Электрические сети цеховых потребителей электроэнергии, страница 8

Шинопроводы имеют ряд преимуществ по сравнению с кабельными линиями. Они позволяют заменить дефицитные кабели высокого напряжения неизолированными алюминиевыми шинами или проводами, сэкономить свинец и алюминий, идущий на оболочки кабелей, а также изоляционные материалы. Шинопроводы имеют значительно большую способность к перегрузке, чем кабельные линии, из-за отсутствия бумажной изоляции, причем в случае необходимости может быть усилена вентиля­ция шинного туннеля. По мере роста нагрузок возможно увеличение пропускной способности шинопровода без перерыва питания путем пооче­редной замены сечения шинных пакетов или укладки дополнительных полос на отдельных «нитках» шинопровода.

Обследования работающих шинопроводов различных типов и испол­нений показали, что они значительно надежнее кабельных линий. Не­достатком шинопроводов является их повышенная реактивность, которая приводит к снижению уровня напряжения у потребителей и вызывает зна­чительные изменения напряжения при ударных нагрузках.

Применяют шинопроводы следующих конструкций: гибкий токопровод, выполненный голыми проводами больших сечений; жесткий токопровод из труб или других профилей, выполненный в виде жесткой балки; токопроводы из шин различных профилей, закрепленных на подвесных изоляторах; комплектные токопроводы заводского изготовления, состав­ленные из типовых секций.

Шинопроводы применяют:

а) при прокладке магистральных цеховых сетей по схеме БТМ;

б) при питании крупных сварочных машин и трансформаторов в сва­рочных цехах и крупных электропечей в термических и литейных цехах цветных металлов;

в) в коротких сетях между электропечью и трансформатором;

г) при соединении мощных генераторов и трансформаторов с распре­делительными устройствами и выполнении сборных шин.

Особенности расчета шинопроводов связаны с наличием поверхност­ного эффекта и эффекта близости. Плотность тока в проводнике боль­шого сечения неодинакова — она больше на поверхности и уменьшается по мере приближения к центру проводника. Это свойство проводника, обусловленное действием электромагнитного ноля, называется поверхност­ным эффектом. Эффект близости проявляется в изменении распределения плотности тока в близко расположенных проводниках. Отношение актив­ного сопротивления проводника переменному току  к его сопротив­лению постоянному току, характеризующее неравномерность распре­деления плотности тока по сечению, называется коэффициентом добавоч­ных потерь:

                                  (17)

В двух рядом расположенных шинах распределение плотности тока зависит от направления токов и от взаимного расположения шин. Шинопроводы выполняются с сечением в виде круга, прямоугольника или короба. В общем виде коэффициент дополнительных потерь может быть выражен как

                              (18)

где  — коэффициент поверхностного эффекта; — коэффициент эффекта близости.

Эффект близости называется положительным при получении более равномерного распределения плотности тока по высоте шины при сближе­нии шин ( < 1) и отрицательным при увеличении неравномерности

( > 1).

При расположении шин прямоугольного сечения узкими сторонами друг к другу при обоих направлениях тока эффект близости будет от­рицательным, однако одинаковое направление тока дает значительно бо­лее равномерное распределение плотности тока, чем при токах противо­положного направления.

В трехфазных сетях с большими токами и мощными электромаг­нитными полями кроме указанных выше эффектов существенную роль играет эффект индуктивного переноса мощности.

Рассмотрим схему двух элементарных однофазных цепей со взаимной ин­дуктивностью [6].

При напряжениях, сдвинутых по фазе на 120°, т. е. при, токи в цепях не равны и определяются по формулам

   (19)

   (20)

где , — вносимые сопротивления, характеризующие индуктивный перенос мощности из цепи 2 в цепь 1.

Переносимая мощностьобусловливает разницу в мощности, расходуемой на нагрев сопротивления г в обеих цепях:

               (21)