Нагрів електричних апаратів в режимі короткого замикання. Перевірка апаратів на термічну стійкість

Тривалість КЗ складає частки секунди та як виняток може досягати кількох секунд. Так як тривалість КЗ суттєво менша сталої часу нагріву τ₀ струмоведучого кола, яка складає хвилини можна вважати процес нагріву адіабатичним, тобто все тепло витрачається на підвищення температури провідника. Температура провідника при КЗ може досягати великих значень (300 ^оС), тому потрібно враховувати зміну як питомого електричного опору, так і теплоємності від температури.

Проведемо інтегрування даного рівняння:

Позначимо праву частину як:

Вк – імпульс квадратичного струму КЗ (інтеграл Джоуля). Він пропорційний кількості тепла, що виділяється струмом КЗ у провіднику.

Тоді дане рівняння прийме вид:

Аvк – значення інтеграла з індексом Vк;

Аvн – Аvк – значення інтеграла з індексом Vк;

Аv – складна функція температури провідника;

Рівняння (1) є вихідним для визначення кінцевої температури.

V₀ – температура довкілля;

Vдоп – тривала допустима температура провідника;

V_{0 ном} – номінальна температура довкілля (згідно з ПУЕ приймається 25⁰С для повітря та 15⁰С для води та землі);

Ідоп – тривалий допустимий струм провідника;

Іmax – максимальний робочий струм навантаження.

Якщо V_K ≤ V_доп, то провідник витримає теплове навантаження при КЗ.

Визначення інтеграла Джоуля. Для оцінки термічної стійкості виконується наближеним способом через складну залежність струмів КЗ від часу. При цьому повний імпульс квадратичного струму КЗ розбивається на дві складові:

Інтеграл Джоуля визначається по-різному в залежності від місця знаходження точки КЗ. Розрізняють три характерні випадки:

1) віддалене КЗ;

2) КЗ поблизу синхронних генераторів або компенсаторів;

3) КЗ поблизу групи потужних ЕД.

Визначення інтеграла Джоуля для віддаленого КЗ. При віддаленому КЗ періодична складова струму є незмінною в часі:

Зміна аперіодичної складової струму описується формулою:

Та – стала часу аперіодичної складової.

Цей спосіб рекомендується при визначенні В_к в колах знижувальних підстанцій (виняток складають підстанції до шин 10^-6 кВ яких під’єднано потужні двигуни або синхронні компенсатори), в колах вищої напруги електростанцій, в колах генераторної напруги електростанцій, якщо КЗ відбувається за реактором.

Дата добавления: 2015-07-11