DOBÓR PRZEKROJU ŻYŁY POWROTNEJ W KABLACH ELEKTROENERGETYCZNYCH



Podobne dokumenty
Dobór przekroju żyły powrotnej w kablach elektroenergetycznych

4.2. Obliczanie przewodów grzejnych metodą dopuszczalnego obciążenia powierzchniowego

Rozkład potencjału wzdłuż uziemionej obustronnie żyły powrotnej kabla elektroenergetycznego. Franciszek Spyra 1, Marian Urbańczyk 1, 2

Przewody elektroenergetyczne samonośne o żyłach aluminiowych i izolacji. polietylen usieciowany, odporny na rozprzestrzenianie płomienia

Temat: Wyznaczanie charakterystyk baterii słonecznej.

POLITECHNIKA ŚLĄSKA W GLIWICACH WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA i ENERGETYKI INSTYTUT MASZYN i URZĄDZEŃ ENERGETYCZNYCH

Katedra Chemii Fizycznej Uniwersytetu Łódzkiego. Skręcalność właściwa sacharozy. opiekun ćwiczenia: dr A. Pietrzak

Parametry elektryczne kabli średniego napięcia w izolacji XLPE, 6-30 kv

Kable elektroenergetyczne aluminiowe o izolacji i powłoce polwinitowej. okrągłe zagęszczane (RMC), sektorowe (SM)

ĆWICZENIE 4 Badanie stanów nieustalonych w obwodach RL, RC i RLC przy wymuszeniu stałym

1 przewodu. Mgr inż. Andrzej Makuch Podstawy Elektroenergetyki 2011/12

E k o n o m e t r i a S t r o n a 1. Nieliniowy model ekonometryczny

4. OBLICZANIE REZYSTANCYJNYCH PRZEWODÓW I ELEMENTÓW GRZEJ- NYCH

XUHAKXS 3,6/6kV, 6/10kV, 8,7/15kV, 12/20kV, 18/30kV

Podstawowe wyidealizowane elementy obwodu elektrycznego Rezystor ( ) = ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( τ ) i t i t u ( ) u t u t i ( ) i t. dowolny.

Kable elektroenergetyczne miedziane o izolacji i powłoce polwinitowej

OBCIĄŻALNOŚĆ PRĄDOWA KABLI UŁOŻONYCH W ZIEMI

Sprawność pompy ciepła w funkcji temperatury górnego źródła ciepła

ROCZNIKI INŻYNIERII BUDOWLANEJ ZESZYT 7/2007 Komisja Inżynierii Budowlanej Oddział Polskiej Akademii Nauk w Katowicach

ĆWICZENIE NR 43 U R I (1)

Ćw. S-II.2 CHARAKTERYSTYKI SKOKOWE ELEMENTÓW AUTOMATYKI

LABORATORIUM TECHNIKI CIEPLNEJ INSTYTUTU TECHNIKI CIEPLNEJ WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ

2. Wprowadzenie. Obiekt

Kable YKXS, XKXS, YKwXS, XKwXS 0,6/1kV

Ewa Dziawgo Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu. Analiza wrażliwości modelu wyceny opcji złożonych

20. Wyznaczanie ciepła właściwego lodu c pl i ciepła topnienia lodu L

Silniki cieplne i rekurencje

NOWA GENERACJA oryginalnych fińskich przewodów systemu. PAS typu SAX-W. Do nabycia w dostawach fabrycznych lub z magazynu w Gliwicach GWARANTUJEMY:

BADANIE DYNAMICZNYCH WŁAŚCIWOŚCI PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH

Głównie występuje w ośrodkach gazowych i ciekłych.

1. Wymagania jakości Definicje Deklaracje zgodności... 3

Badanie kabli wysokiego napięcia

Pytania na EGZAMIN INŻYNIERSKI z Inżynierii Procesowej na kierunku TŻiŻCz, UP P-ń 2014/15

OBCIĄŻALNOŚC PRĄDOWA KABLI UŁOŻONYCH W ZIEMI Franciszek Lesiak Oddział Krakowski SEP

Podstawy Elektroenergetyki 2

Wykład 4 Metoda Klasyczna część III

C d u. Po podstawieniu prądu z pierwszego równania do równania drugiego i uporządkowaniu składników lewej strony uzyskuje się:

Wydział Elektryczny Katedra Elektroenergetyki, Fotoniki i Techniki Świetlnej

Maszyny prądu stałego - charakterystyki

LABORATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI PROSTOWNIKI

Równania różniczkowe. Lista nr 2. Literatura: N.M. Matwiejew, Metody całkowania równań różniczkowych zwyczajnych.

WNIOSKOWANIE STATYSTYCZNE

Akademia Morska w Szczecinie. Laboratorium paliw, olejów i smarów

WSTĘP DO ELEKTRONIKI

YKXS, YKXSżo 0,6/1 kv. Kable elektroenergetyczne z izolacją XLPE. Norma IEC :2004. Konstrukcja. Zastosowanie. Właściwości

SIECI PRZESYŁOWE. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Badanie kabli wysokiego napięcia

Temat 6. ( ) ( ) ( ) k. Szeregi Fouriera. Własności szeregów Fouriera. θ możemy traktować jako funkcje ω, których dziedziną jest dyskretny zbiór

Wydział Mechaniczno-Energetyczny Laboratorium Elektroniki. Badanie zasilaczy ze stabilizacją napięcia

Podstawy elektrotechniki

Podstawowe człony dynamiczne

BADANIE ZABEZPIECZEŃ CYFROWYCH NA PRZYKŁADZIE PRZEKAŹNIKA KIERUNKOWEGO MiCOM P Przeznaczenie i zastosowanie przekaźników kierunkowych

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Kaliszu

TRANZYSTOROWO-REZYSTANCYJNY UKŁAD KOMPENSACJI WPŁYWU TEMPERATURY WOLNYCH KOŃCÓW TERMOPARY

2.1 Zagadnienie Cauchy ego dla równania jednorodnego. = f(x, t) dla x R, t > 0, (2.1)

Specyfikacja techniczna kabli elektroenergetycznych średniego napięcia o izolacji wykonanej z polietylenu usieciowanego

ANALIZA BIPOLARNEGO DYNAMICZNEGO MODELU DIAGNOSTYCZNEGO MONITOROWANIA WYPOSAśENIA ELEKTRYCZNEGO SAMOCHODU

Analiza rynku projekt

BUDYNEK OŚRODKA SZKOLENIA W WARSZAWIE KW PSP w WARSZAWIE i JEDNOSTKI RATOWNICZO-GAŚNICZEJ NR 8 KM PSP w WASZAWIE ul. Majdańskia 38/40, Warszawa

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania. Podstawy Automatyki

KOLEN.PL Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Sp.k. (dawniej KOLEN R. Jaworski i Wspólnicy Spółka jawna)

Wskaźnik szybkości płynięcia. Masowy wskaźnik szybkości płynięcia (Melt Flow Rate) Objętościowy wskaźnik szybkości płynięcia

4.4. Obliczanie elementów grzejnych

DYNAMIKA ŁUKU ZWARCIOWEGO PRZEMIESZCZAJĄCEGO SIĘ WZDŁUŻ SZYN ROZDZIELNIC WYSOKIEGO NAPIĘCIA

Przewody elektroenergetyczne z izolacją XLPE

TEORIA PRZEKSZTAŁTNIKÓW. Kurs elementarny Zakres przedmiotu: ( 7 dwugodzinnych wykładów :) W4. Złożone i specjalne układy przekształtników sieciowych

Ćwiczenie 6 WŁASNOŚCI DYNAMICZNE DIOD

Dobór przewodu odgromowego skojarzonego ze światłowodem

PROJEKT ELEKTRYCZNY. mgr int Michał Kozłowski INSTALACJEA ELEKTRYCZNA KLIMATYZACJI. Teatr Narodowy Warszawa ul.

Regulatory. Zadania regulatorów. Regulator

WENTYLACJA i KLIMATYZACJA 2. Ćwiczenia nr 1

Rys.1. Podstawowa klasyfikacja sygnałów

WERSJA SKRÓCONA ZABEZPIECZENIA W INSTALACJACH ELEKTRYCZNYCH

Szeregi Fouriera. Powyższe współczynniki można wyznaczyć analitycznie z następujących zależności:

YKXS, YKXSżo 0,6/1 kv. Kable elektroenergetyczne z izolacją XLPE. Norma IEC :2004. Konstrukcja. Zastosowanie. Właściwości

Temat: Dobór przekroju przewodów ze względu na wytrzymałość mechaniczną, obciążalność prądową i dopuszczalny spadek napięcia.

Top Cable. k a b l e e l e k t r o e n e r g e t y c z n e POWERFLEX RV-K

YAKXS, YAKXSżo 0,6/1 kv. Kable elektroenergetyczne z izolacją XLPE. Norma IEC :2004. Konstrukcja. Zastosowanie.

Całka nieoznaczona Andrzej Musielak Str 1. Całka nieoznaczona

Wymagania edukacyjne i system oceniania z fizyki dla klasy 7

1. OBCIĄŻALNOŚĆ ROBOCZA I ZWARCIOWA PRZEWODÓW SZYNOWYCH Cel i zakres ćwiczenia Wiadomości podstawowe

SPRAWOZDANIE Z PROJEKTU Dioda jako czujnik temperatury

BADANIE WŁAŚCIWOŚCI DYNAMICZNYCH REZYSTANCYJNYCH CZUJNIKÓW TEMPERATURY

Praca domowa nr 1. Metodologia Fizyki. Grupa 1. Szacowanie wartości wielkości fizycznych Zad Stoisz na brzegu oceanu, pogoda jest idealna,

12. DOBÓR ZABEZPIECZEŃ NADPRĄDOWYCH SILNIKÓW NISKIEGO NAPIĘCIA

Elektrotechnika II stopień ogólnoakademicki. stacjonarne. przedmiot kierunkowy. obowiązkowy polski semestr I semestr letni. nie

Matematyka ubezpieczeń majątkowych r. ma złożony rozkład Poissona. W tabeli poniżej podano rozkład prawdopodobieństwa ( )

BUDYNKU BIUROWO- GARAŻOWEGO KOMENDY POWIATOWEJ PAŃSTWOWEJ STRAŻY POŻARNEJ w Piasecznie

Matematyka finansowa r. Komisja Egzaminacyjna dla Aktuariuszy. XXXVIII Egzamin dla Aktuariuszy z 20 marca 2006 r.

PRZEDMIOTOWY SYSTEM OCENIANIA Z FIZYKI WYMAGANIA EDUKACYJNE DLA UCZNIÓW KLAS I

Specyfikacja techniczna przewodów linii napowietrznych niskiego napięcia (linie nieizolowane, pełnoizolowane)

Harmonogram czyszczenia z osadów sieci wymienników ciepła w trakcie eksploatacji instalacji na przykładzie destylacji rurowo-wieżowej

Analiza opłacalności inwestycji logistycznej Wyszczególnienie

ENERGY PROTOMONT NSSHOEU.../3E. Górnicze przewody oponowo-gumowe z żyłami ekranowanymi indywidualnie drutami miedzianymi na napięcie 0,6/1 kv

Maszyny prądu stałego reakcja twornika

Lista nr Znaleźć rozwiązania ogólne następujących równań różniczkowych: a) y = y t,

Alicja Ganczarek Akademia Ekonomiczna w Katowicach. Analiza niezależności przekroczeń VaR na wybranym segmencie rynku energii

WARTOŚĆ ZAGROŻONA OPCJI EUROPEJSKICH SZACOWANA PRZEDZIAŁOWO. SYMULACJE

TEORIA PRZEKSZTAŁTNIKÓW. Kurs elementarny Zakres przedmiotu: ( 7 dwugodzinnych wykładów :)

Kontroler ruchu i kierunku obrotów KFD2-SR2-2.W.SM. Charakterystyka. Konstrukcja. Funkcja. Przyłącze

Transkrypt:

Franciszek SPYRA ZPBE Energopomiar Elekryka, Gliwice Marian URBAŃCZYK Insyu Fizyki Poliechnika Śląska, Gliwice DOBÓR PRZEKROJU ŻYŁY POWROTNEJ W KABLACH ELEKTROENERGETYCZNYCH. Wsęp Zagadnienie poprawnego doboru przekroju żyły powronej w kablach elekroenergeycznych jes w Polsce mało znane. W nowo wybudowanych liniach kablowych o napięciu znamionowym 0 kv można spokać przypadki, gdzie żyły powrone w normalnych warunkach zwarciowych nagrzewają się do emperaury wielokronie przekraczającej warość dopuszczalną. W arykule przedsawiono analizę problemu adiabaycznego nagrzewania żyły powronej kabla prądem zwarciowym. Wyniki zilusrowano przykładami zaczerpnięymi z prakyki inżynierskiej.. Nagrzewanie żyły prądem zwarciowym Zjawisko nagrzewania żyły powronej prądem zwarciowym można z dobrym przybliżeniem rakować jako zjawisko adiabayczne, zaniedbując wymianę do ooczenia powsającego ciepła w żyle powronej. Jes o dopuszczalne z uwagi na króko rwające nagrzewanie prądem zwarciowym, zwykle nie przekraczające 00 500 ms. Niezwykle isoną sprawą jes uwzględnienie zmiany rezysancji żyły powronej podczas wzrosu jej emperaury. Przy zmianach emperaury o kilkase sopni można założyć liniową zależność rezysancji od emperaury.. Obliczenie emperaury końcowej żyły powronej Przyjmując liniową zależność rezysancji od emperaury: [ + ( T )] R = R () 0 T0 R 0 rezysancja żyły w emperaurze T 0 (0 C), emperaurowy współczynnik zmian rezysancji w emperaurze 0 C, R rezysancja żyły w emperaurze T, można zapisać równanie bilansu ciepła dla zjawiska adiabaycznego w posaci: I naężenie prądu zwarcia, czas rwania zwarcia, T emperaura żyły w chwili = 0, T emperaura żyły po czasie, c ciepło właściwe maeriału żyły, m masa żyły powronej. I R0[ + ( T T0) ] d = 0 T cmdt () T Nr 48-49 9

Wykonując operacje całkowania w równaniu () oraz przyjmując T = 0 C orzy- 0 mamy wyrażenie określające emperaurę końcową T w C: Przyjmując, że: T [ ( 0) ] + T = 0 + I R0 c m e (3) wyrażenie (3) zapiszemy w posaci: 30 l R = γ S oraz 0 m = d l S [ ( )] I cγds + T 0 e T = 0 + γ elekryczna przewodność właściwa maeriału żyły, d gęsość maeriału żyły, S przekrój żyły powronej, I naężenie usalonego prądu zwarciowego, l długość żyły. Wprowadzając wielkość K zdefiniowaną nasępująco: Wyrażenie (5) przyjmie posać: K 0 = c γ d gdzie naężenie prądu zwarciowego I należy podać w ka, a przekrój poprzeczny S żyły powronej w mm. Warości sałych maeriałowych K dla żyły miedzianej i aluminiowej podano w abeli. Tabela. Właściwości maeriałów przewodowych w emp. 0 C [] Miedź 6 Aluminium [K-] 0,0039 0,0040 c [J g - K -] 0,384 0,90 d [g cm -3] 8,93,70 γ [mω- mm -] 57,0 34,8 K [mm4a-s-] 9,95 46,7 K [mma s -/] 4,47 6,80 [ ( )] I K S + T 0 e T = 0 + (4) (5) (6) (7)

Przykład : Załóżmy, że warość prądu zwarciowego I = 0 ka, przekrój miedzianej żyły powronej S = 50 mm, emperaura kabla w chwili zwarcia T = 80 C. Obliczone emperaury żyły zesawiono w abeli i na rys. i. Tabela. Temperaura żyły powronej sek T C sek T C sek T C 0 80 0,36 85 0,7 36 0,0 85 0,38 9 0,74 335 0,04 90 0,40 99 0,76 344 0,06 96 0,4 06 0,78 353 0,08 0 0,44 3 0,8 363 0,0 06 0,46 0 0,8 37 0, 0,48 8 0,84 38 0,4 7 0,50 35 0,86 39 0,6 3 0,5 43 0,88 40 0,8 9 0,54 50 0,9 43 0,0 35 0,56 58 0,9 43 0, 4 0,58 66 0,94 434 0,4 47 0,60 74 0,96 444 0,6 53 0,6 83 0,98 455 0,8 59 0,64 9 466 0,30 66 0,66 99 0,3 7 0,68 308 0,34 79 0,7 37 W przypadku nieuwzględnienia zmian rezysancji żyły z emperaurą, emperaura żyły będzie niższa, co przedsawiono na rys.. Nr 48-49 3

500 400 Temperaura [ C] Tk i 300 00 00 Rys.. Temperaura żyły powronej 0 0, 0,4 0,6 0,8 i Czas [s] 300 50 Temperaura [ C] Tk i 00 50 00 50 0 0, 0,4 0,6 0,8 i Czas [s] Rys.. Temperaura żyły powronej przy sałej rezysancji.. Obliczenie dopuszczalnego prądu zwarciowego dla danego przekroju żyły i czasu rwania zwarcia Z wyrażenia (5) obliczymy warość dopuszczalnego prądu zwarciowego I, nagrzewającego żyłę powroną od emperaury T do emperaury T k (zwykle przyjmuje się od 80 C do 350 C dla kabla o izolacji XLPE) i czasu rwania zwarcia : 3 I = c γ d S + ln + 0) ( T 0) (8)

lub I = S K ln + + Elekroenergeyczne linie kablowe 0) ( T 0) oraz czas rwania zwarcia w sek., S przekrój żyły powronej w mm, T k emperaura końcowa (350 C dla izolacji XLPE), T emperaura począkowa żyły w chwili = 0 (zwykle 80 C), I dopuszczalny prąd zwarciowy w ka. Warości K i K dla żyły wykonanej z miedzi i aluminium podano w abeli. Przykład : Obliczmy dopuszczalną warość prądu zwarciowego o czasie rwania = 0,4 sek. dla miedzianej żyły powronej, o przekroju S = 50 mm. Korzysając z wyrażenia (9) i danych zawarych w abeli oraz zakładając emperaurę począkową w chwili zwarcia T = 80 C i emperaurę końcową T k = 350 C orzymamy: I = 3,9 ka..3. Obliczenie wymaganego minimalnego przekroju żyły powronej dla danego prądu zwarciowego i czasu rwania zwarcia Z wyrażenia (5) obliczymy warość wymaganego minimalnego przekroju żyły powronej dla prądu zwarciowego I, nagrzewającego żyłę powroną od emperaury T do emperaury T k (zwykle przyjmuje się od 80 C do 350 C dla kabla o izolacji XLPE) i czasu rwania zwarcia : K (9) K = (0) lub S = I + c γ d ln + 0) ( T 0) () S = I K + ln + 0) ( T 0) () W równaniu () prąd zwarciowy I wyrażony jes w ka, przekrój żyły powronej S w mm, a czas rwania zwarcia w sek. Korzysając z podanych zależności można poprawnie dobrać przekrój żyły powronej dla zadanych warunków zwarciowych. Jedynym założeniem jes przyjęcie zjawiska nagrzewania jako adiabaycznego, co w prakyce oznacza brak wymiany z ooczeniem ciepła wydzielonego w żyle. Jes o dopuszczalne w warunkach zwarciowych, gdy czas działania prądu zwarciowego jes króki. Niedopuszczalne jes naomias założenie sałej warości rezysancji żyły podczas nagrzewania (por. rys. i ). Efeky cieplne w obydwu przypadkach są znacząco różne. Nr 48-49 33

Przykład 3: Dobrać przekrój miedzianej żyły powronej dla warunków zwarciowych: usalony prąd zwarcia I = 40 ka, czas rwania zwarcia = 0,6 sek., emperaura żyły w chwili wysąpienia zwarcia T = 80 C, maksymalna dopuszczalna emperaura żyły T = 350 C. k Korzysając z wyrażenia () i danych zawarych w abeli wyznaczymy minimalny przekrój żyły powronej S = 76, mm. Po zaokrągleniu obliczonego wyniku wymagany przekrój żyły powronej wynosi 77 mm. Przykład 4: Dobrać przekrój miedzianej żyły powronej dla warunków zwarciowych: usalony prąd zwarcia I = 6,969 ka, czas rwania zwarcia = 0, sek., emperaura żyły w chwili wysąpienia zwarcia T = 80 C, maksymalna dopuszczalna emperaura żyły T k = 350 C. Korzysając z wyrażenia () i danych zawarych w abeli wyznaczymy minimalny przekrój żyły powronej S = 48,5 mm. Po zaokrągleniu obliczonego wyniku wymagany przekrój żyły powronej wynosi 50 mm. 3. Podsumowanie Podane zależności eoreyczne umożliwiają ławe i szybkie obliczenie podsawowych paramerów: emperaury żyły powronej podczas zwarcia, dopuszczalnego prądu zwarcia dla danego przekroju żyły i czasu rwania zwarcia oraz wymaganego przekroju żyły dla danego prądu zwarciowego i czasu rwania zwarcia. Przykłady podane wyżej zosały zaczerpnięe z prakyki inżynierskiej. 4. Lieraura [] Poradnik inżyniera elekryka, WNT Warszawa 968, Wyd. II, Praca zbiorowa pod. kier. B. Konarskiego, sr.96. 34