Расчет клапанного электромагнита. Содержание введение Задание Расчет клапанного электромагнита Задание Определение защитных свойств вентильного разрядника Введение
 Скачать 0.86 Mb.
|
|
СОДЕРЖАНИЕ Введение Задание 1. Расчет клапанного электромагнита Задание 2. Определение защитных свойств вентильного разрядника Введение Энергетика как отрасль промышленности обладает рядом особенностей, резко выделяющих энергетическое производство из других отраслей промышленности. Важнейшая особенность энергетики заключается в том, что производство электроэнергии, ее транспорт, распределение и потребление осуществляются в один и тот же момент времени. Эта особенность превращает всю систему производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии, отдельные звенья которой могут быть удалены на сотни километров друг от друга, в единый, сложный механизм, в котором системой электроснабжения называют совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электроэнергией. Электрические и электронные аппараты – это электротехнические устройства, которые используют для включения и отключения электрических цепей, измерения, защиты, управления и регулирования электроустановок, предназначенных для передачи, преобразования, распределения и потребления электроэнергии. Под электрические и электронные аппараты понимают широкий круг всевозможных устройств, применяемых в быту, промышленности и энергетике. Задание 1. Расчет клапанного электромагнита Определить приближенно размеры клапанного электромагнита, если при рабочем зазоре δ=0,21·10-2 м и длительном режиме работы он развивает силу Рэ=5 Н. Вычислив показатель Пк из формулы:  .Выбираем клапанный электромагнит из таблицы 1. Таблица 1 – Данные для выбора электромагнитов постоянного тока.
 Далее по кривой 2 (рисунок 1) определяем индукцию Вδ=0,28 Тл.Рисунок 1 – Зависимости параметров электромагнитов от конструктивного показате-ля: 1 – индукция в рабочем зазоре броневого электромагнита с плоским стопом; 2- индукция в рабочем зазоре клапанного электромагнита; 3 – отношение длины катушки к её толщине в броневом электромагните с плоским стопом. Площадь полюсного наконечника (шляпки) находим из формулы для электромагнитной силы Максвелла:  ; ,тогда диаметр  .По формуле:  ,где Фстi – поток на соответствующем участке магнитной цепи, Вб; Si – площадь его поперечного сечения. Находим поток:  ,а затем по формуле:  ,задавшись коэффициентом рассеяния σ=1,3, находим поток в сердечнике:  Задаемся значением Вс=0,8 Тл и из находим площадь  ;тогда диаметр  .Длину цилиндрической бескаркасной катушки при длительном режиме работы определяем по формуле:  ,где Fу – установившееся значение МДС катушки, А;  ,где kз – коэффициент запаса, равный 1,1, МДС троганья определяется:  ,где kn – коэффициент, учитывающий падение магнитного потенциала в рабочем зазоре, равным 1,5; Fδ – падение магнитного потенциала в рабочем зазоре:  ,где µ0 =4π10-7 Гн/м. Задавшись коэффициентами kзм=0,6 и kт=10 Вт/(м2·0С); n=4 и превыше-ние температуры (ϑдоп-ϑ0)=70 0С; ρϑ=2,34·10-8 Ом·м, находим:  ,при этом  ,диаметр катушки  .Используя рекомендуемые соотношения размеров: ширина ярма  ; толщина ярма  ;ширина ярма (над шляпкой)  ;площадь сечения якоря  ;толщина якоря  ;толщина  .Ответ: dс=1·10-2 м; dшл=1,5·10-2 м; hшл=0,25·10-2 м; lc=lk=4,05·10-2 м; hк=1,01·10-2 м; bяк=Dк=3,02·10-2 м; аяр=2,7·10-2 м; bя=1,7·10-2 м; ая=0,32·10-2 м. Задание 2. Определение защитных свойств вентильного разрядника На подстанции Uном=150 кВ установлен разрядник типа РВС–150. Количество отходящих линий N=3. Длина фронта набегающей волны перенапряжения τф=1,5 мкс. Волновое сопротивление ЛЭП Z1=400 Ом. Гирлянды линии электропередачи собраны из трех изоляторов типа ПС16-А. Определяем строительную длину гирлянды изоляторов (таблица 2)  Таблица 2 – Данные для расчета определения количества изоляторов в гирлянде и длины гирлянды
Для значения LГ=1440 мм по рисунку 2 находим U50%=900 кВ. Это значение U50% соответствует наибольшей амплитуде волны грозового перенап-ряжния, набегающей по ЛЭП на шины подстанции. Следовательно,   Рисунок 2 – Импульсные 50 % разрядные напряжения гирлянд изоляторов без арматуры: 1 – изоляторы типов ПС, ПВ (кроме ПФ6-А); 2 – изоляторы типа ПФ6-А. Рассчитываем вольтамперную характеристику ВАХ разрядника РВС-150 по уравнению:  Значения коэффициента αi для первой и второй области ВАХ берем из таблицы 3. Таблица 3 – Данные для построения ВАХ разрядников
Таблица 4 – Справочные данные вентильных разрядников различных типов
Определяем коэффициент С1 для первой области ВАХ (Iр<470 А) при α1=0,34 значении токов Iр=Iсопр=90 А и напряжений Uр=UГАШ=138000 В (таблица 3 и 4):  .Рассчитываем значение коэффициентов С2 для второй области (10 кА >Iр≥1 кА) при α1=0,14, токе координации Iр=3000 А и соответствующем ему значении остающегося напряжения Uр=435000 В (таблица 3 и 4):  .Результаты расчетов сводим в таблицы 5 и 6. Таблица 5 - Значения Uр для первой области ВАХ
Таблица 6 - Значения Uр для второй области ВАХ
Определяем защитные свойства разрядника, рассчитываем графо-аналитическим методом изменение напряжения на разряднике и изменение то-ка, протекающего через разрядник, при набегании с ЛЭП на разрядник косо-угольной волны перенапряжения (рисунок 3) с τф=1,5 мкс и  . Принципиальная схема подключения разрядника и расчетная схема заме-щения с сосредоточенными параметрами приведена на рисунке 3, где введены следующие обозначения:Рисунок 3 – Набегание волны перенапряжения на разрядник РВ по ЛЭП с волновым сопротивлением Z1: а – принципиальная схема подключения разрядника; б – расчетная схема замещения; ИП – искровой промежуток разрядника РВ; R – нелинейное сопротивление разрядника. Волновое сопротивление линии принято равным Z1=400 Ом. Из рисунка 3б видно, что до пробоя ИП напряжение на разряднике равно  . После пробоя на разряднике становится равным  .В первом приближении принимаем, что пробой ИП наступает при увели-чении Uр(t) до значения равного импульсному пробивному напряжению разряд-ника, которое для разрядника типа РВС–150, равно 375 кВ (таблица 4). Графическое построение Uр(t) и iр(t) показано на рисунке 5. Изменение 2UПАД(t) построено при τф=1,5 мкс и рассчитанном значении напряжения . ВАХ разрядника построена по данным таблиц 5 и 6. Участок ВАХ между током Iр=400 А и током Iр=1000 А построен произвольно с по-мощью лекала. Остальные построения можно увидеть по рисунку 5. Данные для построения сведены в таблицы 8 и 9.Из рисунка 5 видно, что после пробоя ИП (tпр) напряжение на разряднике резко снижается. При этом наибольшее напряжение на разряднике остающееся напряжение UОСТ не превышает 442,9 кВ и по сравнению с оно снижается в 2,03 раз, становится ниже импульсного испытательного напряжения трансформатора более чем в 1,24 раза (Uти = 550 кВ). Однако фактическая величина перенапряжений на изоляции трансформатора зависит еще от длины ошиновки, присоединяющей разрядник к трансформатору, т.е. от места установки разрядника.Форма волны горизонтального импульса перенапряжения, падающей с ЛЭП на шины подстанции, приведена на рисунке 4.  Рисунок 4 - Форма волны горизонтального импульса перенапряжения, падающей с ЛЭП на шины подстанции Значение  (рисунок 4) берется равным импульсному 50% разрядному напряжению гирлянды изоляторов (рисунок 2).Волновое сопротивление линии электропередачи Z1 принять равным 400 Ом. Среднюю высоту подвеса проводов ЛЭП на номинальное напряжение 150 кВ принять соответственно равной 12 м. Значения импульсных испытательных напряжений трансформатора приведены в таблице 7. Таблица 7 – Исходные данные для расчета допустимого напряжения на внутренней изоляции трансформатора
Таблица 8 – 
Таблица 8 – 
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
