Расчёт температуры нагрева проводника при коротком замыкании

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ и ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Кафедра «Электротехнических систем электропотребления».

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

Тема: «РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА ПРОВОДНИКА ПРИ КОРОТКОМ ЗАМЫКАНИИ»

Выполнил: студент ЭСЭ23В класса

Левицкий П.В.

Проверил

к.т.н., доц. Слюсаренко В.Г.

Севастополь 2008.

Содержание

1. Из вариантов заданий выбрать свой вариант задания и записать его в табличной форме

2. Ознакомиться с теоретическими положениями расчета температуры нагрева проводников при коротком замыкании

3. Выбрать экономическую плотность тока в соответствии с заданным материалом проводника и типом кабеля, исходя из заданного номинального тока, определить сечение провода q = Iн / j (ммІ)

4. По таблице выбрать стандартное сечение провода.

5. По таблице выбрать допустимую температуру нагрева .

6. Определить величину допустимого тока нагрузки.

7. Определить температуру нагрева проводника перед к.з.

8. Определить величину .

9. По таблице выбрать коэффициент К.

10. По таблице выбрать постоянную времени Т_а

11. Определить длительность короткого замыкания

12. Определить интеграл Джоуля.

13. Определить функцию

14. По графику определить температуру проводника к концу к.з.

Выводы по работе

1. Из вариантов заданий выбрать свой вариант задания и записать его в табличной форме

Вариант №10 задания

2. Ознакомиться с теоретическими положениями расчета температуры нагрева проводников при коротком замыкании

Ток короткого замыкания (к.з.) в 10-20 раз превышает номинальный. Длительность к.з. мала, поэтому тепло, выделяющееся в проводнике, не успевает отдаваться в окружающую среду и практически полностью идет на его нагрев. При к.з. энергетический баланс проводника с сопротивлением R и массой М выражается уравнением:

где: - ток короткого замыкания; c - удельная теплоемкость проводника;

- температура нагрева; t - время действия тока к.з.

Температура проводника при к.з. может достигать больших значений (300 ⁰С). Поэтому необходимо учитывать не только изменение R, но и его удельную теплоемкости с от температуры. Массу можно выразить через плотность, сечение и длину проводника. После соответствующих подстановок и интегрирования в пределах изменения температуры проводника при к.з. получим формулу:

Для левой части введём обозначение:

.

- импульс квадратичного тока, пропорциональный количеству тепла, выделенного в проводнике при к.з.- называют интегралом Джоуля, и мы рассматриваем удалённое к.з., для которого; T_а определяется исходя из мощности линий электропередач различного напряжения и мощности по таблицам.

Значение правой части при обозначим , при

,

где к - коэффициент, учитывающий удельное сопротивление и эффективную теплоемкость.

Получим величину (сложная функция температуры проводника), характеризующую тепловое состояние проводника к концу к.з.

;

Найдём значение fн, характеризующее тепловое состояние проводника к моменту начала к.з. Для этого: температура проводника перед к.з. определяется по выражению:

где: - температура окружающей среды; - длительно допустимая температура проводника (справочная величина); = 25С - номинальная температура окружающей среды; - максимальный ток нагрузки; - длительно допустимый ток нагрузки.

Если (наибольшая температура окружающей среды) то допустимый ток определяется по выражению:

Зная по кривой =ц(f) определяется , характеризующее тепловое состояние проводника к моменту начала к.з., по выражению

получим .

По кривой =ц(f), зная , определяется конечное значение температуры проводника в конце к.з. . Если она превышает допустимую температуру, определенную ГОСТ, то необходимо увеличить сечение проводника.

3. Выбрать экономическую плотность тока в соответствии с заданным материалом проводника и типом кабеля, исходя из заданного номинального тока, определить сечение провода q = Iн / j (ммІ)

Приложение №6