Грачёв А.С. Электрические аппараты

Подождите немного. Документ загружается.

100

P/Pk

длпкp





















где

пк

P и

дл

P – соответственно мощности источников теплоты

при повторно-кратковременном и длительном процессах на-

грева, Вт;

t и

t – соответственно время рабочего периода и пауз,

получим





















1400

150

1400

252

и найдем время одного цикла .cttt

npц

372

Допустимое число включений катушки в час



t/n 3600

.,/ 793723600



Ответ:

.n 9



10. Найти конечную температуру медного круглого провод-

ника диаметром ,ммd 20 который в течение 1,5 c нагружается

током ,AI 32000 если в начальный момент времени провод-

ник находился в спокойном воздухе при температуре

,С

0



а коэффициент теплоотдачи с его поверхности

.Км/Втk



Решение. Постоянная времени нагрева проводника длиной 1 м

из формулы

.сFk/dсFk/cT

10004





Поскольку

,,/T/t 101051





процесс нагрева можно счи-

тать адиабатическим и температуру проводника определить по

кривой адиабатического нагрева для меди (рис. 2.20).

Для данного случая





4216

1056151101001433200 м/cA,,,/tj 

















и, следовательно,

.С

кон

80



101

Рис. 2.20. Кривые адиабатического нагрева проводниковых материалов:

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

Ответ: .С

кон

80



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 3

20 мм. Расчетный рабочий период .ct

сp

30 Темпера-

тура окружающей среды 40

С.

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

тельном режиме может быть нагружена током .AI

пр

275

Электрическое сопротивление 1 см шины при температуре

905040 



равно

 

 

 

 

 

.Ом,,

aRR

20200

100293070004301

230

10017540

201201















102

Таблица 2.10

Значения токовой нагрузки

Токовая нагрузка при числе полос на фазу, А

Размер

шины, мм

Масса 1 м

полосы, кг

1 2 3 4

1 2 3 4 5 6

Медные

0,399 210 – – –

0,529 275 – – –

0,662 340 – – –

1,185 475 – – –

1,42 625 –/1090 – –

1,77 700/705 –/1250 – –

2,24 800/870 –/1525 –/1805 –

2,67 955/960 –/1700 –/2145 –

3,20 1125/1145 1740/1990 2240/2495 –

4,26 1480/1510 2110/2630 2730/3220 –

100

5,34 1810/1875 2470/3245 3170/3940 –

4,26 1320/1345 2160/2485 2760/3020 –

5,69 1690/1755 2620/3095 3370/3850 –

100

7,11 2080/2180 3060/3810 3930/4690 –

120

8,51 2400/2600 3400/4400 4340/5600 –

5,34 1475/1525 2560/2725 3390/3530 –

7,11 1900/1990 3100/3510 3900/4450 –

100

8,80 2310/2470 3610/4325 4650/5385 5300/6060

120

10,67 2650/2950 4100/5000 5200/6250 5900/6800

Алюминиевые

0,122 165 – – –

0,162 215 – – –

0,203 265 – – –

0,324 365/370 – – –

0,432 480 –/855 – –

0,540 540/545 –/965 – –

103

Окончание табл. 2.10

1 2 3 4 5 6

0,675 665/670 –/1180 –1470 –

0,810 740/745 –/1315 –/1470 –

0,972 870/880 1350/1585 1720/1940 –

1,296 1150/1170 1630/2055 2100/2460 –

1,620 1425/1455 1935/2515 2500/3040 –

1,728 1320/1355 2040/2400 2620/2975 –

2,160 1625/1690 2390/2945 3050/3620 –

2,592 1900/2040 2650/3350 3380/4250 –

2,700 1820/1910 2800/3350 3650/4100 4150/4400

3,240 2070/2300 3200/3900 4100/4800 4650/5200

Примечание. В числителе приведена токовая нагрузка при переменном, в

знаменателе – при постоянном токе.

Допустимые потери мощности в продолжительном режиме:

.см/Вт,,RIР

прпр

22201002930275

422







Постоянная времени нагрева

сМ

о.т

466

641069

3453850











где

Cг/дж,c

3850 

– удельная теплоемкость меди;





642302 см,,S  – площадь поверхности охлаждения

шины длиной ;смl 1

г,,,SlМ 345123098 



– масса шины.

.Ссм/Вт,

пр

о.т

024

1069

6450

2220











Превышение температуры

.,exp

exp

кр

уукр

0650

466

11 



























































104

Отсюда



– установившееся превышение температуры при

мощности кратковременного режима, которая может быть приня-

та большей, чем мощность продолжительного режима:

.С

770

0650





Для весьма кратковременного режима

.С

кр

776

466

5 



Мощность допустимая

.см/Вт,

exp

кр

пр

кр

423

0650

2220



















Мощность для весьма кратковременного режима

.см/Вт,

сМ

кр

443

503453850









Ток допустимый

exp

кр

пр

кр

1080

0650

275



















Ток для весьма кратковременного режима

кр

пркр

1085

466

275 

Коэффициенты перегрузки по мощности при кратковремен-

ном и весьма кратковременном режиме

пр

кр

м.п

415

770

2220

423





кр

пр

кр

м.п

615

466

2220

443





105

Коэффициенты перегрузки по току при вышеуказанных режимах

;,,k

м.п

пр

кр

т.п

923415 

.,,k

м.п

крпр

кр

.п

953615

275

1085





Из рисунка 2.21 для ПВ = 0 при



крпркр

I/I,/T/t 064046630

255



следовательно

т.п

923

2550



Рис. 2.21. Зависимость нагрузочной способности токоведущих частей

от временного параметра при повторно-кратковременном режиме работы

Допустимая длительность при кратковременном и весьма

кратковременном режимах

;c,lnlnTt

кр

531

50770

770

466 













.cTt

кр

776

466 



106

Расчет времени является контрольным. Полученные его зна-

чения подтверждают правильность расчетов; в задании

.ct

кр

30

При продолжительном режиме плотность тока

;мм/A,

пр

584

230

275







при кратковременном режиме )ct(

кр

30 :

.мм/A

кр

180

230

1080







При односекундной работе плотность тока согласно выраже-

нию

tItI 

.мм/Atjj

кркркр

301

97301800 

По таблице 2.11 для медных шин допустимой величиной

плотности тока является ,мм/A

162394  следовательно,

плотность тока

97 мм/A допустима.

Таблица 2.11

Значения плотности тока термической устойчивости

для проводников из различных металлов (для шин, стержней и др.)

Плотность тока, А/мм

при продолжительности его действия

Материал

3 с 4 с 10 с

Медь 94 82 51

Латунь 44 38 24

Алюминий 48 42 27

12. Определить нагрузочную способность и соответствующие

ей параметры вводных шин аппарата при повторно-

кратковременном установившемся режиме ПВ = 40 % в условиях

примера 11.

107

Решение. Все значения величин, определенные в решении

примера 11, остаются те же.

Необходимо определить следующие дополнительные пара-

метры:

.с

,ПВ



Число включений в час

;48

3600

 ;,

160

466

 .,

0640

466



Последние два параметра малы, т.е. .Tt



Превышение температуры

.С

,ПВПВ

укр.п

125





Мощность

.см/Вт,

ПВ

кр

кр.п

5550

2220



Ток

.А

,ПВ

пр

кр.п

430

275



То же значение тока можно найти по кривым рисунка 2.21.

По 640

430

275

кр.п

пр

 и

%ПВ 40



находится ,,

0650 отку-

да .c,t

300650466  Это время соответствует заданному.

Коэффициенты перегрузки:

– по мощности

,ПВ

м.п



– то току

.,,kk

м.пт.п

58152 

108

13. Определить предельно допустимый четырехсекундный

ток термической устойчивости и плотность тока вводных шин

аппарата, рассмотренных в примере 11.

Решение. По условию ,С

905040 



а допустимая для

меди .С

у.т

300



По рисунку 2.22 для меди

424

1041 мм/сА,А

 и

.мм/сА,А

у.т

424

10753 

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).

109

ЛИТЕРАТУРА

1. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: спра-

вочные материалы для курсового и дипломного проектирования / Б.Н. Неклепа-

ев, 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 ап-

паратах / Г.Б. Холявский. – Л., 1972.

6. Сахаров П.В. Проектирование электрических аппаратов (Общие вопросы

проектирования) / П.В. Сахаров. – М.: Энергия, 1971.