ELCUT
Новый подход
к моделированию полей

Главная >> Применение >> Типовые примеры >>

Открытый шинопровод на напряжение 10 кВ

трехфазный шинопровод скин-эффект, трехфазная шина сопротивление, переменный ток поверхностный эффект

Тип задачи:
Плоско-параллельная связанная задача магнитного поля переменных токов и теплопередачи.

Геометрия:

трехфазный шинопровод переменного тока

Все размеры в миллиметрах.

Дано:
Материал шинопровода - алюминий;
Полный ток пакета шин I = 2500 А (амплитудное значение)
Частота тока f = 50 Гц
Удельная электропроводность алюминия g = 38 МСм/м
Теплопроводность алюминия λ = 230 Вт/м-К

Задание:
Определить мощность тепловыделения в пакетах шин шинопровода, падение напряжения на единицу длины шинопровода (1 м), среднюю температуру нагрева пакета шин от номинального тока (средняя температура по объему).

Решение:
Для определения коэффициента конвективной теплоотдачи использован калькулятор коэффициента конвекции для естественных условий для плоских шин (длина шины принята 1 м). Площадь поверхности шин 0.1 м². Периметр поверхности шин 2.2 м.

В результате решения задачи магнитного поля переменных токов получена мощность тепловыделения в пакетах шин шинопровода, которая используется в дальнейшем в задаче теплопередачи для определения температуры нагрева шин. Такое пакетное решение реализует проверку шинопровода на нагрев от номинального тока.
В задаче магнитного поля переменных токов также вычисляются падения напряжения на шинах для заданной длины. Это важная характеристика, поскольку падение напряжения на всей длине шинопровода должно соответствовать ГОСТ 54149-2010 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».

Результат:

Фаза Мощность, Вт Напряжение, В/м
(амплитуда)
A 43 0.43
B 45 0.37
C 43 0.44

Распределение плотности тока и напряжение шинопровода фазы А:
трехфазный шинопровод переменного тока


По результатам теплового расчета нижняя шина получается наиболее горячей. Её температура на 3 градуса выше, чем температура верхней шины.
трехфазный шинопровод переменного тока

  • Скачать файлы задачи.