Дипломная работа: Элегазовый генераторный выключатель 10 кВ, 63 кА, 8000 А
Баланс
энергий в системе (см. рис. 3.2) выглядит следующим образом:
 (3.1)
где:
 (5.2) -энергия
дуги;  -внутренняя
энергия газа;  - эмпрический коэффициент.
Внутреннюю
энергию газа можно расписать через температуру и теплоемкость газа при
постоянном объеме
 ;
 ;
Также
используются уравнения состояния рабочей среды, расхода газа через сопло, а
также уравнения движения подвижной системы ЭВ. Эти уравнения имеют вид [1, стр.
77,3.6]
 ;
 ;
 , при  ;
 , при  ;
где
 -
газовая постоянная;  - объем камеры сжатия,  - мacсoвый расход элегаза через
суммарную эффективную площадь сечения сопла, кГ/с;  - коэффициент адиабаты.
Подставим
в (3.6.) уравнение (3.2.), а также  после преобразований получим:
 (3.8)
С
учетом соотношений
 (3.9)
 (3.10)
Получим
 (3.11)
В
уравнении (3.7) раскроем дифференциал  , и  после преобразований получим:
 (3.12)
Используя
соотношение  (3.13) получим
 (3.14)
C
учетом  где  – напряженность поля в элегазе,  – ход замкнутых контактов
Окончательно
система примет вид
 , при  ;
 , при  ;
Распределения
 и  на рис. 3.3. и 3.4. соответственно
Рис.
3.3. Распределение  Рис. 3.4. Распределение 
Далее математическая модель преобразуется к безразмерному
виду путем выражения через базисные величины.
 ,  , 
 ,  ,  , где  ,
 ,  ,  , 
На первом этапе проектирования расчёт дугогасительного
устройства будем рассматривать относительно следующих обобщенных параметров
[2]:
 ;  .
Рассчитаем
характеристики элегазового выключателя при следующих исходных данных:
 0,7МПа;
 = 100 кг;
 =7 м/с;
 = 0,2 м;
 = 0,6 м;
 = 293 ˚К;
 = 63 кА.
Максимальный
отключаемый ток – амплитуда номинального тока отключения, равный:
 кА.
Для
элегазового выключателя относительные оптимальные расстояния между расстоянием
вверх по потоку z0 (расстояние между горловинами металлического
и изоляционного сопла) и диаметром сопла d определяются соотношением:
Исходя
из того, что обычно z0 лежит в пределах 1,5-2,0 см принимаем
 м.
Тогда
диаметр дуги вычисляется по формуле:
 ,
где
 –
эмпирический коэффициент (для элегазовых ДУ при температуре дуги  =20000 К,  =0,4 – 0,8 Мпа расчетное
значение  =0,0057).
 м
В
связи с экономической выгодой необходимо обеспечить повышение давления в камере
при неизменных параметрах выключателя. Этого можно достичь уменьшением размера
сопла, т.е. за счет эффекта автогенерации. Таким образом, диаметр
металлического сопла выбирается равным 1,1 :
 мм.
Тогда
диаметр изоляционного сопла:
 мм.
Сечение
сопел:
  .
  .
Суммарное
сечение сопел (эффективное):
  .
Находим
обобщённые параметры для номинального режима.
Выбираем
 =1,8. Так
как  , то из формулы находим объём камеры
сжатия:
  .
Зная
объем, можем найти площадь поршня
  ,
и
диаметр поршня
 м.
Тогда
По
зависимостям  и  [2] находим
 =0,82  =1,2
Зная
обобщенные параметры можно вычислить среднее давление в камере сжатия, время
срабатывания и время движения подвижной системы на контрольном участке хода:
 ;  ;  .
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 |
