Нагрев аппаратов в переходных режимах

УСТАНОВИВШИЙСЯ РЕЖИМ НАГРЕВА

СПОСОБЫ ПЕРЕДАЧИ ТЕПЛА НАГРЕТЫМ ТЕЛОМ

Различают три вида передачи тепла: теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение.

а) Теплопроводность. Теплопроводностью называется процесс передачи тепла от одной частицы тела к другой или от одного тела к другому, когда эти частицы или тела соприкасаются друг с другом. - молекул. Теплопроводность характерна для передачи тепла в твёрдых телах.

Теплопроводность в металлах осуществляется путем теплового движения электронов, а в остальных случаях

б) Конвекция. Конвекцией называется процесс передачи тепла путем перемещения частиц жидкости или газа. При естественной конвекции движение охлаждающего газа или жидкости происходит за счет разницы плотностей нагретых и холодных объемов газа или жидкостей. При искусствен­ной конвекции охлаждающая среда приводится в движе­ние с помощью вентиляторов или насосов.

в) Тепловое излучение. Часть тепла нагретое тело отда­ет в окружающее пространство путем излучения электро­магнитных колебаний (ультрафиолетовых, световых и ин­фракрасных лучей). Этот способ теплоотдачи называется тепловым излучением, лучеиспусканием или радиацией.

Процесс нагрева считается установившимся, если с течением времени температура частей аппарата не изменя­ется. Температура может считаться установившейся, если за 1 ч нагрева она возрастет не более чем на 1 °С. В уста­новившемся режиме всё выделяющееся тепло отдается в окружающее пространство. В противном случае часть тепла идет на нагрев аппарата и его температура изменя­ется.

А)продолжительный режим работы

После включения аппарата температура его элементов не сразу достигает установившихся значений. Тепло, выделяемое в аппарате, частично отдаётся в окружающее пространство, частично идёт на повышение его температуры.

б) Нагрев при кратковременном режиме работы. Кратковременный режим работы аппарата характеризуется тем, что при включении температура его не достигает установившейся. После кратковременного нагрева аппарат отключается и его температура падает до значения температуры окружающей среды.

Обычно длительность t кр, прохождения тока I кр кратковременного режима выбирается так, чтобы превышение температуры токоведущих частей

не превышало допустимого значения. После времени t _кр1 и t _кр2 аппарат отключается и охлаждается до температуры окружающей среды.

В связи с этим в аппаратах, работающих в кратковременном режиме, возможно повысить нагрузку по току.

В) перемежающийся и повторно- кратковременный режимы работы.

При перемежающемся режиме проходящий через аппарат ток циклически меняется, не спадая до нулевого значения

Г)Нагрев при КЗ

В электрических аппаратах токи КЗ могут в 10—20 раз превышать токи длительного режима. Для уменьшения температуры проводников длительность прохождения то­ков КЗ ограничивается защитными средствами до 4—5 с.

При КЗ непосредственно вблизи генераторов из-за пере­ходных процессов ток КЗ, протекающий через аппарат, ме­няется. В этом случае расчет ведется по установившемуся значению тока КЗ.

Предельные температуры элементов аппаратов определяются свойствами применённых проводниковых, изоляционных и конструктивных материалов, длительностью температурных воздействий и назначением аппарата.

В большинстве случаев аппараты рассчитываются для работы на высоте не более 1000 м над уровнем моря. С ростом высоты падает плотность воздуха, в связи с чем ухудшаются условия охлаждения. На высоте 3000 м токовая нагрузка аппаратов снижается на 4, а при высоте 6000 м – на 10%.

Температура любого аппарата в длительном режиме складывается из температуры окружающей среды и значения τ- превышение температуры данного элемента над температурой окружающей среды

Если Θ₀ >40 С, то токовая нагрузка аппарата должна быть снижена таким образом, чтобы предельные температуры находились в соответствии с ГОСТ.

Если Θ₀ <40 С, то токовая нагрузка аппарата может быть увеличена. Длительность и частота появлений КЗ достаточно малы. Поэтому допустимые температуры при КЗ в 2—4 раза выше, чем при длительном режиме. Согласно ГОСТ: предельные значения температуры при КЗ не должны превышать 200 °С для алюминиевых проводников, 250 С для проводников из меди и ее сплавов, соприкасающихся с органической изоляцией или маслом, и 300 С для проводников из меди и ее сплавов, не соприкасающихся с органической изоляцией или маслом.

ЧИТАТЬ:

КЗ характеризуется большим током и малым временем действия. При КЗ допускается в 2-3 раза более высокая температура нагрева проводника, чем при номинальном токе

Способность аппарата выдерживать кратковременное тепловое действие тока КЗ без повреждений, препятствующих дальнейшей исправной работе, называется термической стойкостью.

Токоведущие элементы аппарата, рассчитанные для длительного режима, должны быть проверены на термическую стойкость при КЗ с помощью (2.55) и кривых на I 2.12.

При расчете берется наиболее тяжелый случай - к моменту начала КЗ элемент нагрет длительным током до предельно допустимой температуры номинального режима. Поскольку ток термической стойкости зависит от длительности его прохождения, то термическая стойкость относится к определенному времени, обычно 1; 3; 5 и 10 с в зависимости от параметров аппарата

Дата добавления: 2014-01-20