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)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.