Электрические сети цеховых потребителей электроэнергии, страница 9

Таким образом, при напряжениях, сдвинутых по фазе на 120°, токи в цепях 1 и 2 получаются разными по значению и их векторы поворачиваются в раз­ные стороны, стремясь к бифилярности, и размагничивают друг друга, что вы­ражается уменьшением индуктивного сопротивления х на Δx₁ и Δх₂. Одновременно происходит индуктивный перенос мощности из опережающей по фазе цепи в отстающую. При расположении шин по углам равностороннего треугольника в трехфазных сетях этот перенос не проявляется, поскольку он одинаков по всем трем фазам. При расположении проводников в одной плоскости минимальный ток всегда получается в опережающей фазе А, а максимальный — в зависимости от коэффициента мощности цепи: при cos ф < 0,87 — в фазе В; при cos ф > 0,87 — в фазе С.

Выбранное по пропускной способности сечение шинопровода проверя­ется по экономической плотности тока. Как показали расчеты, значения J_э для типовых жестких и гибких шинопроводов колеблется в пределах 0.5 - 0,7.

При работе шинопроводов возникает несимметрия напряжения (гл. 5), которая для типовых шинопроводов в нормальном режиме определяется по формуле

                        (22)

где  — ток нормального режима одной цепи; — номинальное ли­нейное напряжение;l- длина шинопровода;k - расчетный коэффициент.

В отключенной цепи двухцепного шинопровода возникает наведенное напряжение. U' от тока второй, работающей цепи, которое достигает наибольшего значения при КЗ в работающей цепи и определяется по формуле

                              (23)

где  — действующее значение ударного тока трехфазного КЗ; — рас­четный коэффициент. Значения коэффициентов для гибких унифицирован­ных шинопроводов следующие: к = 0,106; к' = 0,021.

Несимметрия напряжения в симметричных шинопроводах не вы­ходит за пределы 2%, нормированных ГОСТ. Наведенное напряжениеU' может быть значительным, и для его ограничения при работах на от­ключенной цепи устанавливают закоротки в начале и в конце шино­провода, а при необходимости и в промежуточных его точках с таким расчетом, чтобы наведенное напряжение не превышало 250 В, требуемых по условиям безопасности.

Ниже рассмотрен подробно выбор стальных шин, поскольку их часто применяют для выполнения цеховых магистралей.

Исследованиями установлено, что допустимая нагрузка переменным током стальных шин зависит от периметра сечения шины, а не от его площади (вследствие наличия поверхностного эффекта и эффекта близости). Вначале опре­деляется ток нагрузки шинопровода  (при этом ток не должен превышать в однополосной шине 300 — 400 А). Принимается линейная допустимая плотность тока J₀, выражаемая в амперах на 1 мм длины периметра р сечения шины; допустимая линейная плотность тока зависит от допустимой температуры пере­грева стальной шины над расчетной температурой окружающего воздуха . Эта зависимость определяется выражением

           (24)

Установлено, что при болтовых соединениях шин  не должна превышать + 40 С, а для сварных соединений она может быть повышена до  + 55⁰ С при расчетной температуре окружающего воздуха  = + 35 °С. Тогда допустимая линейная плотность тока будет равна для болтовых соединений для сварных соединений J₀ = 1,94 А/мм.

На основании этих данных получаем необходимый периметр поперечного сечения шины

                                    (25)

По периметру шины, имея сортамент шин, подбираем нужный размер стан­дартных стальных полос при условииp = 2(h + b), гдеh — ширина шины;b - толщина шины.

Для двухполосных, трехполосных и четырехполосных шин периметр попереч­ного сечения определяем по формулам

                               (26)

                               (27)

                               (28)

Выбранную шину проверяем по потерям напряжения. Потерю напряжения в стальных шинопроводах определяем из выражения

                           (28а)

где — ток нагрузки;  — длина шины; — коэффициент, определяемый выраже­нием

              (29)

где — активное сопротивление стальной шины;— внутреннее индуктивное со­противление шины; — внешнее индуктивное сопротивление шины;  — междуфазное напряжение; cos ф — коэффициент мощности приемника; значения и х" подсчитывают по формулам, известным из курса теоретических основ электротехники, или используют готовые значения к из таблиц для угловой, по­лосовой и круглой стали.