен върху проводниците в средата на тяхната дължина.

Когато посоката на токовете в проводниците е еднаква, те се привличат, а когато са в различни посоки, се отблъскват.

Фактор на формата к f зависи от формата на напречното сечение на проводниците и тяхното взаимно разположение. За кръгли и тръбни проводници к f =1; за проводници с други форми на напречното сечение: к f =1 в случаите, когато напречното сечение на проводниците е малко, а дължината им е голяма спрямо разстоянието между тях и може да се приеме, че целият ток е съсредоточен в оста на проводника. Да, приемат к f =1 при определяне на силите на взаимодействие между фазите m/y на шинни конструкции на разпределителни уредби, независимо от формата на напречното сечение на шините, т.к. разстоянието между шините на различни фази в разпределителните уредби е доста голямо и възлиза на няколкостотин милиметра или повече.

Ако разстоянието между проводниците (автобусите) с правоъгълни, кутийни и други секции е малко, тогава к f ≠1.

Силата, действаща върху тоководещия проводник, се определя от взаимодействието му с токовете в проводниците на другите две фази, като средният фазов проводник е в най-тежки условия. Най-голямата специфична сила върху средния фазов проводник може да се определи от израза, N/m,

f=√3·10 -7 ·k f ·I 2 m/a,

където I m е амплитудата на тока във фаза, A; a – разстояние между съседни фази, m.

Коефициент √3 отчита фазовите измествания на токовете в проводниците.

Взаимодействието на проводниците се увеличава значително в режим на късо съединение, когато общият ток на късо съединение достигне най-високата си стойност - удар. При оценката на фазовото взаимодействие е необходимо да се вземат предвид двуфазни и трифазни къси съединения.

За да определите специфичната сила по време на трифазно късо съединение в система от проводници, използвайте израза

f (3) =√3·10 -7 ·kе · аз ( 3)2 г.,

Къде i (3) y– ударен ток на трифазно късо съединение, А.

В случай на двуфазно късо съединение влиянието на третата (неповредена) фаза е незначително, като се има предвид, че ‌ ׀аз 1׀=‌ ׀i 2|=|i (2)2 y |.следователно

f (2) =2·10 -7 ·kе · аз ( 2)2 г.,

Къде аз ( 2) y – ударен ток на двуфазно късо съединение, A.

Като се има предвид, че междуфазната сила при трифазно късо съединение е по-голяма, отколкото при двуфазно. Следователно проектният тип късо съединение при оценка на електродинамичните сили се счита за трифазен.

За да се предотвратят механични повреди под въздействието на сили, възникващи в проводниците, когато през тях протичат токове на късо съединение, всички елементи на тоководещата конструкция трябва да имат достатъчно електродинамично съпротивление.

Електродинамичното съпротивление обикновено се разбира като способността на устройствата или проводниците да издържат на механични сили, произтичащи от потока на токове на късо съединение, без деформация, която предотвратява по-нататъшната им нормална работа.

Топлинен ефект на токовете на късо съединение. При протичане на ток на късо съединение температурата на проводника се повишава. Продължителността на процеса на късо съединение обикновено е кратка (в рамките на няколко секунди), така че топлината, освободена в проводника, няма време да бъде прехвърлена в околната среда и почти изцяло се използва за нагряване на проводника. Проводник или устройство трябва да се счита за термично устойчиво, ако температурата му по време на късо съединение не надвишава допустимите стойности.

Температурата на нагряване на проводника по време на късо съединение може да се определи по следния начин. По време на късо съединение във времето дтв проводника се отделя известно количество топлина

dQ=I 2 k , t r θ dt,

Къде Ik,t– ефективна стойност на общия ток на късо съединение в момента t KZ; rθ– активно съпротивление на проводника при дадена температура θ :

rθ=ρ 0 (1+αθ)л/q,

тук ρ 0 е специфичното активно съпротивление на проводника при θ=0 0; л– дължина на проводника; р– напречното му сечение; α - температурен коефициент на съпротивление.

Почти цялата топлина отива за нагряване на проводника

dQ=Gc θ dθ,

Къде G –маса на проводника; c θ– специфичен топлинен капацитет на материала на проводника при температура θ.

Процесът на нагряване по време на късо съединение се определя от уравнението

I 2 k , t r θ dt= Gc θ dθ.

При избора на електрически устройства обикновено не е необходимо да се определя температурата на живите части, тъй като производителят, въз основа на специални тестове и изчисления, гарантира времето и средноквадратичния ток на термично съпротивление. С други думи, каталозите предоставят стойността на гарантирания импулс на средноквадратичния ток на късо съединение, който устройството може да издържи без повреди, възпрепятстващи по-нататъшната нормална работа. Условието за проверка на термичното съпротивление в този случай е следното:

B до ≤I 2тер tтер,

Къде Б до– изчислен импулс на квадратичния ток на късо съединение, определен по описания по-горе метод; азтер и t ter – съответно средноквадратичен ток на термично съпротивление и време на протичането му (номинална стойност).

Проверяват се ефектите от токовете на късо съединение

1) за динамична стабилност - устройства и проводници, защитени с предпазители с вложки за номинални токове до 60 A включително; електрическото оборудване, защитено с токоограничаващи предпазители за високи номинални токове, трябва да бъде проверено за динамична стабилност въз основа на най-високата моментна стойност на тока на късо съединение, преминал през предпазителя.

За термична стабилност - устройства и проводници, защитени с предпазители за всякакви номинални токове,

2) проводници във вериги към индивидуални електрически приемници, включително цехови трансформатори с обща мощност до 1000 kVA и с първично напрежение до 20 kV включително, ако е осигурено необходимото резервиране в електрическата част, в която изключването на тези приемници не причиняват прекъсване на производствения процес, ако повредата на проводниците не може да причини експлозия, дори ако повредените проводници се сменят без особени затруднения.

3) проводници във веригите към отделни електрически приемници и разпределителни точки за избелване за несъществени цели, при условие че повредата им по време на късо съединение не може да причини експлозия;

Способността на устройствата, проводниците и изолаторите да издържат на електродинамични и топлинни ефекти, които възникват, когато през тях преминават най-големите токове на късо съединение, се нарича съответно електродинамично и термично съпротивление.

В случай на късо съединение с достатъчна за практиката точност процесът на нагряване може да се приеме за адиабатен:

Къде аз к(t) е функция, характеризираща промяната на тока на късо съединение във времето; Р J е съпротивлението на проводника при дадена температура J; C J е специфичният топлинен капацитет на проводника при дадена температура; Ж- маса на проводника.

Като се има предвид, че съпротивлението на проводника и неговият специфичен топлинен капацитет са функции на температурата:

,

Къде r 0 и c 0 - съпротивление и топлинен капацитет на проводника при начална температура ДжН =0°С; a и b са температурни коефициенти на съпротивление и топлинен капацитет; С, л, g - площта на напречното сечение, дължината и плътността на проводника.

Разделяйки променливите и интегрирайки в необходимите граници, получаваме уравнението

което ви позволява да определите крайната температура на проводника Jc при нагряване от ток на късо съединение от първоначалната температура Джп. Въпреки това, аналитичното решение на това уравнение е трудно и следователно за обикновените проводникови материали зависимостите на стойностите на втория интеграл от крайната температура (при Дж n =0), които са представени на фиг. 2.8.

ориз. 2.8. Криви за определяне на температурата на нагряване на части под напрежение при късо съединение

Първи интеграл в зависимост от тока на късо съединение и времето на изключване tизключен, се нарича квадратичен токов импулс V. Неговата приблизителна стойност може да бъде изразена по отношение на ефективните стойности на общия ток и неговите компоненти

Къде ефективна стойност на общия ток на късо съединение в момента t; азп, t- ефективна стойност на периодичния компонент; I a, t– апериодичен компонент.

Така импулсът на квадратичния ток на късо съединение е равен на сумата от импулсите от периодичния б n и апериодични бно компонент.

Импулсът от периодичния компонент може да се определи чрез графично-аналитичен метод, като се замени гладката крива с една стъпка с ординати, съответстващи на средните стойности на квадратите на ефективните текущи стойности за всеки интервал от време:

В случаите, когато мястото на повредата е отдалечено от генераторите или е необходимо грубо (надценяване) на импулса от периодичния компонент, може да се приеме, че периодичният компонент не затихва, т.е. .

Импулсът от апериодичния компонент на тока на късо съединение е равен на:

Когато намерим

Тогава крайната температура на проводника ще бъде равна на

.

На фиг. 2.8 нанасяме по ординатната ос J n и по съответната крива (т. А) намираме Ап. Добавяне към А n (по оста x) стойност б/С 2, получаваме А n и съответната температура на проводника J k (точка bна кривата).

Крайната температура по време на късо съединение не трябва да бъде по-висока от допустимата при условие за поддържане на изолацията или при условие на механична якост (за голи проводници).

Състояние на термично съпротивление на проводника:

Термичното съпротивление на устройствата обикновено се характеризира с номиналния ток на термично съпротивление аз ter при определена продължителност на неговото преминаване, наречено номинално време на термично съпротивление tтер. За да проверите устройството за термично съпротивление, сравнете стойността на топлинния импулс, нормализиран от производителя, с изчислената стойност. Условието за термично съпротивление на апарата се формулира като:

Методът за изчисляване на термичното и динамично съпротивление на проводници и устройства е даден по-подробно в указанията за изчисляване на токове на късо съединение и избор на електрическо оборудване RD 153–34.0–20.527–98

Токове на късо съединение причиняват допълнително нагряване на части под напрежение на електрически уреди, шини и жила на електрически кабели.

Продължителност, защото z. определя се от времето, необходимо за изключване на веригата от защитни устройства. С цел увреждане от термично действие поради бяха най-малките, те са склонни да изключат късо съединение. възможно най-бързо (времето за реакция на защитата не трябва да надвишава 0,1 - 1 s).

Поради кратката продължителност на късото съединение. Смята се, че цялата генерирана топлина се използва за нагряване на проводниците, докато когато проводникът се нагрява от тока на натоварване, част от генерираната топлина се разсейва в околната среда.

За да се опростят изчисленията за изчисляване на количеството топлина, отделена по време на късо съединение, конвенционално се приема, че проводникът се нагрява от ток, който е постоянен по големина и е равен на стационарната стойност на периодичния компонент на късото съединение. В този случай действителното време на действие се дължи на се заменят с така нареченото фиктивно време t f, през което постоянният ток I ∞ ще освободи същото количество топлина като реално променящия се, тъй като

След приетите предположения количеството топлина Q k, cal, отделено съгласно закона на Джаул-Ленц в проводник със съпротивление, равно на R, по време на късо съединение ще бъде:

Q к = 0,24 I 2 ∞ R tф

където t f е фиктивното време на действие на тока на късо съединение, s.

Температура на нагрятото устройство

υ= Q k / G c , (II-33)

където ϑ -°С, ако Q k, kcal; G - тегло, kg; с—специфичен топлинен капацитет, kcal/(kgХ°С).

За да се постигне динамична и термична устойчивост на оборудването, ако е необходимо, те прибягват до ограничаване на стойността, защото чрез включване на реакторите, за да се намали времето за късо съединение.

Реакторът е бобина с високо индуктивно и ниско активно съпротивление. Реакторите са надеждно изолирани от заземени части.

Реакторите се изработват без стоманени сърцевини, което намалява енергийните загуби в тях, намалява теглото и цената им; в допълнение, в присъствието на стомана, тяхната индуктивност ще зависи от големината на тока, което ще доведе до по-малко ограничение, тъй като

Номиналните параметри на оборудването (ток, напрежение, мощност на изключване) трябва да съответстват на изчислените максимални проектни стойности в работен режим и по време на късо съединение.

Номиналните данни на електрическата инсталация са набор от общи параметри, характеризиращи работата на електрическата инсталация в номинален режим.

За да се предотвратят къси съединения и да се намалят последствията от тях, е необходимо да се отстранят причините, които ги причиняват, да се проектират, монтират и експлоатират правилно електрическите инсталации и да се гарантира, че всички елементи на електрическите инсталации (устройства, проводници и др.) имат динамичен и топлинна устойчивост при условия на късо съединение.

Изберете същите превключватели на захранването, които под въздействието на защитата бързо и надеждно изключват повредените елементи на оборудването или част от мрежата. За да направите това, трябва да можете да изчислявате, защото и определяне на произтичащите спадове на напрежението в мрежовите възли.

Въпроси за сигурност

1. Какви са причините за късо съединение?
2. Какви последствия може да причини късо съединение?
3. Какво е късо съединение?
4. Какви видове късо съединение познавате?
5. Кое късо съединение произвежда най-големи токове?
6. Как се определят импедансите на късо съединение?
7. Какви предположения се правят при изчисляване на токовете на късо съединение?
8. Защо се изчислява токът на късо съединение?
9. Какъв е процесът на късо съединение?
10. Как се изчислява токът на късо съединение?
11. Какви са характеристиките на изчисляването на токовете на късо съединение в мрежи с напрежение до 1000 V?
12. Каква е разликата между изчисляването на токовете на късо съединение в наименувани и относителни единици?
13. Какви са ефектите от токовете на късо съединение?
14. Как се определят електродинамичните и термичните напрежения?
15. Какви мерки осигуряват термичната устойчивост на оборудването?
16. Какви параметри на оборудването се вземат предвид при изчисляване на токовете на късо съединение?

„Електрозахранване на строително-монтажни работи”, G.N. Глушков

Въпреки това, за по-точно изчисление, общото съпротивление на веригата на късо съединение. трябва да се определя не чрез аритметично събиране на модулите на импедансите на секциите на тази верига (II-5), а както в израза на фигурата: Пример за изчисление. Съгласно изчислителната схема, показана на фиг. II-4; определяне на съпротивлението на елементите на веригата - на фиг. II-6. Съпротивления на силовия трансформатор ТМ 630/10, намалени до напрежение 0,4...

iy = √2Ku Ik, където Ku е коефициентът на въздействие, определен от графиката Ku = f (X/R) Изчислителна схема за X/R = 24/50 = 0,48. От графиката имаме Ku =1 iу = 1,41*1*4,15 = 5,9 kA. Най-високият ефективен ток на късо съединение, чрез който се проверява съоръжението за динамична устойчивост през първия период на късо съединение, е: Iу=…

Съпротивлението на системата Xc се определя по формулата Xc=Uc//√3I(30) Съпротивление на ВЛ: индуктивно Xl =x0l; активно Rl = r0l където x0, r0 - специфично индуктивно и активно съпротивление на линията, Ohm/km (виж справочника). l - дължина на линията, км. Индуктивно съпротивление на намотките на силов трансформатор: Хт = Uk%U1N/√3I1N100%. Полученото индуктивно съпротивление Chrez е xc+xl+xt Ако Chrez е >1/3rl, тогава активното съпротивление...