CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU
Chương 5 Chọn khí cụ điện và dây dẫn
5.5 Chọn thanh dẫn, thanh góp cứng
5.5.1 Chọn loại và tiết diện:
Ta chọn thanh góp cứng cho đầu cực máy phát có IN3’ = 24,994 kA Dòng cưỡng bức đầu cực máy phát bằng:
Icb= 3,85 kA nên chọn loại thanh dẫn hình máng.
Tiết diện được chọn sao cho:
I ≤IhieuchinhCP = K .K .I
SV: Nguyễn Hoài Sơn D1H2 GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa
Trong đó:
- K2: hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt song song, K2 = 0,92.
- K1: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ K1
bt ch cp bt xq cp
θ
− θ
θ
−
= θ
Với:
- θbtcp: nhiệt độ cho phép lúc bình thường, bằng 700C - θxq: nhiệt độ xung quanh, thanh dẫn lấy bằng 350C - θch: nhiệt độ chuẩn, bằng 250C
Do đó:
K1
bt ch cp bt xq cp
θ
− θ
θ
−
= θ =
25 70
35 70
−
− = 0,88
Tra bảng, ta chọn được loại thanh dẫn có các thông số như sau:
Bảng 5.5 Thông số chọn thanh dẫn
Kích thước,mm Tiết diện một cực, mm2
Mô men trở
kháng, cm3 Mô men quán tính, cm4
Dòng điện cho
phép cả hai thanh, A
H b c r Một thanh Hai
thanh Wyo-yo
Một thanh Hai thanh
Jyo-yo
Wx-x Wy-y Jx-x Jy-y Đồng
100 45 6 8 1010 27 5,9 58 135 18,5 290 4300
Ta có:
hieuchinh
ICP = K1.K2.ICP = 0,92.0,88.4300 = 3481,28 A < Icb= 3850 A, vậy không thỏa mãn điều kiện phát nóng.
SV: Nguyễn Hoài Sơn D1H2 GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa
Ta chọn loại thanh dẫn có thiết diện lớn hơn như sau:
Bảng 5.5 Thông số chọn thanh dẫn
Kích thước,mm Tiết diện một cực, mm2
Mô men trở
kháng, cm3 Mô men quán tính, cm4
Dòng điện cho
phép cả hai thanh, A
H b c r Một thanh Hai
thanh Wyo-yo
Một thanh Hai thanh
Jyo-yo
Wx-x Wy-y Jx-x Jy-y Đồng
125 55 6,5 10 1370 50 9,5 100 290,3 36,7 625 5500 Ta có:
hieuchinh
ICP = K1.K2.ICP = 0,92.0,88.5500 = 4452,8 A > Icb= 3850 A, vậy thỏa mãn điều kiện phát nóng.
y
y y
y
y0
y0
x x h
h
b
c r
5.5.2 Kiểm tra ổn định động khi ngắn mạch:
Lực tác động giữa các pha:
SV: Nguyễn Hoài Sơn D1H2 GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa
F1 = 1,02.10-8. a
l
2 ( 2 .I’’.103)2 Trong đó:
- F1: lực tác động giữa các pha, kg.
- l: Khoảng cách giữa hai sứ liền nhau của một pha, lấy bằng l = 120cm.
- a: khoảng cách giữa các pha, lấy bằng a = 40cm.
- I’’: giá trị hiệu dụng dòng ngắn mạch siêu quá độ, bằng 35,04 kA.
Vậy:
F1 = 1,02.10-8. a
l
2 ( 2 .I’’.103)2 = 1,02.10-8. ( 2. 40
120 .
2 ⋅ 24,994.103)2 = 76,46 kG
Tính mô men uốn tác động lên một nhịp:
M1
10 120 . 46 , 76 K
l.
F1
=
= = 917,56 kGcm
Ứng suất:
σ1
100 56 , 917 W
M
y 1 =
= = 9,18 kG/cm2
Ở đây:
Wy: mô men chống uốn tổng cả 2 thanh, tra tài liệu bằng 100 cm3
Tính f2: lực điện động của 2 thanh trong cùng một pha theo công thức sau:
8 1
2
2 3 10
h 10 1 I 2 51 0
f = , .( .''. ) . ⋅ − = 0,51.( 2 .24,994.103)2 110
⋅ 1 10-8 = 0,058 kG/cm
h1 = 2.b = 2.55 = 110 cm.
Ứng suất σ2: σ2 =
5 , 9 . 12
120 . 058 , 0 W . 12
l.
f 2
y 12
2 = = 7,32 kG/cm2
Trong đó: Wy: mô men chống uốn của một thanh., tra bảng bằng 14,7 cm3. Ta tính độ dài l1.
SV: Nguyễn Hoài Sơn D1H2 GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa
( )
058 , 0
18 , 9 1400 . 5 , 9 . 12 f
) .(
w . 12
2
1 CP
y σ −σ = −
= 1653,4 cm > l1. Vậy cần đặt miếng đệm giữa 2 thanh sứ trong cùng một nhịp.
Số miếng đệm cần đặt là:
77 , 120 13
4 ,
1653 = , nên cần đặt 14 miếng đệm trung gian.
5.5.3 Kiểm tra ổn định động khi có xét đến dao động riêng:
Tần số dao động riêng của thanh dẫn hình dạng bất kì có thể xác định theo công thức:
f R= ⋅ −γ . S
10 . J . E l
65 ,
3 yo yo 6
2
Trong đó:
l: độ dài thanh dẫn giữa hai sứ, bằng 120cm.
E: mô đun đàn hồi của vật liệu thanh dẫn, ECu = 1,1.106 kG/cm2
J: mô men quán tính của tiết diện thanh dẫn đối với trục thẳng góc. Tra tài liệu Jyo-yo = 62,5 cm4.
S: tiết diện ngang của thanh dẫn, bằng 2740 mm2 = 27,40 cm2 γ: Khối lượng riêng của vật liệu thanh dẫn, γCu = 8,93 g/cm3 Như vậy:
f R 27,40.8,93
10 . 5 , 62 . 10 . 1 , 1 120
65 , 3 .
S 10 . J . E l
65 ,
3 6 6
2 yo 6
yo
2 = ⋅
⋅ γ
= −
= 134,36 Hz nằm ngoài giới hạn 45÷55 Hz và 90 ÷ 110 Hz. Vậy thanh góp đã chọn thỏa mãn điều kiện.
5.5.4 Chọn sứ đỡ:
SV: Nguyễn Hoài Sơn D1H2 GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa
H1
H
Ftt
Hình 5.6 Sơ đồ chọn sứ Sứ đỡ thanh dẫn cứng được chọn theo các điều kiện sau:
a. Loại sứ: sứ đặt trong nhà.
b. Điện áp: UđmS ≥ UđmHT. c. Kiểm tra ổn định động:
F’tt ≤ 0,6.Fph
Trong đó:
Fph: lực phá hoại cho phép của sứ
F’tt: lực động điện tác động lên thanh dẫn khi ngắn mạch ba pha, kG. Lấy bằng
F’tt H Ftt H1
= Ở đây:
Ftt = F1 = 76,46 kG: lực điện động tác dụng lên thanh dẫn khi ngắn mạch 3 pha.
H: chiều cao sứ
H1: chiều cao từ đáy sứ đến trọng tâm tiết diện thanh dẫn.
Ta chọn loại sứ có các thông số như sau:
Bảng thông số chọn sứ Loại sứ Điện áp, kV Lực phá hoại
nhỏ nhất, khi
Chiều cao, mm Định mức Duy trì ở
SV: Nguyễn Hoài Sơn D1H2 GVHD: PGS-TS Phạm Văn Hòa
trạng thái
khô uốn tính,
Oφ-6-750OB-Y3 10 47 750kG 120
Như vậy ta có:
H = 120mm, H1 = 120 +
2 = 182,5 mm Và:
F’tt 120
5 , 46182 , H 76 Ftt H1 =
= = 116,28 kG
0,6. Fph = 0,6.750 = 450 kG > 116,28 kG. Vậy sứ đã chọn thỏa mãn.