Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Khí cụ điện: Chương 2 - Phát nóng được biên soạn với các nội dung chính sau: Khái niệm chung; Nhiệt độ cho phép; Các dạng tổn hao năng lượng; Quá trình phát nóng và nguội, Các thiết bị dẫn điện; Chế độ làm việc; Quá trình phát nóng khi ngắn mạch. Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng!
KHÍ CỤ ĐIỆ N TS.NGUYỄ BỘ N VĂN ÁNH MƠN THIẾ T BỊ ĐIỆ N - ĐIỆ N TỬ , VIỆ N ĐIỆ N C3 - 106, TEL 3869 2511 EMAIL:ANH.NGUYENVAN1@HUST.EDU.VN PHẦ N I LÝ THUYẾ T CƠ SỞ CHƯ Ơ NG 2: PHÁT NĨNG • – Khái Niệ m Chung • – Nhiệ t Độ Cho Phép • - Các Dạ ng Tổ n Hao Năng Lư ợ ng • - Q Trình Phát Nóng Nguộ i • - Các Chế Độ Làm Việ c • - Q Trình Phát Nóng Khi Ngắ n Mạ ch Khái Niệ m Chung Ở trạ ng thái làm việ c, phậ n củ a TBĐ : mạ ch vòng dẫ n điệ n, mạ ch từ , chi tiế t bằ ng kim loạ i cách điệ n đề u có tổ n hao lư ợ ng tác dụ ng biế n thành nhiệ t Mộ t phầ n củ a nhiệ t làm tăng nhiệ t độ củ a TBĐ, mộ t phầ n tỏ a môi trư ng xung quanh • Nhiệ t độ phát nóng cao mộ t thờ i gian dài phá hủ y thiế t bị điệ n • Nhiệ t độ phát nóng cao mộ t thờ i gian dài phá hủ y thiế t bị điệ n Nhiệ t Độ Cho Phép Để TBĐ làm việ c bình thư ng nhiệ t độ củ a TBĐ làm việ c phả i luôn nhỏ hơ n hoăc bằ ng nhiệ t độ cho phép Nhiệ t độ làm việ c cho phép đư ợ c xác đị nh dự a vào nhiệ t độ làm việ c cho phép củ a vậ t liệ u cách điệ n mà TBĐ sử dụ ng Cấ p cách điệ n Nhiệ t độ cho phép (C) Y 90 A 105 E 120 B 130 F 155 H 180 C >180 Trong tính tốn phát nóng TBĐ thư ng dùng khái niệ m độ chênh nhiệ t : ttb tmt tmt : nhiệ t độ môi trư ng ttb : nhiệ t độ TBĐ Độ chênh nhiệ t cho phép phụ thuộ c vào nhiệ t độ môi trư ng, độ cao lắ p đặ t củ a thiế t bị Các Dạ ng Tổ n Hao Năng Lư ợ ng Nhiệ t tổ n hao TBĐ tạ o nên, có ba ng tổ n hao chính: Tổ n hao chi tiế t dẫ n điệ n Tổ n hao chi tiế t bằ ng vậ t liệ u sắ t từ Tổ n hao điệ n môi 3.1 Tổ n hao chi tiế t dẫ n điệ n t W i R dt R l S Điệ n trở dây dẫ n R phụ thuộ c vào điệ n trở suấ t vậ t liệ u, hiệ u ứ ng mặ t ngoài, hiệ u ứ ng gầ n 3.1 Tổ n hao chi tiế t dẫ n điệ n Hiệ u ứ ng mặ t 3.1 Tổ n hao chi tiế t dẫ n điệ n Hiệ u ứ ng gầ n I I I I 3.2 Tổ n hao phầ n tử sắ t từ Nế u phầ n tử sắ t từ nằ m vùng từ trư ng biế n thiên chúng có tổ n hao từ trễ dịng điệ n xốy tạ o PFe ( T 1.6 m B x f Bm ) f G 3.3 Tổ n hao vậ t liệ u cách điệ n Vớ i dòng điệ n xoay chiề u tác dụ ng củ a điệ n từ trư ng biế n thiên nên vậ t liệ u cách điệ n có tổ n hao điệ n mơi đư ợ c tính bở i P f U tg Q Trình Phát Nóng Nguộ i Q trình tỏ a nhiệ t đư ợ c mô tả bở i phư ng trình theo thờ i gian t sau P dt KT ST dt CT d Nhiệ t lư ợ ng tỏ a môi trư ng Nhiệ t lư ợ ng làm nóng TBĐ Khi TBĐ phát nóng: P > Khi TBĐ nguộ i: P = 4.1 Q trình phát nóng e t /T e t /T P K T ST T CT KT S 0 t( C) Độ chênh nhiệ t xác lậ p phụ thuộ c vào công suấ t tổ n hao P khả tỏ a nhiệ t củ a thiế t bị 4.2 Quá trình nguộ i 1e t /T T CT KT S 0 t( C) Ví dụ Thanh dẫ n bằ ng đồ ng có tiế t diệ n hình chữ nhậ t kích thư c 12x5 mm đặ t tủ cung cấ p điệ n Thanh đư ợ c đặ t vậ t liệ u cách điệ n có nhiệ t độ cho phép θ c p = 900C (cấ pY), nhiệ t độ môi trư ng tủ 400C, điệ n trở suấ t trung bình -8 ρ tb = 1.75 10 Ω m, hệ số tỏ a nhiệ t củ a đồ ng K T = 15 W/m C , dẫ n dòng điệ n mộ t chiề u Hãy cho biế t dẫ n bằ ng đồ ng dẫ n dịng điệ n có mậ t độ 6A/mm2 chế độ dài hạ n không? Độ chênh nhiệ t xác lậ p củ a dẫ n đư ợ c xác đị nh bở i tb P KT S T RI KT S T l a (a j) K T (p l) a j p tb KT Vớ i, a tiế t diệ n dẫ n đư ợ c tính bở i -5 a = 12 x = 60mm = 10 m p chu vi đo tiế t diệ n dẫ n, đư ợ c tính bở i p = x (12+5) = 34 mm = 3.4 10 -2 m Thay số liệ u vào ta nhậ n đư ợ c 74.330 C Vì vậ y, nhiệ t độ làm việ c củ a dẫ n chể độ dài hạ n mt 74.33 40 114.330 C cp 90o C Các Chế Độ Làm Việ c Căn vào thờ i gian làm việ c dài hay ngắ n mà ngư i ta chia chế độ làm việ c củ a TBĐ làm mộ t ba chế độ Dài hạ n Ngắ n hạ n Ngắ n hạ n lặ p lạ i Q Trình Phát Nóng Khi Ngắ n Mạ ch Khi ngắ n mạ ch xả y ra, dòng điệ n chả y hệ thố ng mạ ch vòng dẫ n điệ n củ a TBĐ rấ t lớ n, ng thờ i gian ngắ n nên trình trình đoạ n nhiệ t P dt CT d Q Trình Phát Nóng Khi Ngắ n Mạ ch Độ bề n điệ n độ ng củ a TBĐ khả chụ i đự ng dòng điệ n ngắ n mạ ch thờ i gian ngắ n mạ ch cho trư c mà nhiệ t độ phát nóng củ a thiế t bị khơng vư ợ t nhiệ t độ phát nóng cho phép ngắ n mạ ch I nm1 nm1 t I nm nm t Ví dụ Mộ t độ ng điệ n chị u đư ợ c dòng điệ n ngắ n mạ ch 100A vịng 1s Nế u độ ng đư ợ c bả o vệ bở i mộ t áp tơ mát, để bả o vệ độ ng khỏ i bị hỏ ng hóc, thờ i gian tác độ ng củ a áp tô mát ? Cho biế t dòng điệ n ngắ n mạ ch cố 64A Lờ i giả i Vì độ ng điệ n chị u đư ợ c 100A vòng 1s, nên vớ i 64A chụ i đư ợ c thờ i gian là: t nm 1002.1 502 (s) Như vậ y, độ ng không bị hỏ ng, áp tô mát phả i cắ t mạ ch điệ n trư c 4(s) mạ ch có cố vớ i dòng điệ n 50A ... THUYẾ T CƠ SỞ CHƯ Ơ NG 2: PHÁT NĨNG • – Khái Niệ m Chung • – Nhiệ t Độ Cho Phép • - Các Dạ ng Tổ n Hao Năng Lư ợ ng • - Q Trình Phát Nóng Nguộ i • - Các Chế Độ Làm Việ c • - Q Trình Phát Nóng Khi... KT Vớ i, a tiế t diệ n dẫ n đư ợ c tính bở i -5 a = 12 x = 60mm = 10 m p chu vi đo tiế t diệ n dẫ n, đư ợ c tính bở i p = x ( 12+ 5) = 34 mm = 3.4 10 -2 m Thay số liệ u vào ta nhậ n đư ợ c 74.330... suấ t trung bình -8 ρ tb = 1.75 10 Ω m, hệ số tỏ a nhiệ t củ a đồ ng K T = 15 W/m C , dẫ n dòng điệ n mộ t chiề u Hãy cho biế t dẫ n bằ ng đồ ng dẫ n dịng điệ n có mậ t độ 6A/mm2 chế độ dài hạ