Расчет сопротивления прямоугольной шины

1. Необходимые для расчетов токов КЗ параметры шинопроводов могут быть взяты из нормативно-технической документации или получены расчетным методом. Параметры шинопроводов серии ШМА и ШРА даны в табл. 3.

Активное сопротивление одной фазы шинопровода (r_ш) в миллиомах при температуре J рассчитывают по формуле

где — удельное сопротивление материала шины при нормированной температуре , Ом×мм 2 /м;

— нормированная температура, при которой задано удельное сопротивление, °С;

l — длина шины одной фазы, м;

Т — постоянная, зависящая от материала проводника, °С: для твердотянутой меди ^ Т = 242 °С, для отожженной меди Т = 234 °С; для алюминия Т = 236 °С;

К_д — коэффициент добавочных потерь, учитывающий влияние поверхностного эффекта, эффекта близости, а также добавочных потерь от расположенных вблизи металлических элементов.

Значение коэффициента добавочных потерь можно оценить, исходя из результатов экспериментальных исследований токопроводов аналогичных конструкций или рассчитать (приблизительно) по формуле

где ^ К_J — коэффициент, учитывающий изменение температуры шины (значения К _J приведены в приложении 3);

K_пэ — коэффициент поверхностного эффекта.

^ Параметры комплектных шинопроводов

Тип шинопроводаНоминальное напряжение, кВНоминальный ток, АСопротивление фазы, мОм/мСопротивление нулевого проводника, мОм/мr₁x₁r_нпx_нпШМА4-12500,38/0,6612500,0340,0160,0540,053ШМА4-16500,38/0,6616000,0300,0140,0370,042ШМА4-32000,38/0,6632000,0100,0050,0640,035ШМА68П0,38/0,6625000,0200,0200,0700,045ШМА68П0,38/0,6640000,0130,0150,0700,045ШРА730,382500,2100,2100,1200,210ШРА730,384000,1500,1700,1620,164ШРА730,386300,10,130,1620,164

Значения коэффициентов К_б и К_пэ для медных и алюминиевых шин зависят от размеров поперечного сечения, расположения и числа шин. Для одиночных шин прямоугольного сечения, имеющих размеры 25´3 — 100´10 мм, при расположении шин «на ребро» значения коэффициента К_пэ составляют 1,02 — 1,1. Значения коэффициента К_пэ для пакетов шин допускается принимать как для одиночных шин.

Коэффициент добавочных потерь ^ К_д для алюминиевых шин сечением 100´10 мм 2 в зависимости от числа шин п должен иметь следующие значения: при п = 1 К_д » 1,18; при п = 2 К_д » 1,25; при п =3 К_д » 1,6; при п = 4 К_д » 1,72.

При прокладке шинопровода в галерее или туннеле коэффициент добавочных потерь следует брать на 0,25 больше, чем при его прокладке на открытом воздухе.

2. Индуктивное сопротивление прямой последовательности фазы шинопровода ( x_1ш ) в миллиомах на метр рассчитывают по формуле

где d — расстояние между шинами, м;

g₀ — среднее геометрическое расстояние, м, рассчитываемое по одной из приведенных ниже формул:

1) для шины прямоугольного сечения

где b и h — размеры сторон прямоугольника;

2) для шины квадратного сечения

где b — размер стороны квадрата;

3) для трубчатой шины квадратичного сечения

где b_вш — размер наружной (внешней) стороны квадратного сечения;

С — коэффициент, значения которого должны соответствовать приведенным в табл. 4.

Значения коэффициента С

Отношение внутреннего радиуса трубы круглого сечения к внешнему радиусу или внутренней стороны трубы квадратного сечения к внешней сторонеЗначение коэффициента С0,10,780,20,790,30,810,40,830,50,850,60,880,70,910,80,940,90,971,01,00

Среднее геометрическое расстояние g₀ для пакета шин можно рассчитать по следующим формулам:

1) для двухполосного пакета:

где b и h — соответственно толщина и ширина одной полосы шины (см. черт. ^ 4), мм;

d — расстояние между продольными осями (центрами масс) сечений шин пакета (см. черт. 4 ), мм;

k — коэффициент, зависящий от отношения d₁₂/h, его определяют по кривой, приведенной на черт. 4;

2) для трехполосного пакета

где d₁₂, d₂₃ и d₁₃ — расстояния между центрами масс сечений соответствующих шин пакета,

Значения средних геометрических расстояний (g₀) наиболее употребляемых пакетов шин с зазорами между шинами, равными толщине шины, должны соответствовать приведенным в табл. 5.

^ Коэффициент k для определения среднего геометрического расстояния между шинами прямоугольного сечения

^ Значения g₀ некоторых пакетов шин

Сечение пакета, мм 2g₀, см2(80´10)1,532(100´10)3,02(120´10)3,453(80´10)2,993(100´10)3,503(120´10)3,95

3. В качестве допустимой (расчетной) температуры нагрева шинопровода в продолжительном режиме следует принимать J = 70 °С.

4. Активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности фазы шинопровода (r_ош и x_ош) в миллиомах на метр принимают (ориентировочно)

Расчёт комплексного сопротивления плоской шины

Ввиду недостаточных вычислительных возможностей JavaScript (21 значащая цифра), конечная частота в расчёте ограничена (зависит от размеров шины).

Ввиду большого объёма производимых расчётов возможны задержки (в пределах нескольких секунд) в построении графиков.

Зависимость комплексного сопротивления (Ом) от частоты (Гц)

Зависимость толщины скин-слоя (мм) от частоты (Гц)

Пояснения к расчёту

Расчёт комплексного сопротивления Z плоской шины переменному току с учётом поверхностного (скин) эффекта может быть выражено через параметры поля:

R — активное сопротивление

X — реактивное сопротивление

h — высота шины

2a — ширина шины

l — длина шины

μ — относительная магнитная проницаемость

μ₀ — магнитная постоянная

μ μ₀ — абсолютная магнитная проницаемость

γ — электрическая проводимость

Глубину, на которой амплитуда волны уменьшается в е (

2,71828) раз, условно принимают за толщину скин-слоя (глубину проникновения поля):

Пожелания, замечания, рекомендации по улучшению раздела расчётов на нашем сайте просьба присылать по электронной почте support@ivtechno.ru

Разрешается копирование java-скриптов при условии ссылки на источник.

ГОСТ 28249-93 Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Рекомендуемое

РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЙ ШИНОПРОВОДОВ

1. Необходимые для расчетов токов КЗ параметры шинопроводов могут быть взяты из нормативно-технической документации или получены расчетным методом. Параметры шинопроводов серии ШМА и ШРА даны в табл.3.

Активное сопротивление одной фазы шинопровода ( ) в миллиомах при температуре рассчитывают по формуле

, (29)

где — удельное сопротивление материала шины при нормированной температуре , Ом·мм /м;

— нормированная температура, при которой задано удельное сопротивление, °С;

— постоянная, зависящая от материала проводника, °С: для твердотянутой меди =242°C; для отожженной меди =234°С; для алюминия =236°С;

— коэффициент добавочных потерь, учитывающий влияние поверхностного эффекта, эффекта близости, а также добавочных потерь от расположенных вблизи металлических элементов.

Значение коэффициента добавочных потерь можно оценить исходя из результатов экспериментальных исследований токопроводов аналогичных конструкций или рассчитать (приблизительно) по формуле

,

где — коэффициент, учитывающий изменение температуры шины (значения приведены в приложении 3);

— коэффициент поверхностного эффекта.

Параметры комплектных шинопроводов

Номинальное напряжение, кВ

Сопротивление нулевого проводника, мОм/м

Значения коэффициентов и для медных и алюминиевых шин зависят от размеров поперечного сечения, расположения и числа шин. Для одиночных шин прямоугольного сечения, имеющих размеры 25 3-100 10 мм, при расположении шин «на ребро» значения коэффициента составляют 1,02-1,1. Значения коэффициента для пакетов шин допускается принимать как для одиночных шин.

Коэффициент добавочных потерь для алюминиевых шин сечением 100 10 мм в зависимости от числа шин должен иметь следующие значения: при =1 1,18; при =2 1,25; при =3 1,6; при =4 1,72.

При прокладке шинопровода в галерее или туннеле коэффициент добавочных потерь следует брать на 0,25 больше, чем при его прокладке на открытом воздухе.

2. Индуктивное сопротивление прямой последовательности фазы шинопровода ( ) в миллиомах на метр рассчитывают по формуле