РАЗДЕЛ 2
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕСТАЦИОНАРНОГО
ТЕПЛООБМЕНА В ШКАФАХ КОМПЛЕКТНЫХ УСТРОЙСТВ
2.1. Постановка задачи экспериментального исследования
Экспериментальное исследование опытного образца распределительного устройства
низкого напряжения (РУНН) передвижной комплектной трансформаторной подстанции
(ПКТПР) мощностью 1000, 1600 кВЧА 6,10/0.4 кВ, предназначенной для
использования в составе передвижных (быстроремонтируемых) и стационарных систем
постоянного и временного электроснабжения [126], позволяет определить
зависимости нагрева воздуха вокруг токоведущих элементов внутри шкафа от
времени.
В результате проведенных теоретических исследований по выбору направления
работы при разработке методики теплового расчета КРУ и КТП [3, 4, 6, 11, 12,
14, 15, 42, 80, 104, 112, 114, 142, 145] намечены задачи экспериментальных
исследований.
При экспериментальном исследовании необходимо определить температуры нагрева
воздуха вокруг токоведущих элементов внутри шкафа в функции времени.
На основании этих данных установить закономерность влияния временных и
электрических параметров, а также координат месторасположения этих
тепловыделяющих элементов в объеме шкафов распределительных устройств на их
тепловое состояние.
Определить по полученным данным значения коэффициента теплоотдачи для
токоведущих шин через критериальные уравнения Нуссельта и Грасгофа в функции
времени. В критериальном уравнении Нуссельта для естественной конвекции в
неограниченном пространстве для простых поверхностей значения коэффициенты с и
n достаточно хорошо исследованы и отражены в литературе [37, 60, 62]. Для
токоведущих элементов (шин различных размеров, пакетов шин, расположенных в
пространстве), находящихся в условиях свободно - конвективного теплообмена в
шкафах КРУ и КТП, эти данные нуждаются в уточнении.
Результаты таких исследований позволяют получить закономерность, описывающую
нестационарный теплообмен, определить постоянную времени нагрева и выработать
рекомендации по проведению ускоренных тепловых испытаний.
Исходя из вышесказанного, задачи экспериментального исследования можно
сформулировать следующим образом:
1. Определить температуру нагрева воздуха внутри шкафов РУНН ПКТПР при
различных значениях нагрузки номинальным током и координат месторасположения
тепловыделяющих элементов в объеме шкафов в функции времени.
2. Определить влияние изменения вышеуказанных параметров на коэффициент
теплоотдачи б=f (x, t) с целью выявления тех геометрических размеров и
электрических параметров, оптимизация которых целесообразна.
3. Определить погрешность параметров при измерении нестационарных тепловых
процессов.
2.2. Описание исследуемой конструкции распределительного устройства низкого
напряжения передвижной комплектной трансформаторной подстанции
Объектом экспериментальных исследований был опытный образец передвижной
комплектной трансформаторной подстанции мощностью 1000 и 1600 кВЧА,
изготовленный цехом экспериментального производства (ЦЭП) ОАО «Украинского
института трансформаторостроения (ВИТ)».
Подстанция состояла из:
- распределительного устройства высокого напряжения (РУВН) с выключателем типа
ВНП-10/630 без предохранителей для мощности 1600 кВЧА и двумя разъединителями
типа РВЗ-10/630;
- силового трансформатора типа ТМН-1000 и ТМН-1600 с регулированием напряжения
под нагрузкой;
- распределительного устройства низкого напряжения (РУНН) с автоматическими
выключателями.
Конструкция РУВН состояла из трех шкафов:
а) шкаф ввода ВН трансформатора;
б) шкаф отходящей линии;
в) шкаф ввода ВК БКГПР.
Шкафы были разделены на отсеки:
- отсека коммутационного аппарата, в котором на опорных изоляторах были
установлены сборные шины, выполненные из меди сечением (6х40) мм2 с отпайками к
разъединителю типа ТРВЗ-10/630-11УХЛ2 и выключателю нагрузки типа ВНП-10/630-20
ЗУЗ ТУ16-674.087-87 с заземляющими ножами снизу;
- кабельного отсека, в котором расположены приводы разъединителя и ножей
заземления, а также механические блокировки с фиксаторами положения.
Распределительное устройство низкого напряжения, представляет собой сварную
конструкцию, выполненную из листовой стали, которая в нижней части приварена к
основанию. Внутренний объем РУНН разделен по глубине (ширине) на две части, в
одной из которых находится коридор обслуживания, а в другой - отсек
выключателей, отсек сборных шин и кабельных присоединений (см рис.2.1).
Для варианта исполнения мощностью 1000 кВЧА 6(10)/0.4 кВ подстанция была
укомплектована вводным и секционным выключателями типа ВА55-43 с номинальным
током Iн=1600 А, а для варианта мощности 1600 кВЧА 6(10)/0.4 кВ – выключателями
типа ВА75-45 с номинальным током Iн=2500 А.
Рис.2.1. Исследуемое распределительное устройство низкого напряжения ПКТПР
мощностью 1000 и 1600 кВЧА.
Шкаф управления РПН (1) и шкаф управления ПКТПР (4) расположены по краям
коридора обслуживания в нишах теплоизолированных отсеков сборных шин и
автоматических выключателей. Отсек выключателей (2, 3) расположен в средней
части РУНН и разделен по горизонтали и вертикали на ячейки, в которых
устанавливаются автоматические выключатели выдвижного исполнения (см. рис.
2.1).
Вводной (1Q) и секционный (2Q) выключатели типа ВА75-45 (ВА55-43)
устанавливаются в верхних ячейках РУНН, выключатели отходящих линий (3Q, 4Q)
типа ВА55-41 - в нижних ячейках отсека (см. рис. 2.1). На отходящих линиях с
нагрузкой 50 и 100 А применяются автоматические выключатели (5Q, 6Q) типа
АЕ2056М, которые устанавливаются в нижней части шкафа управления ПКТПР. Ввод
кабелей для подключения отходящих линий осу
- Київ+380960830922