Bài giảng Khí cụ điện: Chương 3 - Sự phát nóng của khí cụ điện

Bài giảng "Khí cụ điện: Chương 3 - Sự phát nóng của khí cụ điện" được biên soạn với các nội dung chính sau: Khái niệm chung; Các dạng tổn hao trong thiết bị điện; Tổn hao sắt từ; Các phương pháp trao đổi nhiệt; Các chế độ nhiệt của thiết bị điện. Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Khí cụ điện: Chương 3 - Sự phát nóng của khí cụ điện Sự phát nóng của khí cụ điện BỘ MÔN THIẾT BỊ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ, VIỆN ĐIỆNRevised by Hoang Anh ĐỊA CHỈ: C3 - 106Cấu trúc chương trình phần I● KHÁI NIỆM CHUNG VỀ KHÍ CỤ ĐIỆN● NAM CHÂM ĐIỆN● SỰ PHÁT NÓNG TRONG KHÍ CỤ ĐIỆN● HỒ QUANG ĐIỆN● LỰC ĐIỆN ĐỘNG TRONG KHÍ CỤ ĐIỆN● TIẾP XÚC ĐIỆN 21. Khái niệm chung● Tổn hao luôn tồn tại trong thiết bị điện● Tổn hao chủ yếu là dưới dạng nhiệt năng ● Làm tăng nhiệt độ của thiết bị ● Tỏa ra môi trường● Khi nhiệt năng sinh ra do tổn hao đúng bằng với nhiệt tỏa ra môi trường → xác lập nhiệt. 3Ảnh hưởng của nhiệt độ● Làm già hóa cách điện → giảm tuổi thọ thiết bị ● Nếu vượt quá 8°C so với nhiệt độ cho phép, làm việc lâu dài → tuổi thọ giảm 50%● Làm giảm độ bền cơ ● Vật liệu dẫn điện rất nhạy cảm với nhiệt độ ● Khi xảy ra ngắn mạch, nhiệt độ tăng cao → độ bền cơ giảm → lực điện động có khả năng phá hỏng thiết bị 4 Nhiệt độ cho phép – Cấp cách điện ● Độ tin cậy của TBĐ phụ thuộc vào nhiệt độ phát nóng ● Phát nóng cho phép càng lớn --> càng tin cậy ● Cấp cách điện theo nhiệt độ Cấp cách điện Y A E B F H CNhiệt độ cho phép 90 105 120 130 155 180 >180 ( °C ) 5Yêu cầu nhiệt độ trong các chế độ làm việc● Chế độ làm việc dài hạn ● Nhiệt độ đạt giá trị xác lập ● Dòng điện đạt giá trị định mức (danh định) dấn đến nhiệt độ phát nóng cho phép của cấp cách điện tương ứng● Chế độ sự cố ● Dòng điện lớn ● Thời gian rất ngắn dẫn đến nhiệt độ phát nóng cho phép thường cao hơn chế độ làm việc dài hạn 6Độ tăng nhiệt của thiết bị ΔT● ΔT = θ – θ0 Nhiệt độ của môi trường lúc ban đầu ● Nhiệt độ của thiết bị● Trong môi trường nhiệt độ cao thì độ tăng nhiệt của thiết bị không lớn → không cho phép thiết bị được quá tải nhiều.● Trong môi trường có độ cao hơn 1000m so với mực nước biển, ΔT bị khống chế do mật độ không khí loãng làm khả năng tỏa nhiệt của thiết bị bị giảm đi 72. Các dạng tổn hao trong thiết bị điện● Ba dạng tổn hao cơ bản ● Tổn hao trong các chi tiết dẫn điện ● Tổn hao trong các chi tiết bằng vật liệu sắt từ ● Tổn hao điện môi● Đơn vị tổn hao (J, kJ) 82.1 Tổn hao dẫn điện (1)● Đặc trưng cho tổn hao do dòng điện chạy qua vật dẫn. Khi cho dòng điện tức thời i(t) chạy qua dây dẫn trong thời gian t0 ● Tổn hao theo thời gian W = ∫R.i²(t)dt ● R phụ thuộc vào nhiều yếu tố ● Điện trở suất của vật liệu ● Kích thước ● Tần số làm việc ● Vị trí 92.1 Tổn hao dẫn điện (2)● R tính bằng công thức đơn giản nếu bỏ qua ảnh hưởng của tần số, nhiệt độ, ● R = ρL/S [Ohm]● Khi có tính đến ảnh hưởng của tần số ● Hiệu ứng mặt ngoài ● Hiệu ứng gần ● Vị trí tương đối, hình dáng thanh dẫn 102.2 Tổn hao điện môi● Vật liệu cách điện (điện môi) được đặt trong điện trường biến thiên E(t) ● Điện cực phân ly biến thiên theo phương điện trường ● Tổn hao trong vật liệu do sự lệch pha P = 2π.f .U².tgδ δ – Góc tổn hao điện môi 112.3 Tổn hao sắt từ (1)● Vật liệu sắt từ đặt trong từ trường biến thiên với tần số f● Cấu trúc miền con● Năng lượng cần thiết để dịch chuyển biên các miền con, năng lượng này là công vô ích --> tổn hao 122.3 Tổn hao sắt từ (2)● Vật liệu sắt từ đặt trong từ trường biến thiên với tần số f ● Tổn hao do dòng xoáy và từ trễ ● Công thức Steinmetz PFe= (XT B1.6 +Xx.f.B2).f.G ● XX – hệ số tổn hao do dòng điện xoáy ● XT – hệ số tổn hao do từ trễ ● f – tần số [Hz] ● B – từ cảm [Tesla] ● G – khối lượng vật liệu sắt từ [kg] 132.3 Tổn hao sắt từ (3)● Để ...