Calculul online al rezistenței termice și stabilității electrodinamice. Selectarea și testarea transformatoarelor de curent de măsurare
Verificarea rezistenței dinamice a anvelopelor se reduce la un calcul mecanic al structurii anvelopei în timpul unui scurtcircuit. Forțele electrodinamice care apar în timpul unui scurtcircuit sunt de natură oscilativă și au componente periodice cu o frecvență de 50 și 100 Hz. Aceste forțe fac ca anvelopele și izolatoarele, care sunt un sistem dinamic, să vibreze. Deformarea elementelor structurale și solicitările corespunzătoare din material depind de componentele forței electrodinamice și de frecvența naturală a elementelor puse în vibrație.
În special tensiuni înalte apar în condiții de rezonanță, când frecvențele naturale ale sistemului magistrală-izolator sunt apropiate de 50 și 100 Hz. În acest caz, tensiunile din materialul barelor și izolatoarelor pot fi de două până la trei ori mai mari decât tensiunile calculate din forța electrodinamică maximă în timpul unui scurtcircuit cauzat de curentul de șoc de scurtcircuit. Dacă frecvențele naturale ale sistemului sunt mai mici de 30 sau mai mari de 200 Hz, atunci rezonanța mecanică nu are loc și barele colectoare sunt verificate pentru rezistența electrodinamică în ipoteza că barele și izolatorii sunt un sistem static cu o sarcină egală cu maximul. forță electrodinamică în timpul unui scurtcircuit.
În majoritatea modelelor de anvelope utilizate, aceste condiții sunt îndeplinite, iar PUE nu necesită testarea rezistenței electrodinamice a anvelopelor ținând cont de vibrațiile mecanice.
În unele cazuri, de exemplu, la proiectarea unor noi centrale de reactoare cu bare colectoare rigide, frecvența oscilațiilor naturale este determinată folosind următoarele expresii:
pentru anvelope din aluminiu:
pentru bare de cupru:
unde l este intervalul dintre izolatori, m;
J este momentul de inerție al secțiunii transversale a pneului în raport cu axa perpendiculară pe direcția forței de încovoiere, cm 4 ;
S - aria secțiunii transversale a anvelopei, cm 2.
Prin modificarea lungimii deschiderii și a formei secțiunii transversale a anvelopelor, se asigură eliminarea rezonanței mecanice, adică. astfel încât v 0 > 200 Hz. Dacă acest lucru nu poate fi realizat, atunci se face un calcul special al anvelopelor ținând cont de forțele dinamice care apar atunci când structura anvelopei vibrează.
Când se calculează magistralele ca sistem static, se presupune că magistrala fiecărei faze este o grindă cu mai multe trave, așezată liber pe suporturi rigide, cu o sarcină uniform distribuită. În acest caz, momentul încovoietor este determinat de expresie.
unde f este forța pe unitatea de lungime, N/m.
În cele mai severe condiții există o fază medie, care este luată ca fiind cea calculată; Tipul de proiectare al scurtcircuitului este considerat a fi trifazat. Forța maximă pe unitatea de lungime a fazei de mijloc în timpul unui scurtcircuit trifazat este egală cu
unde i y - curent de șoc de scurtcircuit, A
a este distanța dintre axele fazelor adiacente, m.
Tensiunea (în megapascali) generată în materialul anvelopei este
unde W este momentul de rezistență al anvelopei, m 3.
Această tensiune trebuie să fie mai mică sau egală cu tensiunea admisă s add (Tabelul 3.3).
Momentul de rezistență depinde de forma secțiunii transversale a anvelopelor, de dimensiunile acestora și de poziția relativă (Fig. 3.1, 3.2). Pentru magistralele cu secțiune scurtă, momentul de rezistență se determină conform acelorași cataloage ca și curentul admis.
Tabelul 3.3
Tensiuni mecanice admise în materialul anvelopelor
Intervalul selectat nu trebuie să depășească cea mai mare valoare admisă l max, determinată de expresie
În autobuzele cu mai multe benzi, atunci când un pachet include două sau trei benzi, apar forțe electrodinamice între faze și între benzile din interiorul pachetului. Forțele dintre benzi nu trebuie să le facă să intre în contact. Pentru a conferi rigiditate pachetului și pentru a preveni atingerea benzilor, sunt montate garnituri din material pentru anvelope (Fig. 3.3).
Distanța dintre garniturile l p este selectată astfel încât forțele electrodinamice în timpul unui scurtcircuit să nu determine contactul benzilor:
unde i 2 y este curentul de șoc al unui scurtcircuit trifazat;
a n este distanța dintre axele benzilor, cm;
J p = hb 3 /12 - momentul de inerţie al benzii, cm 4;
 |
Kf este coeficientul de formă a barei colectoare (Fig. 3.4), care ia în considerare influența dimensiunilor transversale ale conductorului asupra forței de interacțiune.
Pentru a preveni o creștere bruscă a forțelor în benzi ca urmare a rezonanței mecanice, frecvența naturală a sistemului trebuie să fie mai mare de 200 Hz.
Pe baza acestui lucru, valoarea lui l p este selectată în funcție de încă o condiție:
unde m p este masa benzii pe unitatea de lungime, kg/m.
Se ia în considerare cea mai mică dintre cele două valori obținute.
Tensiunea totală din materialul magistralei este formată din două componente - s f și s p. Tensiunea din interacțiunea fazelor s f se găsește în același mod ca și pentru magistralele cu o singură bandă (W f este luată conform fig. 3.2). La determinarea tensiunii din interacțiunea benzilor s p, se ia următoarea distribuție a curentului între benzi: în două benzi - 0,5i y pe bandă; în cele cu trei benzi - 0,4i y în extreme și 0,2i y la mijloc. În acest caz, forța de interacțiune dintre dungile în anvelopele cu două benzi și forța care acționează asupra dungilor exterioare în anvelopele cu trei benzi sunt, respectiv, (în newtoni pe metru).
Benzile sunt considerate ca o grindă cu capete prinse și o sarcină uniform distribuită; momentul încovoietor maxim (în newtoni metri) și s p (în megapascali) sunt determinate de expresiile
Forța f p pentru orice aranjament de bare multipolare acționează asupra marginii late a barei și asupra momentului de rezistență
Condiția pentru rezistența mecanică a anvelopelor are forma:
s calc = s f + s p £ s adaugă.
Dacă această condiție nu este îndeplinită, atunci s f sau s p ar trebui redus, ceea ce se poate face prin scăderea l f sau l p sau creșterea a sau W f.
Rezolvând ecuația pentru s p în raport cu l p, puteți determina distanța maximă admisă între distanțiere
Valoarea finală a lui l p este luată din considerente de proiectare (lungimea lui l p trebuie să fie un multiplu al lui l).
Calculul mecanic al barelor colectoare cu secțiune se realizează în același mod ca și pentru barele colectoare cu doi poli.
Când se calculează s f, se iau următoarele (Tabelul 3.4):
Dacă anvelopele sunt situate într-un plan orizontal și canalele sunt conectate rigid între ele prin suprapuneri sudate, atunci W calc = W y0-y0 ;
În absența unei conexiuni rigide, W calc = 2W y-y ;
Când anvelopele sunt situate într-un plan vertical, W calculat = 2W x-x.
La determinarea forței de interacțiune între canalele care alcătuiesc magistrala cu secțiune se ia k f = 1; se ia distanța dintre axele conductoarelor egală cu mărimea h și apoi 
Momentul de proiectare al rezistenței W p = W y-y.
Într-un număr de modele de aparate de distribuție, barele de fază sunt amplasate astfel încât secțiunile de bare să fie vârfurile unui triunghi - echilateral sau dreptunghiular (Tabelul 3.4). Când barele sunt situate la vârfurile unui triunghi echilateral, barele tuturor fazelor sunt în aceleași condiții și forța maximă de interacțiune se dovedește a fi egală cu forța care acționează asupra fazei B când barele sunt situate în plan orizontal. Dacă anvelopele sunt situate la vârfuri triunghi dreptunghic, atunci determinarea forțelor emergente devine mai complicată, deoarece fazele sunt în conditii diferite. Determinarea s p sau l p în anvelopele cutie se realizează în acest caz în același mod ca atunci când anvelopele sunt situate într-un plan orizontal sau vertical.
Tabelul 3.4
Formule pentru calcularea anvelopelor situate la vârfurile unui triunghi
| Locația anvelopelor | s f max, MPa | Forțe care acționează asupra izolatorilor, N |
 |
   |
|
  |
 |
|
 |
   |
|
 |
Notă. În formulele de calcul i y - în amperi, l și a - în metri, W - in metri cubi; F P - tracțiune, F I - încovoiere și F C - forțe de compresiune.
Sarcina mecanică asupra izolatoarelor depinde și de deschiderea l și de sarcina specifică pe anvelope f. Prin urmare, alegerea izolatoarelor se face concomitent cu alegerea anvelopelor. Barele colectoare rigide sunt montate pe suport și izolatoare bucșe, care sunt selectate din condiții
U nom.set £ U nom.iz; F calc £ F adaugă,
unde U nom.install și U nom.iz sunt tensiunile nominale ale instalației și ale izolatorilor;
F calculat - forța care acționează asupra izolatorului;
F suplimentar - sarcină admisă pe capul izolatorului, egală cu 0,6F nominal;
F rupt este sarcina de încovoiere distructivă a izolatorului, a cărei valoare pentru izolatori tipuri diferite sunt date mai jos (în newtoni):
OF-6-375, OF-10-375, OF-20-375, OF-35-375 3.750
OF-6-750, OF-10-750, OF-20-750, OF-35-750 7.500
OF-10-1250 12 500
OF-10-2000, OF-20-2000 20.000
OF-20-3000 30 000
Când izolatoarele tuturor fazelor sunt amplasate în plan orizontal sau vertical, forța de proiectare a izolatoarelor de susținere este determinată (în newtoni) de expresia F calculată = f f l f k h , unde k h este factorul de corecție pentru înălțimea magistralei, dacă este instalat „pe margine”, k h = H /H din (H = H din + b + h/2).
Când anvelopele sunt situate la vârfurile triunghiului, F calculat = k h F și (Tabelul 3.4).
Pentru bucșe F calculat = 0,5f f l f. Acești izolatori sunt selectați și în funcție de curentul admis: I max £ I nom.
Citeste si:
|
Barele colectoare sunt selectate în funcție de încălzirea permisă din condiție,
unde am calculat este curentul calculat, I suplimentar este curentul admisibil pe termen lung în funcție de starea de încălzire.
Secțiunile de bare colectoare selectate trebuie verificate pentru rezistența termică și electrodinamică.
Când curenții de scurtcircuit trec prin bare și alte părți sub tensiune, apar forțe electrodinamice care creează momente de încovoiere și solicitări în metal. Criteriile pentru rezistența electrodinamică sau rezistența mecanică a anvelopelor sunt tensiunile maxime, care nu trebuie să depășească valorile admise pentru un anumit material.
σ р ≤ σ suplimentar, unde σ р, σ suplimentar sunt tensiunile de încovoiere calculate și, respectiv, admisibile ale materialului.
O magistrală montată pe izolatoare poate fi considerată ca o grindă cu mai multe trave. Cel mai mare stres din metal în timpul îndoirii
unde M este momentul încovoietor maxim, N m; W – momentul de rezistență al anvelopei, m3.
Când anvelopele sunt puse pe muchie, când sunt puse plat.
Aici b și h sunt lățimea (partea îngustă) și înălțimea (partea mare) a secțiunii anvelopei, respectiv m.
O expresie pentru momentul încovoietor M creat de curentul de șoc de scurtcircuit poate fi obținută dacă considerăm anvelopa ca o grindă cu mai multe trave încărcate uniform.
Unde l– distanta intre izolatoare, m; ζ – coeficient egal cu 10 pentru traveele exterioare și 12 pentru celelalte travee; F este forța de interacțiune dintre conductori atunci când un curent de șoc de scurtcircuit trece prin ei.
Pentru magistralele trifazate, curentul de șoc al unui scurtcircuit trifazat este luat drept cel calculat. Mai mult, calculul rezistenței electrodinamice este efectuat pentru conductorii din faza mijlocie, deoarece aceștia sunt afectați de cele mai mari valori EDF.
Aici A- distanta dintre cauciucuri, l– distanța dintre izolatoarele de fază, Kf – factor de formă determinat din curbele Dwight (de obicei Kf ≈ 1).
Tensiunile mecanice ale materialelor conductoare nu trebuie să depășească 140 MPa pentru cupru (clasa MT) și 70 MPa pentru aluminiu (clasa AT).
La calcularea forței distructive asupra unui izolator, unde Kn = 1 când barele colectoare sunt plasate plat, Kn = (h out + b + 0,5h)/h out când anvelopele sunt situate pe margine. Pentru deschis dispozitive de distribuție, unde este izolația aparate electrice este expus la vânt, gheață, tensiunea conductorilor; la calcul, se introduce un factor de siguranță K з = 3 (sarcina pe izolatoare ar trebui să fie de 3 ori mai mică decât sarcina distructivă finală). Pentru centralele cu reactoare închise, factorul de siguranță este redus la 1,5-1,7.
Anvelopele, ca orice alt sistem, efectuează vibrații libere sau naturale sub formă de unde staționare. Dacă frecvența oscilațiilor forțate sub influența EDF este apropiată de frecvența oscilațiilor naturale, atunci rezonanța mecanică și distrugerea aparatului pot apărea chiar și cu eforturi relativ mici. Prin urmare, atunci când se calculează rezistența electrodinamică, este necesar să se țină cont de posibilitatea rezonanței mecanice.
Frecvența vibrațiilor naturale ale anvelopelor situate în același plan poate fi determinată prin expresie.
, Unde 1
– lungimea anvelopei, m; E – modulul elastic al materialului anvelopei, Pa; J – momentul de inerție al secțiunii transversale a pneului, m 4 ; m – masa unui metru liniar de anvelopă, kg/m. Momentul de inerție J este determinat în raport cu axa secțiunii perpendiculară pe planul de vibrație. Când anvelopele sunt așezate pe margine, când anvelopele sunt puse plat
Când frecvența oscilațiilor naturale este mai mare de 200 Hz, nu se ia în considerare fenomenul de rezonanță. Dacă frecvența f 0< 200 Гц, то для исключения возникновения резонанса изменяют расстояние между опорными изоляторами.
Pentru a respecta condițiile de rezistență termică ale barelor colectoare, este necesar ca curentul de scurtcircuit care trece prin acestea să nu provoace o creștere a temperaturii peste maximul admis. Secțiunea transversală minimă stabilă termic a unei bare colectoare sau a unui conductor trebuie să îndeplinească următoarele condiții:
unde V k este impulsul de curent termic calculat. C – coeficientul termic (funcția), depinde de materialul anvelopei. Pentru calcule practice V k = I ¥ 2 t pr,
unde I ¥ este valoarea efectivă a curentului de scurtcircuit în regim permanent; t pr – timpul de acțiune al curentului de scurtcircuit redus.
Prin timp redus înțelegem timpul în care curentul de scurtcircuit în regim permanent I ¥ eliberează aceeași cantitate de căldură ca și curentul de scurtcircuit variabil în timp în timpul real t.
t pr =t pr.p + t pr.a, unde t pr.p, t pr.a – componente periodice și aperiodice ale timpului de scurtcircuit redus. Componenta periodică a timpului t pr.p se determină din curbele de dependență t pr.p = f(β""). Aici β"" = I""/I ¥, unde I"" este valoarea efectivă a componentei periodice a curentului de scurtcircuit în perioada inițială (curent inițial de scurtcircuit supertranzitoriu). Dacă f.e.m. a sursei este constantă, ceea ce este cazul când este alimentată de la o rețea de putere nelimitată, atunci se consideră că I"" = I ¥ și β"" = 1.
Timpul redus al componentei periodice t pr.a = 0,005β"" 2. Coeficientul termic C poate fi determinat analitic din expresia C =,
unde A ΘKON, A ΘNACH – funcții termice sau valori ale impulsurilor de curent rădăcină pătratică corespunzătoare temperaturii finale și inițiale a magistralei sau conductoarelor în timpul unui scurtcircuit, A 2 s/mm 4 .
De obicei, cărțile de referință oferă curbe ale dependenței temperaturii de valorile integralei calculate A Θ pentru diverse materiale. Anvelopele sunt calculate pentru rezistența termică folosind aceste curbe, după cum urmează. A stabilit temperatura admisa conductor în timpul scurtcircuitului și la curentul nominal, apoi valorile corespunzătoare ale A ΘCON, A ΘSTART se găsesc din curbe. Pentru anvelopele din aluminiu, în condiții nominale, temperatura inițială este de 70 o C, temperatura finală admisă este de 200 o C. În acest caz, coeficientul termic C = 95.
Astfel, pentru barele din aluminiu secțiunea minimă rezistentă termic poate fi găsită analitic din expresia: .
Cu metoda grafico-analitică de calcul, este necesar ca θ cr ≤ θ suplimentar, unde θ cr este temperatura de încălzire a barei colectoare prin curent de scurtcircuit; θ suplimentar – temperatura de încălzire admisă, în funcție de materialul anvelopei.
Temperatura de încălzire a barei prin curent de scurtcircuit este determinată din curbe în funcție de temperatura inițială, materialul barei și impulsul termic.
Cablurile și barele colectoare sunt selectate în funcție de parametrii nominali (curent și tensiune) și testate pentru rezistența termică și dinamică în timpul scurtcircuitului. Deoarece procesul de scurtcircuit este de scurtă durată, putem presupune că toată căldura generată în conductorul cablului este utilizată pentru a-l încălzi. Temperatura de încălzire a unui cablu este determinată de rezistivitate, capacitate termică, Temperatura de Operare. Temperatura de încălzire a cablului în modul normal de funcționare
Unde t o.sr - temperatura mediu inconjurator(sol); t admisibilă - temperatură admisă în modul normal, luată egală cu 60 °C; I permis - curent admisibil pentru secțiunea transversală selectată.
Creșterile maxime admise de temperatură pe termen scurt în timpul unui scurtcircuit pentru cablurile de alimentare cu izolație din hârtie impregnată sunt acceptate: până la 10 kV cu conductori de cupru și aluminiu - 200 ° C; 20-35 kV cu conductoare de cupru - 175 °C.
Verificarea secțiunii cablului pentru rezistența termică la curenții de scurtcircuit se efectuează conform expresiei
(10.27)
Unde ÎN k - impuls termic; C = A con –A început- coeficient corespunzător diferenței de căldură generată în conductor după un scurtcircuit și înaintea acestuia.
Pentru cabluri cu tensiune 6-10 kV cu izolație din hârtie și conductori din cupru CU= 141, cu conductori de aluminiu CU= 85; pentru cabluri cu izolatie PVC sau cauciuc cu conductori de cupru CU= 123, cu conductoare de aluminiu CU= 75.
În timpul unui scurtcircuit, curenții tranzitori trec prin părțile sub tensiune, provocând forțe dinamice complexe în structurile de bare colectoare și dispozitivele instalațiilor electrice. Forțele care acționează asupra barelor rigide și izolatoarelor sunt calculate pe baza celei mai mari valori instantanee a curentului de scurtcircuit trifazat. i u. În acest caz, se determină forța maximă F pe structura anvelopei fără a ține cont de vibrațiile mecanice, dar ținând cont de distanță lîntre izolatoarele de bare colectoare și distanțele dintre faze A(Fig. 10.2).
Orez. 10.2. Distanța dintre faze ( b,h- dimensiunile anvelopelor)
Tensiuni admisibile, MPa: pentru cupru MT - 140, pentru aluminiu AT - 70, pentru aluminiu ATT - 90, pentru oțel - 160.
În anvelopele cu mai multe benzi, pe lângă forța dintre faze, există o forță între bare; calculul în acest caz devine mai complicat.
Forțele electrodinamice în părțile purtătoare de curent ale întrerupătoarelor, deconectatoarelor și altor dispozitive sunt complexe și dificil de calculat, prin urmare producătorii indică curentul maxim permis prin intermediul dispozitivului (valoarea amplitudinii) eu din nominal, care nu trebuie să fie mai mic decât curentul de șoc găsit în calcul eu y cu un scurtcircuit trifazat.
Durata de viață a echipamentelor electrice în funcție de modurile de funcționare și de caracteristicile mediului
Curs nr. 12-13 Indicatori ai calității energiei electrice și metode de asigurare a acesteia Standarde pentru calitatea energiei electrice și domeniul de aplicare a acestora în sistemele de alimentare cu energie electrică
Important parte integrantă problema cu mai multe fațete a compatibilității electromagnetice, care este înțeleasă ca un ansamblu de câmpuri electrice, magnetice și electromagnetice care generează obiecte electrice create de om și afectează natura moartă (fizică) și vie (biologică), realitatea tehnică, informațională, socială, subsistemul calității puterii. al PKE devine , care în rețeaua electrică se caracterizează prin indicatori de calitate a puterii. Lista și valorile standard (permise) ale PKE sunt stabilite de GOST 13109-97 „Standarde de calitate energie electricaîn sistemele de alimentare cu energie”, introdus la 1 ianuarie 1999 pentru a înlocui GOST 13109-87 existent.
Conceptul de calitate a energiei electrice diferă de conceptul de calitate a altor bunuri. Calitatea energiei electrice se manifesta prin calitatea functionarii receptoarelor electrice. Prin urmare, dacă funcționează nesatisfăcător, iar în fiecare caz concret analiza calității energiei electrice consumate dă rezultate pozitive, atunci de vină este calitatea producției sau a funcționării. Dacă PKE nu îndeplinește cerințele GOST, atunci se fac reclamații împotriva furnizorului - compania de energie. În general, PCE-urile determină gradul de distorsiune a tensiunii în rețeaua electrică ca urmare a interferențelor conduse (distribuite între elementele rețelei electrice) introduse atât de organizația de furnizare a energiei, cât și de consumatori.
Scăderea calității energiei electrice cauzează:
Pierderi crescute în toate elementele rețelei electrice;
Supraîncălzirea mașinilor rotative, îmbătrânirea accelerată a izolației, durata de viață redusă (în unele cazuri defecțiune) a echipamentelor electrice;
Creșterea consumului de energie electrică și a puterii necesare echipamentelor electrice;
Defecțiuni și alarme false ale dispozitivelor de protecție și automatizare cu relee;
Defecțiuni ale electronicelor sistem de control, tehnologie informatică și echipamente specifice;
Probabilitatea scurtcircuitelor monofazate din cauza îmbătrânirii accelerate a mașinii și a izolației cablurilor cu trecerea ulterioară a scurtcircuitelor monofazate la multifazate;
Apariția unor niveluri periculoase de tensiuni induse pe firele și cablurile liniilor electrice de înaltă tensiune deconectate sau în construcție situate în apropierea celor existente;
Interferențe în echipamentele de televiziune și radio, funcționarea eronată a echipamentelor cu raze X;
Funcționarea incorectă a contoarelor de energie electrică.
O parte a PKE caracterizează interferența introdusă de funcționarea în regim de echilibru a echipamentelor electrice a organizației de furnizare a energiei și a consumatorilor, adică cauzată de particularitățile procesului tehnologic de producere, transport, distribuție a consumului de energie electrică. Acestea includ abaterile de tensiune și frecvență, distorsiunea sinusoidală a formei de undă a tensiunii, asimetria și fluctuațiile de tensiune. Pentru a le standardiza, au fost stabilite valori PCE acceptabile.
Cealaltă parte caracterizează interferența de scurtă durată care apare în rețeaua electrică ca urmare a proceselor de comutare, a fenomenelor de trăsnet și atmosferice, a funcționării echipamentelor de protecție și a automatizării și a condițiilor post-urgență. Acestea includ scăderi de tensiune și impulsuri, întreruperi pe termen scurt în alimentarea cu energie. GOST nu a stabilit valori numerice acceptabile pentru aceste PKE. Cu toate acestea, parametri precum amplitudinea, durata, frecvența și alții trebuie măsurați și compilați în seturi de date statistice care caracterizează o anumită rețea electrică în ceea ce privește probabilitatea de interferență pe termen scurt.
GOST 13109-97 stabilește indicatori și standarde în rețelele electrice ale sistemelor de alimentare cu energie scop general curent alternativ trifazat și monofazat cu o frecvență de 50 Hz în punctele la care sunt conectate rețele electrice deținute de diverși consumatori de energie electrică sau receptoare de energie electrică (puncte de conexiune comună). Standardele sunt utilizate în proiectarea și funcționarea rețelelor electrice, precum și în stabilirea nivelurilor de imunitate la zgomot ale receptoarelor electrice și a nivelurilor de interferență electromagnetică condusă introduse de aceste receptoare. Au fost stabilite două tipuri de standarde: normal admisibil și maxim admisibil. Evaluarea conformității cu standardele se realizează într-o perioadă de calcul de 24 de ore.
Calitatea energiei electrice se caracterizează prin parametri (frecvență și tensiune) la nodurile de conectare ale nivelurilor sistemului de alimentare cu energie.
Frecvență- parametrul la nivelul întregului sistem este determinat de echilibrul puterii active din sistem. Când apare o lipsă de putere activă în sistem, frecvența scade până la o valoare la care se stabilește un nou echilibru de energie electrică generată și consumată. În acest caz, scăderea frecvenței este asociată cu o scădere a vitezei de rotație a mașinilor electrice și o scădere a energiei cinetice a acestora. Energia cinetică eliberată în acest caz este folosită pentru a menține frecvența. Prin urmare, frecvența în sistem se modifică relativ lent. Cu toate acestea, atunci când există un deficit de putere activă (mai mult de 30%), frecvența se schimbă rapid și are loc efectul unei schimbări de frecvență „instantanee” - o „avalanșă de frecvență”. O modificare a frecvenței cu o rată mai mare de 0,2 Hz pe secundă se numește în mod obișnuit oscilație de frecvență.
Tensiune într-un nod al sistemului de alimentare electrică este determinată de echilibrul puterii reactive din sistem în ansamblu și echilibrul puterii reactive într-un nod al rețelei electrice. Sunt stabiliți 11 indicatori de calitate a puterii:
abaterea tensiunii constante δU y;
domeniul de modificare a tensiunii δU t ;
doza de pâlpâire P t ;
factorul de distorsiune a curbei sinusoidale a tensiunii de interfaza (faza). LA U ;
coeficient n- componenta armonică a tensiunii LA U ( n ) ;
coeficientul de asimetrie a tensiunii secvență negativă K 2 U;
coeficient de asimetrie a tensiunii pentru ordinea zero K 0 U ;
abaterea de frecvență Δf;
durata căderii de tensiune Δt p;
tensiune de impuls U imp;
coeficientul temporar de supratensiune K per U .
Nu toate PCE au standarde stabilite de standard. Astfel, abaterea tensiunii în regim staționar (acest termen se referă la abaterea medie pe 1 minut, deși procesul de modificare a valorii tensiunii efective în acest minut poate fi complet instabil) este normalizată numai în rețelele de 380/220 V și în puncte. în reţelele de tensiune superioară ar trebui calculat . Pentru căderi de tensiune se stabilește doar durata maximă admisă a fiecărei (30 s) în rețelele cu tensiuni de până la 20 kV și sunt prezentate date statistice privind doza relativă a căderilor de diferite adâncimi în numărul total de căderi, dar date statistice privind numărul acestora pe unitatea de timp (săptămână, lună etc.). Nu au fost stabilite standarde pentru tensiunile de impuls și supratensiunile temporare, dar sunt furnizate informații de referință privind posibilele valori ale acestora în rețelele organizațiilor de furnizare a energiei.
La determinarea valorilor unor indicatori CE, se folosesc următorii parametri auxiliari ai energiei electrice:
Frecvența de repetare a modificărilor de tensiune F δUt ;
Intervalul dintre modificările de tensiune Δt i, i +1;
Adâncimea căderii de tensiune δU P ,
Frecvența căderilor de tensiune F P ;
Durata impulsului la nivelul 0,5 a amplitudinii sale Δt impuls 0,5;
Durata supratensiunii temporare Δt AC U.
Pentru toate PKE-urile, valorile numerice ale normelor pentru care sunt în standard, se lansează contractual un mecanism de penalizare, format pentru șase PKE-uri din 11 enumerate: abatere de frecvență; abaterea tensiunii; doza de pâlpâire; factor de distorsiune sinusoidală a formei de undă de tensiune; coeficientul de asimetrie a tensiunii secvență negativă; coeficientul de asimetrie a tensiunii de ordine zero.
Responsabilitatea pentru abaterile de frecvență inacceptabile revine cu siguranță organizației de furnizare a energiei. Organizația furnizoare de energie este responsabilă pentru abaterile inacceptabile de tensiune dacă consumatorul nu încalcă condițiile tehnice de consum și generare de putere reactivă. Răspunderea pentru încălcarea normelor pentru celelalte patru (PKE cu răspundere determinabilă) se atribuie vinovatului, determinată pe baza unei comparații a contribuției admisibile cuprinse în contract la valoarea PKE-ului în cauză la punctul de contorizare a energiei electrice. cu contribuţia efectivă calculată pe baza măsurătorilor. Dacă contribuțiile acceptabile nu sunt specificate în contract, organizația furnizoare de energie este responsabilă pentru calitatea proastă, indiferent de vinovatul deteriorării acesteia.
4.4 Verificarea dispozitivelor de protecție pentru rezistența termică și dinamică
Comutator AE 2066MP-100
Capacitate maximă de rupere Iab. pr=9 kA.
Iav. pr=9kA>Isp=3,52kA
Comutator AE 2066-100
Capacitate maximă de rupere Iab. pr=12 kA.
Iav. pr=12 kA>Isp=11,5 kA
Rezistența dinamică pentru acest comutator este îndeplinită.
Verificarea eliberării conform condiției:
unde eu r. max - curentul maxim de funcționare al motorului presei.
Siguranță PN-2-100-10
U nom = 380V
I off nom > i bat 100 kA > 1,94 kA
I nom > I slave 100A > 10A
I nom inst > I slave 31.5A > 10A
Miez de înaltă tensiune Întrerupător SF6
Temperatura de încălzire a plăcuței de contact poate fi determinată folosind formula Kukekov inversă: , (5.9) unde Tk este temperatura maximă admisă de încălzire a contactului atunci când trece un curent de scurtcircuit prin el...
Procesele dinamice și stabilitatea sistemelor de energie electrică a navelor
Cablurile sunt testate pentru rezistența termică în funcție de condiția q?qmin, unde q este secțiunea transversală a conductorului selectată. qmin - kvBk (pentru mărcile PRC adoptate în proiect conform Anexei 21.OST5.6181-81 luăm k=7.3)...
Evaluarea alegerii corecte a numărului și puterii unităților generatoare din rețeaua electrică a navei
Cablurile sunt testate pentru rezistența termică în funcție de condiția q?qmin, unde q este secțiunea transversală a conductorului selectată. qmin - kvBk (pentru mărcile PRC adoptate în proiect conform Anexei 21. OST5.6181-81 acceptăm k = 7.3)...
Secțiunea transversală standard de 150 mm2, selectată pentru cablurile a și b pentru încălzire și densitate economică a curentului, trebuie verificată pentru rezistența termică în modul de scurtcircuit pe barele unei surse de alimentare de 8 kA. unde este pulsul curentului de scurtcircuit cu legea pătrată...
Calculul unei substații de tracțiune cu trei unități pentru 10 kV
Se reduce la determinarea stresului mecanic din materialele anvelopelor din acțiunea forțelor electrodinamice. Cea mai mare solicitare mecanică din materialul anvelopelor rigide nu trebuie să depășească 0,7 din rezistența la tracțiune conform Gosstandart...
Calculul unei substații de tracțiune cu trei unități pentru 10 kV
Pentru a asigura rezistența termică a barelor în timpul unui scurtcircuit, este necesar ca curentul care circulă prin acestea să nu provoace o creștere a temperaturii peste maximul admis la încălzirea pe termen scurt, care este de 300°C pentru barele din cupru... .
Reconstrucția sistemului de alimentare cu energie electrică a unui microcartier rezidențial al orașului
Cablurile selectate în regim normal și testate pentru suprasarcină admisă în regim post-urgență sunt verificate conform condiției (6.10) unde SMIN este secțiunea transversală minimă pentru rezistența termică, mm2; SE - sectia economica...
Protecția cu relee și automatizarea controlului sistemelor de alimentare cu energie
Condiție de stabilitate electrodinamică a CT TLK-35-50: , Înlocuind valorile numerice, obținem: Astfel, transformatorul de curent TLK-35-50 îndeplinește condiția de stabilitate electrodinamică...
Sistem de alimentare cu energie electrica pentru zona agricola
Calculul se face după formula: , mm2, (6.13) unde C este o constantă, luând valoarea pentru SIP - 3 C =; Ta.av - valoarea medie a timpului de decadere a curenților liberi de scurtcircuit, Ta.av = 0,02 s; - timp de funcționare a comutatorului, s, pentru BB/TEL - 10 s...
Alimentarea cu energie electrică a fabricii de sinterizare a unei uzine metalurgice
Să determinăm secțiunea minimă a cablului, în funcție de condițiile de rezistență termică, pentru punctul K-2 mm2 unde C este funcția termică, pentru cabluri de 6 kV cu conductori de aluminiu și izolație din hârtie C = 85 A. s2/ mm2. Să determinăm secțiunea transversală minimă a cablului...
Alimentare cu energie electrica pentru o cladire rezidentiala
Testarea rezistenței termice a unui cablu se bazează pe calcularea impulsului termic - cantitatea de căldură...
Pentru a testa conductorii pentru rezistența termică în timpul unui scurtcircuit, aceștia folosesc conceptul de impuls termic Bk, care caracterizează cantitatea de căldură...
Sursă de alimentare pentru o fabrică de producție de poliolefine
Articol Scalc, kVA n Marca Fprin, mmІ Bk, kA mmІ qmin, mmІ Fcon, mmІ 1 2 3 4 5 6 7 8 GPP-TP 1 2157,48 2 N2XSEY 3Ch50 8,74 21,117 3Ch50 3Ch50 3Ch50 3Ch50 3Ch50 3Ch50 3Ch50 3Ch50 8.64 21.001 3Ch25 GPP -TP 7.448,98 2 N2XSEY 3Ch25 8,83 21,230 3Ch25 GPP-AD1 1485,00 2 N2XSEY 3Ch25 8,80 21...
Sursa de alimentare pentru atelierul de montaj mecanic
Când trece un curent de scurtcircuit de-a lungul cablului, un impuls termic este eliberat în cablu. Cantitatea de căldură depinde de durata protecției, durata curentului de scurtcircuit și mărimea curentului de scurtcircuit...
Rezistența unui transformator de curent la influențele mecanice și termice este caracterizată prin rezistență electrodinamică curentă și curent termic rezistență.
Rezistenta la curent electrodinamic eu D egală cu cea mai mare amplitudine a curentului de scurtcircuit pe întreaga durată a curgerii acestuia, pe care transformatorul de curent o poate rezista fără deteriorare, împiedicând funcționarea ulterioară a acestuia.
Actual eu D caracterizează capacitatea unui transformator de curent de a rezista la efectele mecanice (electrodinamice) ale curentului de scurtcircuit.
Rezistența electrodinamică poate fi caracterizată și prin multiplicitate K D, care este raportul dintre curentul de rezistență electrodinamică și amplitudine.
Cerințele de rezistență electrodinamică nu se aplică pentru barele colectoare, transformatoarele de curent încorporate și detașabile.
Curent termic
Curent termic eu tт este egală cu cea mai mare valoare efectivă a curentului de scurtcircuit pentru perioada t t, pe care transformatorul de curent o poate rezista pe întreaga perioadă de timp fără a încălzi părțile purtătoare de curent la temperaturi care depășesc cele admise pentru curenții de scurtcircuit (vezi mai jos); și fără deteriorare împiedicând funcționarea ulterioară a acestuia.
Rezistența termică caracterizează capacitatea unui transformator de curent de a rezista la efectele termice ale curentului de scurtcircuit.
Pentru a aprecia rezistența termică a unui transformator de curent, este necesar să se cunoască nu numai valorile curentului care trece prin transformator, ci și durata acestuia sau, cu alte cuvinte, să se cunoască cantitatea totală de căldură generată, care este proporțional cu produsul pătratului curentului eu tT si durata acesteia t T. Acest timp, la rândul său, depinde de parametrii rețelei în care este instalat transformatorul de curent și variază de la una la câteva secunde.
Rezistența termică poate fi caracterizată printr-un factor de K T curent de rezistență termică, care este raportul dintre curentul de rezistență termică și valoarea efectivă a curentului primar nominal.
În conformitate cu GOST 7746-78, pentru transformatoarele de curent domestice sunt stabiliți următorii curenți de rezistență termică:
- o secundă eu 1T sau două secunde eu 2T(sau multiplicitatea lor K 1TȘi K 2Tîn raport cu curentul primar nominal) pentru transformatoarele de curent cu tensiuni nominale de 330 kV și mai sus;
- o secundă eu 1T sau trei secunde eu 3T(sau multiplicitatea lor K 1TȘi K 3Tîn raport cu curentul primar nominal) pentru transformatoarele de curent cu tensiuni nominale de până la 220 kV inclusiv.
Ar trebui să existe următoarele relații între curenții de rezistență electrodinamică și termică:
pentru transformatoare de curent 330 kV și mai sus
pentru transformatoare de curent pentru tensiuni nominale de până la 220 kV
Condiții de temperatură
Temperatura părților purtătoare de curent ale transformatoarelor de curent la curent termic nu trebuie să depășească:
- 200 °C pentru piesele sub tensiune din aluminiu;
- 250 °C pentru piesele sub tensiune din cupru și aliajele acestuia în contact cu izolația organică sau uleiul;
- 300 °C pentru piesele sub tensiune din cupru și aliajele sale care nu sunt în contact cu izolația organică sau uleiul.
La determinarea valorilor de temperatură indicate, se procedează de la valorile sale inițiale, corespunzătoare muncă îndelungată transformator de curent la curent nominal.
Valorile curenților de rezistență electrodinamică și termică ai transformatoarelor de curent nu sunt standardizate de standardul de stat. Cu toate acestea, acestea trebuie să respecte rezistența electrodinamică și termică a altor dispozitive de înaltă tensiune instalate în același circuit cu transformatorul de curent. În tabel 1-2 prezintă date privind rezistența dinamică și termică a transformatoarelor de curent domestice.
Masa 1-2. Date privind rezistența electrodinamică și termică a unor tipuri de transformatoare de curent domestice
Notă. Rezistența electrodinamică și termică depinde de rezistența mecanică a părților izolatoare și purtătoare de curent, precum și de secțiunea transversală a acestora din urmă.