<< Chapter < Page Chapter >> Page >

Giả sử làm việc dài hạn đường cong phát nóng là đường 1 trong hình minh họa.

Phụ tải lúc này là Pf :

Pf = S.f (3.10)

Sau thời gian tlv (thời gian làm việc ngắn hạn) độ chênh nhiệt mới đạt tới trị 1<f, nên thiết bị̣ điện làm việc non tải và chưa lợi dụng hết khả năng chịu nhiệt. Từ đó ta thấy rằng có thể nâng phụ tải lên để sau thời gian làm việc ngắn hạn tlv độ chênh nhiệt vừa đạt tới trị số cho phép f, phụ tải lúc này là Pn:

Pn = S. max (3.11)

Đường cong phát nóng trường hợp này là đường 2. Điểm M trên đường 2 thỏa mãn phương trình độ chênh nhiệt của quá trình phát nóng.

f = max (1- e t lv T size 12{ {} rSup { size 8{ { {t rSub { size 6{ ital "lv"} } } over {T} } } } } {} ) (3.12)

Sau thời gian làm việc tlv dòng điện ngừng chạy vào vật dẫn do đó vật dẫn nguội lạnh theo quy luật như khi làm việc dài hạn (đường 3).

Từ các biểu thức (3.10), (3.11), (3.12) và gọi Kp = P n P f size 12{ { {P rSub { size 8{n} } } over {P rSub { size 8{f} } } } } {} là hệ số quá tải công suất ta rút ra:

Kp = P n P f size 12{ { {P rSub { size 8{n} } } over {P rSub { size 8{f} } } } } {} = τ max τ f size 12{ { {τ rSub { size 8{"max"} } } over {τ rSub { size 8{f} } } } } {} = 1 1 e t lv T size 12{ { {1} over {1 - e rSup { size 8{ - { {t rSub { size 6{ ital "lv"} } } over {T} } } } } } } {} >1 (3.13)

Vì công suất tỉ lệ với bình phương dòng điện nên:

KI = I n I f size 12{ { {I rSub { size 8{n} } } over {I rSub { size 8{f} } } } } {} = K P size 12{ sqrt {K rSub { size 8{P} } } } {} = 1 1 e t lv T size 12{ sqrt { { {1} over {1 - e rSup { size 8{ - { {t rSub { size 6{ ital "lv"} } } over {T} } } } } } } } {} (3.14)

KI : hệ số quá tải về dòng điện.

Ví dụ: Một thiết bị̣ điện có T = 180s nếu làm việc dài hạn thì dòng điện cho phép If = 100 A nhưng nếu làm việc ngắn hạn trong thời gian tlv = 5 s thì có thể tăng dòng diện lên bao nhiêu ?.

Giảí:

KI = 1 1 e t lv T size 12{ sqrt { { {1} over {1-e rSup { size 8{- { {t rSub { size 6{ ital "lv"} } } over {T} } } } } } } } {} = 1 1 e 5 180 size 12{ sqrt { { {1} over {1-e rSup { size 8{- { {5} over {"180"} } } } } } } } {} = 6

Vậy dòng cho phép lớn nhất là: In = KI. If = 6.100 = 600 [A].

Chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại của vật thể đồng nhất

Đây là chế độ mà thiết bị̣ điện làm việc trong một thời gian tlv mà nhiệt độ phát nóng chưa đạt tới bão hòa và sau đó nghỉ một thời gian tng mà nhiệt độ chưa giảm về nhiệt độ ban đầu rồi lại tiếp tục làm việc và nghỉ xen kẽ. Quá trình làm việc và nghỉ cứ lặp lại tuần hoàn như vậy. Để thể hiện mức độ làm việc lặp, người ta dùng khái niệm hệ số làm việc (còn gọi hệ số đóng điện):

ĐL% = t lv t lv + t ng size 12{ { { size 10{t rSub { size 8{ ital "lv"} } }} over { size 12{t rSub { size 8{ ital "lv"} } +t rSub { size 8{ ital "ng"} } } } } } {} .100% (3.15)

Trong thực tế ĐL% thường bằng 25%, 40%, 60%. Trong chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại, nhiệt độ phát nóng nhỏ hơn chế độ làm việc dài hạn nhưng lớn hơn ở chế độ ngắn hạn. Tổng thời gian làm việc tlv và thời gian nghỉ tng ̀ gọi là thời gian chu kì tck.

tck = tlv + tng

Ta giả thiết tại thời điểm ban đầu độ chênh nhiệt độ của vật dẫn là t size 12{t} {} 0 sau thời gian làm việc tlv vật dẫn được đốt nóng đến độ chênh nhiệt là:

t size 12{t} {} 1= t size 12{t} {} ôđ(1-e t lv T size 12{ {} rSup { size 8{ { {-t rSub { size 6{ ital "lv"} } } over {T} } } } } {} ) + t size 12{t} {} 0 e t lv T size 12{ {} rSup { size 8{ { {-t rSub { size 6{ ital "lv"} } } over {T} } } } } {} (3.16)

Sau thời gian nghỉ tng vật dẫn nguội xuống nhiệt độ:

t size 12{t} {} 2 = t size 12{t} {} 1 e t ng T size 12{ {} rSup { size 8{ { { - t rSub { size 6{ ital "ng"} } } over {T} } } } } {} (3.17)

Chu kì tiếp theo vật dẫn lại bị đốt nóng tới độ chênh nhiệt độ:

t size 12{t} {} 3= t size 12{t} {} ôđ(1- e t lv T size 12{ {} rSup { size 8{ { { - t rSub { size 6{ ital "lv"} } } over {T} } } } } {} ) + t size 12{t} {} 2 e t lv T size 12{ {} rSup { size 8{ { { - t rSub { size 6{ ital "lv"} } } over {T} } } } } {} (3.18)

Sau một số chu kì nhiệt độ chênh lệch nhiệt độ đạt đến độ chênh nhiệt cực đại t size 12{t} {} max và độ chênh lệch nhiệt độ cực tiểu t size 12{t} {} min không thay đổi, ta gọi là thời kì ổn định. Tương tự như trên, ta viết:

Quá trình phát nóng t size 12{t} {} max = t size 12{t} {} ôđ (1- e t lv T size 12{ {} rSup { size 8{ { { - t rSub { size 6{ ital "lv"} } } over {T} } } } } {} ) + t size 12{t} {} min e t lv T size 12{ {} rSup { size 8{ { { - t rSub { size 6{ ital "lv"} } } over {T} } } } } {} (3.19)

Quá trình nguội lạnh: t size 12{t} {} min = t size 12{t} {} max . e t ng T size 12{ {} rSup { size 8{ { { - t rSub { size 6{ ital "ng"} } } over {T} } } } } {} (3.20)

Giải hai phương trình này ta được:

t size 12{t} {} max = τ äâ 1 e t lv T 1 e t lv + t ng T size 12{ { {τ rSub { size 8{"äâ"} } left (1 - e rSup { size 8{ { { - t rSub { size 6{ ital "lv"} } } over {T} } } } right )} over {1 - e rSup { - { {t rSub { size 6{ ital "lv"} } +t rSub { size 6{ ital "ng"} } } over {T} } } } } } {} (3.21)

Với: t size 12{t} {} ôđ :độ chênh nhiệt độ ổn định bằng độ chênh nhiệt cho phép t size 12{t} {} f [0C].

t size 12{t} {} max: độ chênh nhiệt độ lớn nhất khi làm việc ngắn hạn lặp lại [0C].

Có: max<f = t size 12{t} {} ôđ nên có thể cho tăng tải thêm lên để làm việc như ở đường cong phát nóng 2(ứng với t size 12{t} {} nl> t size 12{t} {} f) hình 3-3, để sau thời gian làm việc  = f.

Ta có:

f = nl 1 e t lv T 1 e t lv + t ng T size 12{ { {1 - e rSup { size 8{ { { - t rSub { size 6{ ital "lv"} } } over {T} } } } } over {1 - e rSup { - { {t rSub { size 6{ ital "lv"} } +t rSub { size 6{ ital "ng"} } } over {T} } } } } } {} (3.22)

Hệ số quá tải công suất: Kp = τ nl τ cf size 12{ { {τ rSub { size 8{ ital "nl"} } } over {τ rSub { size 8{ ital "cf"} } } } } {} = 1 e t CK T 1 e t lv T size 12{ { {1 - e rSup { size 8{ { { - t rSub { size 6{ ital "CK"} } } over {T} } } } } over {1 - e rSup { - { {t rSub { size 6{ ital "lv"} } } over {T} } } } } } {} (3.23)

Hệ số quá tải dòng điện:

KI = I nl I f size 12{ { {I rSub { size 8{ ital "nl"} } } over {I rSub { size 8{f} } } } } {} = K P size 12{ sqrt {K rSub { size 8{P} } } } {} = 1 e t CK T 1 e t lv T size 12{ sqrt { { {1 - e rSup { size 8{ - { {t rSub { size 6{ ital "CK"} } } over {T} } } } } over {1 - e rSup { - { {t rSub { size 6{ ital "lv"} } } over {T} } } } } } } {} (3.24)

Hình 3-3 so sánh đặc tính phát nóng khi làm việc trong chế độ ngắn hạn lặp lại (đường 3) với đặc tính phát nóng khi làm việc dài hạn (đường 1) ta thấy khi làm việc ngắn hạn lặp lại lại có thể tăng thêm phụ tải (đường 4).

Sự phát nóng khi ngắn mạch

Thời gian xảy ra ngắn mạch rất ngắn nên nhiệt độ cung cấp cho vật thể hoàn toàn dùng để đốt nóng vật dẫn và gần đúng ta coi không có nhiệt lượng tỏa ra môi trường xung quanh. Trong thời gian dt dòng điện ngắn mạch sinh ra nhiệt lượng là:

dQ = K2m. I2 .R.dt = K2m .I2 . ρ l s size 12{ρ { {l} over {s} } } {} .dt (3.25)

Trong đó: Km = I nm I size 12{ { {I rSub { size 8{ ital "nm"} } } over {I} } } {} , với Inm là trị số dòng ngắn mạch qua vật dẫn; I là dòng điện định mức qua vật dẫn; S là tiết diện vật thể.

Toàn bộ nhiệt lượng do dòng điện ngắn mạch sinh ra dùng để đốt nóng vật dẫn lên độ chênh nhiệt độ là dnm . Ta có phương trình:

dQ = C.G.dmn = C.S.l. g size 12{g} {} .dmn (3.26)

Với g size 12{g} {} là khối lượng riêng của vật dẫn. C là nhiệt dung riêng của vật dẫn.

So sánh biểu thức (3.25) và (3.26) ta có: dmn = ρ γ . c size 12{ { {ρ} over {γ "." c} } } {} K2m I F 2 size 12{ left ( { { size 10{I}} over { size 10{F}} } right ) rSup { size 8{2} } } {} .dt.

Lấy tích phân ta được:

nm = ρ . K m 2 γ . c size 12{ { { size 10{ρ "." K rSub {m} rSup {2} }} over { size 10{γ "." c}} } } {} . 0 t I S 2 . dt size 12{ Int cSub { size 8{0} } cSup { size 8{t} } { left ( { { size 10{I}} over { size 10{S}} } right ) rSup { size 8{2} } "." ital "dt"} } {} (3.27)

-Khi I = const thì: 0 t I S 2 dt size 12{ Int cSub { size 8{ size 10{0}} } cSup { size 10{t}} {} left ( size 12{ { {I} over { size 12{S} } } } right ) rSup { size 8{2} } ital "dt"} {} = I S 2 size 12{ left ( { { size 10{I}} over { size 10{S}} } right ) rSup { size 8{2} } } {} t = J2t. Có: nm= ρ . K m 2 γ . c size 12{ { { size 10{ρ "." K rSub {m} rSup {2} }} over { size 10{γ "." c}} } } {} J2t (3.28)

Nếu độ chênh nhiệt lúc bắt đầu ngắn mạch là ôđ thì khi kết thúc ngắn mạch độ chênh nhiệt sẽ là: ,nm = ôđ + nm. Trong thực tế ρ size 12{ρ} {} , C thay đổi theo nhiệt độ : C = C0 [ 1+ b0 ( ôđ + nm )],

ρ size 12{ρ} {} = ρ size 12{ρ} {} 0 [ 1+ α size 12{α} {} 0 ( ôđ + nm )]. Trong đó: C0: nhiệt dung riêng khi  = 0; b0: hệ số nhiệt độ tỉ nhiệt.

ρ size 12{ρ} {} 0: điện trở suất khi  = 0; α size 12{α} {} 0: hệ số nhiệt điện trở. Thay vào (3.28) ta được:

nm = K m 2 γ size 12{ { { size 10{K rSub {m} rSup {2 } }} over { size 12{γ} } } } {} ρ 0 [ 1 + α 0 ( τ äâ + τ nm ) ] c 0 [ 1 + b 0 ( τ äâ + τ nm ) ] . I S 2 . dt size 12{ { { size 10{ρ rSub { size 8{0} } \[ 1+α rSub { size 8{0} } \( τ rSub { size 8{"äâ"} } +τ rSub { size 8{ ital "nm"} } \) \] }} over { size 12{c rSub { size 8{0} } \[ 1+b rSub { size 8{0} } \( τ rSub { size 8{"äâ"} } +τ rSub { size 8{ ital "nm"} } \) \]} } } "." left ( size 12{ { {I} over { size 12{S} } } } right ) rSup { size 8{2} } "." ital "dt"} {} (3.29)

Questions & Answers

where we get a research paper on Nano chemistry....?
Maira Reply
what are the products of Nano chemistry?
Maira Reply
There are lots of products of nano chemistry... Like nano coatings.....carbon fiber.. And lots of others..
learn
Even nanotechnology is pretty much all about chemistry... Its the chemistry on quantum or atomic level
learn
Google
da
no nanotechnology is also a part of physics and maths it requires angle formulas and some pressure regarding concepts
Bhagvanji
Preparation and Applications of Nanomaterial for Drug Delivery
Hafiz Reply
revolt
da
Application of nanotechnology in medicine
what is variations in raman spectra for nanomaterials
Jyoti Reply
I only see partial conversation and what's the question here!
Crow Reply
what about nanotechnology for water purification
RAW Reply
please someone correct me if I'm wrong but I think one can use nanoparticles, specially silver nanoparticles for water treatment.
Damian
yes that's correct
Professor
I think
Professor
Nasa has use it in the 60's, copper as water purification in the moon travel.
Alexandre
nanocopper obvius
Alexandre
what is the stm
Brian Reply
is there industrial application of fullrenes. What is the method to prepare fullrene on large scale.?
Rafiq
industrial application...? mmm I think on the medical side as drug carrier, but you should go deeper on your research, I may be wrong
Damian
How we are making nano material?
LITNING Reply
what is a peer
LITNING Reply
What is meant by 'nano scale'?
LITNING Reply
What is STMs full form?
LITNING
scanning tunneling microscope
Sahil
how nano science is used for hydrophobicity
Santosh
Do u think that Graphene and Fullrene fiber can be used to make Air Plane body structure the lightest and strongest. Rafiq
Rafiq
what is differents between GO and RGO?
Mahi
what is simplest way to understand the applications of nano robots used to detect the cancer affected cell of human body.? How this robot is carried to required site of body cell.? what will be the carrier material and how can be detected that correct delivery of drug is done Rafiq
Rafiq
if virus is killing to make ARTIFICIAL DNA OF GRAPHENE FOR KILLED THE VIRUS .THIS IS OUR ASSUMPTION
Anam
analytical skills graphene is prepared to kill any type viruses .
Anam
Any one who tell me about Preparation and application of Nanomaterial for drug Delivery
Hafiz
what is Nano technology ?
Bob Reply
write examples of Nano molecule?
Bob
The nanotechnology is as new science, to scale nanometric
brayan
nanotechnology is the study, desing, synthesis, manipulation and application of materials and functional systems through control of matter at nanoscale
Damian
Is there any normative that regulates the use of silver nanoparticles?
Damian Reply
what king of growth are you checking .?
Renato
What fields keep nano created devices from performing or assimulating ? Magnetic fields ? Are do they assimilate ?
Stoney Reply
why we need to study biomolecules, molecular biology in nanotechnology?
Adin Reply
?
Kyle
yes I'm doing my masters in nanotechnology, we are being studying all these domains as well..
Adin
why?
Adin
what school?
Kyle
biomolecules are e building blocks of every organics and inorganic materials.
Joe
how did you get the value of 2000N.What calculations are needed to arrive at it
Smarajit Reply
Privacy Information Security Software Version 1.1a
Good
Got questions? Join the online conversation and get instant answers!
Jobilize.com Reply

Get the best Algebra and trigonometry course in your pocket!





Source:  OpenStax, Giáo trình thiết bị điện. OpenStax CNX. Jul 30, 2009 Download for free at http://cnx.org/content/col10823/1.1
Google Play and the Google Play logo are trademarks of Google Inc.

Notification Switch

Would you like to follow the 'Giáo trình thiết bị điện' conversation and receive update notifications?

Ask