華北電力大學(xué)發(fā)電廠電氣部分內(nèi)部課件(考研期末考試必備)03-02-載流導(dǎo)體短路時(shí)發(fā)熱計(jì)算 (1)

1、3.2 載流導(dǎo)體短路時(shí)發(fā)熱計(jì)算載流導(dǎo)體短路時(shí)發(fā)熱計(jì)算引言引言n短時(shí)發(fā)熱的含義：n載流導(dǎo)體短路時(shí)發(fā)熱，是指從短路開(kāi)始至短路切除為止很短一段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體發(fā)熱的過(guò)程。n短時(shí)發(fā)熱的特點(diǎn)：n短路電流大，發(fā)熱量多n時(shí)間短，熱量不易散發(fā)n短時(shí)發(fā)熱計(jì)算的目的：n確定導(dǎo)體的最高溫度。導(dǎo)體的溫度迅速升高 一、導(dǎo)體短路時(shí)發(fā)熱過(guò)程一、導(dǎo)體短路時(shí)發(fā)熱過(guò)程n熱平衡關(guān)系：n在dt時(shí)間內(nèi)，cflRQQQQdd2mctRIcQdd2kmctRItSlR)1 (0Slmm)1 (0CCd)1 (d)1 (0m02ktSlCtSlI一、導(dǎo)體短路時(shí)發(fā)熱過(guò)程一、導(dǎo)體短路時(shí)發(fā)熱過(guò)程n整理得：d11d10m02k2CtISthwCtIStt

2、d11d10m002k2kwh02k2kd1AAtIStthh20m0h1lnCAww20m0w1lnCAn兩邊積分：n求解得：)(hg)(wg一、導(dǎo)體短路時(shí)發(fā)熱過(guò)程一、導(dǎo)體短路時(shí)發(fā)熱過(guò)程23451016AJ/(m4)1002003004000()鋁銅AwAhhwwh02k2kd1AAtISttk02k2whd1tttISAAk02k2kd1tttISQ令短路電流的熱效應(yīng)k2wh1QSAAk21QS二、短路電流熱效應(yīng)二、短路電流熱效應(yīng)Qk的計(jì)算的計(jì)算anp0pkcos2TttteitIIk02kkdtttIQ2np02a02pakk12dieTtITtttka02np0pdcos2tTttte

3、itInppQQ 短路電流周期分量有效值短路電流非周期分量起始值非周期分量衰減時(shí)間常數(shù)n由于短路電流Ikt的表達(dá)式很復(fù)雜，一般難于用簡(jiǎn)單的解析式求解Qk，工程上常采用近似計(jì)算法計(jì)算。二、短路電流熱效應(yīng)二、短路電流熱效應(yīng)Qk的計(jì)算的計(jì)算n數(shù)值積分的辛卜生法1. 短路電流周期分量熱效應(yīng)短路電流周期分量熱效應(yīng)Qp的計(jì)算的計(jì)算任意曲線 y = f (x) 的定積分，可用下式近似計(jì)算：)(4)(2)(3d)(11220nnnbayyyyyynabxxf)(4)(2)(12d)(31240yyyyyabxxfba1012d)(420yyyabxxfba若n=4，因?yàn)?y1 + y3 2 y2 ，則則二、短

4、路電流熱效應(yīng)二、短路電流熱效應(yīng)Qk的計(jì)算的計(jì)算n短路電流周期分量的熱效應(yīng)1. 短路電流周期分量熱效應(yīng)短路電流周期分量熱效應(yīng)Qp的計(jì)算的計(jì)算1012d)(420yyyabxxfbak02ppdtttIQ2p)(tIxfy20Iy 22/2ktIy 24ktIy 1012d222/202ppkkkttkttIIIttIQ a = 0b = tk二、短路電流熱效應(yīng)二、短路電流熱效應(yīng)Qk的計(jì)算的計(jì)算2. 短路電流分周期分量熱效應(yīng)短路電流分周期分量熱效應(yīng)Qnp的計(jì)算的計(jì)算n短路電流周期分量的熱效應(yīng)20np2-anpake12iTQTt22-a2e12akITTt 22aak1IeTTt 2IT 非周期分

5、量等效時(shí)間，可查表得。n若tk1s，則Qnp可忽略。例例3-2鋁導(dǎo)體型號(hào)為L(zhǎng)MY-1008，正常工作電壓UN=10.5 kV，正常負(fù)荷電流Iw =1500A。正常負(fù)荷時(shí)，導(dǎo)體的溫度 w = 46，繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 tpr=1s，斷路器全開(kāi)斷時(shí)間 tbr= 0.2s，短路電流I=28kA，I0.6s=22kA，I1.2s=20kA。計(jì)算短路電流的熱效應(yīng)和導(dǎo)體的最高溫度。解解brprkttt(1) 計(jì)算短路電流的熱效應(yīng)) sA(104 .602262 . 01) s (2 . 11012222/2pkkttkIIItQ 20221028122 . 12221ss2 . 1kt) sA(104 .6

6、0226pkQQ例例3-2鋁導(dǎo)體型號(hào)為L(zhǎng)MY-1008，正常工作電壓UN=10.5 kV，正常負(fù)荷電流Iw =1500A。正常負(fù)荷時(shí)，導(dǎo)體的溫度 w = 46，繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 tpr=1s，斷路器全開(kāi)斷時(shí)間 tbr= 0.2s，短路電流I=28kA，I0.6s=22kA，I1.2s=20kA。計(jì)算短路電流的熱效應(yīng)和導(dǎo)體的最高溫度。解解 (2) 計(jì)算導(dǎo)體的最高溫度)m/(J 10444. 0416由 w = 46，查圖得 Aw = 0.351016 J/(m4)k2wh1QSAA6216104 .60210008100010011035. 0查圖得 h = 60 200（鋁導(dǎo)體最高允許溫度）作業(yè)作業(yè)某10kV配電裝置母線，導(dǎo)體型號(hào)為L(zhǎng)MY-1258，三相母線水平