Пиши Дома Нужные Работы

Обратная связь

Основные диагностируемые параметры конденсаторов УПК.

Задача 2

Расчет ресурса конденсаторов в установке продольной емкостной компенсации электрифицированных железных дорог переменного тока

В задаче требуется:

1 Определить ресурс конденсаторов при заданных параметрах устройств продольной емкостной компенсации (УПК).

2 Рассчитать число параллельно соединенных конденсаторов для их оптимального срока службы Т =20 лет.

3 Составить структурную схему аппаратуры для контроля износа конденсаторов.

Исходные данные:

– среднечасовые нагрузки УПК (таблица 1);

– средняя температура охлаждающей среды (таблица 2);

– число параллельно соединенных конденсаторов в УПК (таблица 3)

Таблица 1 - Средние почасовые нагрузки

Нагрузка осенне-зимнего периода
время 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12
  0,5 0,7 0,4 0,6 1,4 0,6 0,2 0,2 0,6 0,4 0,4 1,3
время 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24
  0,7 0,6 0,2 0,8 0,1 1,4 0,3 1,5 0,8 0,2 0,7 0,5
Нагрузка весенне-летнего периода
время 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12
  0,3 0,5 0,3 0,8 1,5 0,6 0,3 0,1 0,45 0,7
время 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24
  0,2 0,3 0,8 0,7 0,6 1,0 0,2 0,3 0,5 0,4 0,1 0,3
                             

 

Таблица 2 - Число параллельно соединенных конденсаторов
КЭКП-0,66-80 и мощность трансформатора

Тип и мощность трансформатора
ТДТН-40000/110-67

 

Таблица 3 - Эквивалентная температура осенне-зимнего и весенне-летнего периода

Период Температура, ºС
Осенне-зимний -10
Весенне-летний

 



Решение:

Определим ресурс конденсаторов при заданных параметрах устройств продольной емкостной компенсации (УПК).

При работе трансформатора выделяется тепло, вызывающее так называемое старение изоляции (необратимые процессы в материале изоляции обмотки). Старение изоляции находится в зависимости от ряда факторов: электрического поля, температуры, воды, продуктов окисления масла, кислорода и др. Но температура является решающим фактором.

Проведенные на конденсаторах большой мощности исследования, показали, что срок службы (ресурс) конденсаторов в сравнительно узком интервале рабочих температур (80…120 °С) зависит от напряжения и температуры в следующем виде [1]:

,

где А – постоянный коэффициент, определяемый конструкцией конденсатора;

Е – рабочая напряженность поля;

- температура диэлектрика;

- показатель степени, в отечественных установках продольной емкостной компенсации (УПК) предлагается = 7,7 [1, 2].

Также можно вычислять долговечность в других условиях ( , ), не определяя коэффициент [1]:

.

Определим относительную степень старения (износа) диэлектрика для рабочего режима , учитывая, что и принимая для номинального режима [1]:

,

,

где , – средние значения тока через конденсатор и температуры диэлектрика в рабочем режиме i;

– номинальный ток конденсатора.

Закон изменения температуры диэлектрика во времени имеет вид:

,

где – температура охлаждающей среды;

, - установившееся над охлаждающей средой превышение температуры диэлектрика;

– тепловая постоянная конденсатора (принимаем = 3 ч);

ч.

Уравнение, определяющее установившееся превышение температуры над температурой охлаждающей среды, имеет следующий вид

,

где – установившаяся температура внутри конденсатора при мощности тепловыделения ;

– тепловое сопротивление конденсатора (для конденсаторов КЭКП-0,66-80 =0,45°С/Вт);

– мощность тепловыделения в конденсаторе на i-м интервале [2]:

,

где – тангенс угла диэлектрических потерь;

– емкостное сопротивление конденсатора КЭКП-0,66-80,
= 5,45 Ом [2].

При расчетах принимаем, что не зависит от тепловыделения , а является величиной постоянной и не зависит от температуры
( = 0,003).

Ток конденсатора на -м интервале определяется по формуле[2]

,

где – номинальный ток конденсатора (для КЭКП-0,66-80
= 121,2 А).

Значения представлены в таблице 1.

Рассчитаем ток на первом интервале:

А.

Мощность тепловыделения в конденсаторе на первом интервале:

Вт.

ºС.

ºС.

В начале первого интервала принимаем = 95 °С и определяем превышение температуры по формуле:

ºС,

Принимая линейное изменение температуры в интервале , определяем:

ºС.

Расчет продолжаем для второго интервала.

При этом принимаем второго интервала равным первого интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для третьего интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для четвертого интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для пятого интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для шестого интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для седьмого интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для восьмого интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для девятого интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 10 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 11 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 12 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 13 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 14 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 15 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 16 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 17 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 18 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 19 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 20 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 21 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 22 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 23 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 24 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Поскольку для уменьшения объема вычислений допускается вести расчет только для весенне-летнего периода, принимаем [2].

Определяем относительную степень старения (износа) диэлектрика для рабочего режима на каждом интервале:

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Тогда за годотносительный износ равен:

13,55.

Поскольку значение относительного износа получилось больше 2, увеличиваем число параллельно соединенных конденсаторов с до и повторяем расчеты.

При этом ток конденсаторов рассчитываем по формуле [3]:

.

 

Расчет для первого интервала.

°С

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для второго интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для третьего интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для четвертого интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для пятого интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для шестого интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для седьмого интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для восьмого интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для девятого интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 10 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 11 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 12 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 13 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 14 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 15 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 16 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 17 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 18 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 19 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 20 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 21 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 22 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 23 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Расчет для 24 интервала.

ºС.

А.

Вт.

ºС.

ºС.

ºС.

Поскольку для уменьшения объема вычислений допускается вести расчет только для весенне-летнего периода, принимаем [2].

Определяем относительную степень старения (износа) диэлектрика для рабочего режима для всех интервалов:

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Тогда за годотносительный износ равен:

1,98.

 

Определим ресурс конденсаторов по формуле

,

где – срок службы конденсатора при его номинальной нагрузке ( =20 лет).

L = 1,98-1 ∙ 20 = 10 лет.

 

Составляем структурную схему устройства контроля износа конденсатора.

 


Основные диагностируемые параметры конденсаторов УПК.

К основным параметрам, подверженным диагностике конденсаторов УПК относятся:

- номинальное значение емкости (допустимое отклонение действительной емкости от номинального значения);

- тангенс угла потерь или добротность;

- ток утечки;

- сопротивление изоляции;

- температурный коэффициент емкости;

- номинальное напряжение.






ТОП 5 статей:
Экономическая сущность инвестиций - Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем...
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ - На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона...
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях - Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента...
Схема построения базисных индексов - Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) - относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления...
Тема 11. Международное космическое право - Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию...



©2015- 2024 pdnr.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.