Hàm Logic Trong Thiết Bị Đi part part 4

Chia sẻ: Dwqdqwdqwd Dqwdqwd | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

82
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Máy ngắt được sử dụng để đóng mở đường dây trên không, các nhánh cáp, máy biến áp, cuộn kháng điện và tụ điện. Chúng cũng được sử dụng cho thanh góp, sao cho điện năng có thể được truyền từ một thanh góp này sang một thanh góp khác.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Hàm Logic Trong Thiết Bị Đi part part 4

α 21 A r21 C 1 fx1 l1 2 fx2 r11 b1 α 11 b2 3 F02 D b3 fx3 B x3 x2 x1 Hình 3-2.Sơ đồ phương pháp phân tích để tính tác động của lực điện động. Phương trình (3-5) cho phép tính cường độ phụ tải điện động tại điểm Mx bất kì. Trên đoạn phải tính CD đánh dấu các điểm Mxi tùy ý, kẻ những tia r1i; r2i từ các đầu cuối của đoạn tác động AB đến các điểm Mxi trên hình 3-2 đo các góc tương ứng α1i, α2i và xác định các giá trị hệ số mạch vòng Kkh. Hình bao các véc tơ fxi cho ta biểu đồ phân bố phụ tải điện động dọc đoạn dây phải tính. Trị số tổng hợp lực điện động xác định từ: F02 = m. n. S 0 (3-6) Trong đó: S0 : là diện tích của biểu đồ. m : là tỉ lệ xích cường độ phụ tải. n : là tỉ lệ xích độ dài. Hướng véc tơ lực tổng hợp vuông góc với trục dây dẫn và đi qua trọng tâm biểu đồ. Cũng áp dụng phương pháp đồ thị phân tích cho trường hợp các thành phần mạch vòng dẫn điện nằm trong không gian. Khi hai đoạn nằm song song hay vuông góc với nhau tính theo phương trình (3-5). Trong trường hợp hai đoạn song song (hình 3-1). l −h h Có x = S = const ; cos α 1 = ; cos π − α 2 ) = 1 ( r1 r2 43
A ⎛ h l1 − h⎞ ⎜+ ⎟ Vậy: f 1h = (3-7) S ⎜ r1 r2 ⎟ ⎝ ⎠ Trong trường hợp hai dây dẫn nằm vuông góc: A l1 f 1h = (3-8) . Sr Với những trường hợp chỉ yêu cầu tìm các giá trị của lực điện động trong các dây dẫn thẳng thì phương pháp G.B. Kholiapski là phù hợp. Phương pháp này gồm những phương trình tính hệ số mạch vòng KmV cho các trường hợp của đoạn thẳng dây dẫn nằm ở các vị trí khác nhau được đưa về dạng hệ thức đơn giản hơn của các tham số hình học đặc trưng. Ví dụ: 1) Khi hai đoạn thẳng song song (hình 3-3a) hệ mạch vòng tính theo: (d + d 2 ) − (S1 + S2 ) K AB / CD = 1 (3-9) S0 Bảng 3-1: Các công thức tính cường độ phụ tải điện động a) b) α2 f1x x r2 π α2 = f1h Mx l1 l2 2 Mh l1 r1 α1 α1 h r1 S 2l −8 l . 1 , kg / cm = 1,02.10 −8 l ⎛ 1 2 l −h h⎞ f ⎜ + ⎟, kg / cm 1x Sr = 1,02.10 f S⎜ r r⎟ 1 1h ⎝2 1⎠ c) d) x f1x α2 α2 b Mx r2 l1 r2 44
α 1 r1 α1 l1 b Mx r1 x π π α1 < , α2 > : 1-Khi 2 2 −8 l ⎛ 1 2 l +h b⎞ ⎜ ⎟, kg / cm = 1,02.10 − −8 l ⎛ 1 2 l −b b⎞ f S⎜ r r⎟ ⎜ + ⎟, kg / cm 1x ⎝1 2⎠ = 1,02.10 f S⎜ r r⎟ 1x ⎝2 1⎠ π π 2-Khi α 1 > , α 2 > : 2 2 −8 l ⎛ 1 2 l +b b⎞ ⎜ − ⎟, kg / cm = 1,02.10 f S⎜ r r⎟ 1x ⎝2 1⎠ Như vậy hệ số mạch vòng của hai đoạn thẳng song song bằng tỉ số của hiệu giữa tổng hai đường chéo và tổng hai cạnh trên khoảng cách giữa hai đoạn, không phụ thuộc vào chiều dài của chúng. 45
C B S1 B S2 l1 d2 d1 A d1 d2 D a S1 S2 o A C D b l2 S0 b) a) B M L d1 1 S2 K A d2 S1 o 2 C D E F c) Hình 3-3.Sơ đồ để tính hệ số mạch vòng. 2) Khi hai đoạn thẳng nằm vuông góc trên một mặt phẳng (hình 3-3b) hệ số mạch vòng: (d1 + d12 )(d 2 + d 22 ) K AB / CD = ln (3-9a) (S1 + S12 )(S2 + S22 ) Trong đó: - d1, d2 và S1, S2 :là các đường chéo và các cạnh tương ứng của tứ giác được dựng bởi các đoạn thẳng phải tính. - d12 và d22 :là hình chiếu của các đường chéo tương ứng d1, d2 trên hướng của đoạn bị tác động. - S12 và S22 :là hình chiếu của các cạnh trên hướng của đoạn bị tác động. Trong trường hợp đang xét: 46
d12 = S12 = b d 22 = S22 = l 2 + b Từ cách dựng trên hình (3-3c) cũng với các đoạn thẳng đó thì tỉ số của phương trình (3-9a) thay đổi như sau: (d1 + d12 )(d 2 + d 22 ) = BE . LE = ME (S1 + S12 )(S2 + S22 ) KE BF KE Như thế hệ số mạch vòng ở Hình 3-4. Sơ đồ mạch vòng dẫn điện của máy ngắt 1040 nhiều dầu. dạng đơn giản hơn: ME K AB / CD = ln (3-9b) KE Xét một ví dụ về cách tính lực 3 1 điện động bằng phương pháp đồ thị phân tích tác động vào từng phần mạch vòng dẫn điện của máy ngắt dầu. Ví dụ: Sơ đồ mạch vòng dẫn 1530 điện của máy ngắt dầu điện áp 110kV với các kích thước và sứ bố trí tương hỗ của từng bộ phận (hình 3-4). Tính toán theo giá trị biên độ của dòng điện: 2 I m = 49000 A Trong tính toán cần xác định: 1) Cách phân bố và tổng 400 trị số phụ tải điện động cho đoạn 2 (xa tiếp điểm) khi tác động tương hỗ với các đoạn 1 và 3. 2) Cũng thế cho đoạn 1 khi tác động tương hỗ với các đoạn 2 và 3. Khoảng tiếp xúc của dòng điện từ chi tiết này sang chi tiết khác dưới 2 cm thì không tính đến lực điện động. Hình 3-5 là cách xây dựng đồ thị và kết quả nêu ở bảng 3-2, 3-3 và 3-4. Các bảng đó giới thiệu cách tính cường độ phụ tải dọc từng phần của mạch vòng dựa trên các công thức trong bảng 3-1. Lấy tích phân đồ thị của các biểu đồ phụ tải (hình 3-5) cho giá trị lực tổng. Các véc tơ cũng được chỉ dẫn trong hình. Theo sự phân bố phụ tải dọc thanh và theo các giá trị lực tổng có thể xác định mô men lực đối với điểm bất kì chỗ nối thanh dẫn, sau đó xác định độ bền cơ cần thiết của sứ cách điện và độ cứng của từng thanh dẫn. 47
Hình 3-5. Sơ đồ để tính lực điện động trong mạch vòng của máy ngắt nhiều dầu. 1 3 10 9 8 7 6 1 5 f(3 4 1 1) f(2 3 1 2 1) Σf 2 1 13579 246 8 2 f(1 1 2) Σf 1 F02 = 50k 1 Baíng 3-2: Tênh læûc âiãûn âäüng tæì âoaûn 1 vaìo âoaûn 2(hçnh 3-6a) g Säú caïc âiãøm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 x, cm 2 6,35 10,7 15,05 19,45 23,8 28,2 32,6 3,7 b, cm 3 4 5 6 7 8 9 10 11 r1, cm 152 152,5 154 156 157 159 161 162 164 r2, cm 3,8 7 11 16 21 26 30 34 39 l1 + b ≈ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 r1 b = 0,8 0,57 0,45 0,38 0,33 0,31 0,3 0,29 0,28 r2 A 1,02.10− 8 2 12,1 3,8 2,3 1,6 1,25 1,0 0,86 0,74 0,65 = I x x [kg/cm] ⎛ l1 + b b ⎞ A ⎜ − ⎟, 2,42 1,63 1,27 1,0 0,68 0,65 0,6 0,52 0,48 x ⎜ r1 r2 ⎟ ⎝ ⎠ [ kg / cm] 48
Baíng 3-3: Tênh læûc âiãûn âäüng tæì âoaûn 2 vaìo âoaûn 1(hçnh 3-6b) Số các điểm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x, cm 2 11,1 20,2 38,5 56,8 75 93,2 111,5 129,7 148 b, cm 2 4,12 6,2 10,5 14,8 19 23,3 27,5 31,8 36 r1, cm 38 41 46 60 75 92 110 128 146 164 r2, cm 3 12,3 21,8 40,5 59,8 78 96,8 115,5 134,8 153 l2 + b ≈ 0,97 0,95 0,9 0,76 0,66 0,59 0,53 0,48 0,45 0,43 r1 b 0,66 0,33 0,29 0,26 0,26 0,245 0,4 0,238 0,236 0,234 = r2 A 1,02.10− 8 2 12,1 2,18 1,2 0,63 4,3 0,32 0,26 0,22 0,18 0,16 = I x x [kg/cm] A ⎛l2 + b b⎞ ⎜ − ⎟, 3,75 1,64 0,73 0,315 0,175 0,11 0,075 0,055 0,04 0,03 x ⎜ r1 r2 ⎟ ⎝ ⎠ [ kg / cm] Số câc điểm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x, cm 2 11,1 20,2 38,5 56,8 75 93,2 111,5 129,7 148 b, cm 2 4,12 6,2 10,5 14,8 19 23,3 27,5 31,8 36 r1, cm 38 41 46 60 75 92 110 128 146 164 r2, cm 3 12,3 21,8 40,5 59,8 78 96,8 115,5 134,8 153 l2 + b ≈ 0,97 0,95 0,9 0,76 0,66 0,59 0,53 0,48 0,45 0,43 r1 b 0,66 0,33 0,29 0,26 0,26 0,245 0,4 0,238 0,236 0,234 = r2 A 1,02.10− 8 2 12,1 2,18 1,2 0,63 4,3 0,32 0,26 0,22 0,18 0,16 = I x x [kg/cm] A ⎛l2 + b b⎞ ⎜ ⎜ r − r ⎟, 3,75 1,64 0,73 0,315 0,175 0,11 0,075 0,055 0,04 0,03 ⎟ x⎝ 1 2⎠ [ kg / cm] 49
1 α1 Mx fx1 r1 r1 l1 1 x r2 α1 r2 Mx α2 2 α2 2 b f1x l2 b x a) b) α2 1 r2 Mx 2 fx1 l3=l1 α1 r1 b x c) Hình 3-6. Sơ đồ để tính lực điện động trong các bảng 3-2(hình a), 3-3(hình b), 3-4(hình c). Bảng 3-4: Tính lực điện động từ đoạn 3 vào đoạn 1(hình 3-6c) Số các điểm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x, cm 40 44 48 56 64 72 80 88 96 104 b, cm -9 0 8 25 42 59 76 92 110 126 r1, cm 40 45 49 60 75 92 110 127 145 163 r2, cm 163 156 150 136 125 115 108 105 104 103 l3 + b ≈ 0,98 0,96 0,95 0,92 0,86 0,79 0,68 0,55 0,38 0,23 r2 b = -0,22 0 0,16 0,42 0,56 0,64 0,69 0,72 0,76 0,77 r1 A 1,02.10− 8 2 0,6 0,55 0,5 0,43 0,38 0,34 0,3 0,27 0,25 0,23 = I x x [kg/cm] 50
A ⎛l3 − b b⎞ ⎜ ⎜ r + r ⎟, 0,45 0,53 0,56 0,57 0,54 0,48 0,41 0,34 0,28 0,25 ⎟ x⎝ 2 1⎠ [ kg / cm] 3.3. TÍNH TOÁN NHIệT CủA MạCH VÒNG DẫN ĐIệN Tính toán nhiệt của mạch vòng dẫn điện gồm tính toán các phần tử dẫn và tiếp điểm riêng của nó ở các điều kiện làm việc khác nhau: 1) Tính sự phát nóng các phần dẫn điện do dòng điện định mức khi làm việc dài hạn gây ra. 2) Tính sự phát nóng các phần dẫn điện do dòng điện ngắn mạch gây ra (tính độ bền vững nhiệt). 3) Tính sự phát nóng các hệ thống tiếp điểm khi làm việc dài hạn ở dòng điện định mức. 4) Tính độ bền vững của các hệ thống tiếp điểm khi dòng điện ngắn mạch xuyên qua. Trong quá trình tính toán cần phải chọn các kích thước chính cho phù hợp, các hình dạng kết cấu từng phần của mạch dòng để đảm bảo sự làm việc bình thường không tăng quá nhiệt độ phát nóng giới hạn. Các tiêu chuẩn ΓOCT 8024-56 (bảng 3-5) là cơ sở tính toán nhiệt các phần dẫn điện khi làm việc dài hạn. Các phương pháp tính toán sự phát nóng các phần dẫn điện do dòng điện gây ra dựa trên cơ sở giải phương trình cân bằng nhiệt, có tính đến các điều kiện trao đổi nhiệt (điều kiện giới hạn và điều kiện ban đầu). Ở các phần dẫn điện tương đối dài khi phát nóng thì nhiệt độ giảm ít theo tiết diện và thực tế có thể bỏ qua. Trong trường hợp này phương trình cân bằng nhiệt cho tiết diện x bất kì của dây dẫn có dạng: ∂υ ∂ 2v kS Cγ = λ 2 + J2 ρ x − x (θ − θ 0 ) (3-10) ∂t ∂x x Fx C: là tỉ nhiệt của vật liệu dây dẫn, W.s/g.độ. γ : là khối lượng riêng của vật liệu, g/cm3. λ : là hệ số dẫn nhiệt của vật liệu dây dẫn, W/cm.độ. Jx : là mật độ dòng điện ở tiết diện Fx, A/cm2. ρx : là điện trở suất, Ω cm. k : là hệ số tản nhiệt từ bề mặt dây dẫn, W/cm2.độ. Sx : là chu vi tiết diện ngang, cm. Fx : là diện tích tiết diện ngang, cm2. θ 0 : là nhiệt độ môi trường chung quanh, oC. 51
Vế bên trái của phương trình biểu thị quá trình nhiệt hệ thống sinh ra ở trạng thái không cân bằng nhiệt. Thành phần thứ nhất của vế phải phương trình chỉ sự tồn tại nhiệt thông theo hướng trục x (nhiệt giáng trục). Hệ thống như vậy gọi là không đồng nhất. Trong thực tế thiết kế máy ngắt phải tính các phần dẫn điện có hình dạng khác nhau, làm việc ở điều kiện phát nóng và trao đổi nhiệt khác nhau với môi truờng xung quanh, và cả các phần tử bên cạnh của mạch dẫn điện. Sau đây giới thiệu các trường hợp chung nhất và các phương trình cân bằng năng lượng tương ứng với các trường hợp: 1) Quá trình phát nóng xác lập của phần dẫn điện đồng nhất: (θ − θ 0 )⎫ kS J2ρ = ⎪ F (3-10) ⎬ Iρ 2 = θ − θ0 ⎪ ⎭ kSF 2) Quá trình phát nóng xác lập của phần dẫn điện khi tồn tại nhiệt thông theo hướng trục: d 2θ kS (θ − θ 0 ) = 0 λ 2 + J2ρ − F dx Hay: d 2θ − a1 θ + a2 = 0 (3-11) 2 2 2 dx J2ρ kS kS a1 = ; a2 = θ0 + λF λF λ 3) Quá trình phát nóng của phần dẫn điện đồng nhất: kS ⎛ J2ρF ⎞ dθ kS ⎜ ⎜ kS + θ 0 ⎟ = 0 + θ− (3-12) ⎟ dt CγF CγF ⎝ ⎠ 4) Sự phát nóng của phần dẫn điện đồng nhất do dòng điện ngắn mạch gây ra tính (θ − θ 0 ); ∂ θ = 0 2 kS theo phương trình (3-10) áp dụng với: J2ρ. >> ∂x 2 F dθ Cγ = J2ρ dt Hay: dθ J2 ρ 0 (1 + αθ ) =. (3-13) γ C0 (1 + βθ ) dt Bảng 3-5:Các tiêu chuẩn phát nóng các phần của thiết bị điện điện cao áp khi làm việc dài hạn (theo ΓOCT 8024-56) 52
Nhiệt độ phát nóng cho phép Sự tăng nhiệt độ không lớn nhất [0C] khí xung quanh +35 [0C] Tên các bộ phận của thiết bị Trong không Trong dầu Trong Trong khí không khí d ầu +Các bộ phận kim loại dẫn điện và không dẫn điện, không bọc cách điện và không tiếp giáp với vật liệu cách điện 110 90 75 55 +Các bộ phận kim loại dẫn và không dẫn điện, cách điện với các chi tiết là vật liệu cách điện +Khi cấp vật liệu cách điện: O............................................ 80 - 45 - A........................................... 95 90 60 55 B và C................................... 110 90 75 55 +Dầu biến áp ở lớp trên 1) Khi sử dụng làm môi trường dập hồ - 75 - 40 quang 2) Khi chỉ sử dụng là môi trường cách điện - 90 - 55 5) Sự phát nóng ngắn hạn ở đầu mút dây dẫn do đóng điện khi có nguồn nhiệt bên ngoài (như hồ quang điện): ∂θ λ ∂ 2 θ = (3-14) ∂t Cγ ∂x 2 Trong phương trình (3 -10) áp dụng: ∂ 2θ Jρ