第三章常用計(jì)算的基本理論和方法

第三章常用計(jì)算的基本理論和方法電氣設(shè)備有電流通過(guò)時(shí)將產(chǎn)生損耗。發(fā)電廠電氣部分第三章常用計(jì)算的基本理論和方法3-1正常運(yùn)行時(shí)導(dǎo)體載流量計(jì)算一、概述載流導(dǎo)體的電阻損耗；載流導(dǎo)體周圍金屬構(gòu)件處于交變磁場(chǎng)中所產(chǎn)生的磁滯和渦流損耗；絕緣材料內(nèi)部的介質(zhì)損耗。損耗都將轉(zhuǎn)變成熱量使電氣設(shè)備的溫度升高。本章介紹載流導(dǎo)體的發(fā)熱和電動(dòng)力理論。供電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，短路電流相當(dāng)?shù)拇?。短路電流通過(guò)導(dǎo)體和電氣設(shè)備，會(huì)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和很高的溫度，稱短路的電動(dòng)效應(yīng)和熱效應(yīng)。主要用于檢驗(yàn)設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。石大勝利學(xué)院第三章常用計(jì)算的基本理論和方法發(fā)電廠電氣部分第三章常用計(jì)算的基本理論和方法

發(fā)熱對(duì)電氣設(shè)備的影響(1)使絕緣材料的絕緣性能降低;(2)使金屬材料的機(jī)械強(qiáng)度下降;(3)使導(dǎo)體接觸部分的接觸電阻增加。長(zhǎng)期發(fā)熱:由正常工作電流產(chǎn)生的；短時(shí)發(fā)熱:由故障時(shí)的短路電流產(chǎn)生的。為了保證導(dǎo)體可靠地工作，須使其發(fā)熱溫度不得超過(guò)一定限值。這個(gè)限值叫作最高允許溫度。導(dǎo)體的正常最高允許溫度，一般不超過(guò)+70℃；導(dǎo)體通過(guò)短路電流時(shí)，短時(shí)最高允許溫度可高于正常最高允許溫度，對(duì)硬鋁及鋁錳合金取200℃

，硬銅取300℃

。石大勝利學(xué)院第三章常用計(jì)算的基本理論和方法發(fā)電廠電氣部分第三章常用計(jì)算的基本理論和方法二、導(dǎo)體的發(fā)熱和散熱石大勝利學(xué)院第三章常用計(jì)算的基本理論和方法導(dǎo)體的發(fā)熱來(lái)自導(dǎo)體電阻損耗的熱量。熱量的耗散有對(duì)流、輻射和導(dǎo)熱三種形式。在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體電阻損耗的熱量及吸收太陽(yáng)熱量之和應(yīng)等于導(dǎo)體輻射散熱和空氣對(duì)流散熱之和。電阻損耗吸收太陽(yáng)能輻射導(dǎo)體對(duì)流散熱量向周圍輻射散熱量分析導(dǎo)體長(zhǎng)期通過(guò)工作電流時(shí)的發(fā)熱過(guò)程是為了計(jì)算導(dǎo)體的載流量（長(zhǎng)期允許電流）。發(fā)電廠電氣部分第三章常用計(jì)算的基本理論和方法

一、導(dǎo)體短路時(shí)發(fā)熱過(guò)程

導(dǎo)體短路時(shí)發(fā)熱特點(diǎn)(1)發(fā)熱時(shí)間短，產(chǎn)生熱量來(lái)不及向周圍介質(zhì)散矢，可認(rèn)為是一個(gè)絕熱過(guò)程；(2)短路時(shí)導(dǎo)體溫度變化范圍很大,它的電阻和比熱容不能再視為常數(shù)，而應(yīng)為溫度的函數(shù)。導(dǎo)體短路時(shí)發(fā)熱，指短路開始至短路被切除為止很短時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體發(fā)熱的過(guò)程。計(jì)算的目的是確定導(dǎo)體的最高溫度。圖3-6短路時(shí)均勻?qū)w的發(fā)熱過(guò)程石大勝利學(xué)院第三章常用計(jì)算的基本理論和方法3-2載流導(dǎo)體短路時(shí)發(fā)熱計(jì)算發(fā)電廠電氣部分第三章常用計(jì)算的基本理論和方法三相短路時(shí)的電壓、電流波形短路穩(wěn)態(tài)電流是短路電流非周期分量衰減完畢以后的短路全電流.石大勝利學(xué)院第三章常用計(jì)算的基本理論和方法發(fā)電廠電氣部分第三章常用計(jì)算的基本理論和方法三、短路電流熱效應(yīng)Qk的計(jì)算實(shí)用計(jì)算法(1)求周期分量的熱效應(yīng)(2)求非周期分量的熱效應(yīng)非周期分量等效時(shí)間T短路點(diǎn)T(s)tk≤0.1stk>0.1s發(fā)電機(jī)出口0.150.20發(fā)電機(jī)升高電壓母線及出線發(fā)電機(jī)電壓電抗器后0.080.10變電站各電壓母線及出線0.050.05為短路電流的熱效應(yīng)。如果短路電流切除時(shí)間tk>1s，導(dǎo)體的發(fā)熱主要由周期分量決定，則非周期分量的影響可略去不計(jì)。石大勝利學(xué)院第三章常用計(jì)算的基本理論和方法發(fā)電廠電氣部分第三章常用計(jì)算的基本理論和方法

3-3載流導(dǎo)體短路時(shí)電動(dòng)力計(jì)算一、計(jì)算電動(dòng)力的方法

1、畢奧-沙瓦定律法

2、兩條平行導(dǎo)體間電動(dòng)力計(jì)算考慮導(dǎo)體截面尺寸和形狀影響時(shí)石大勝利學(xué)院第三章常用計(jì)算的基本理論和方法載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中，受到磁場(chǎng)力的作用，這種力稱為電動(dòng)力。電力系統(tǒng)短路時(shí)，導(dǎo)體中通過(guò)短路電流，導(dǎo)體受到巨大的電動(dòng)力作用。如果機(jī)械強(qiáng)度不夠，將使導(dǎo)體變形或損壞。發(fā)電廠電氣部分第三章常用計(jì)算的基本理論和方法

二、三相導(dǎo)體短路時(shí)的電動(dòng)力

1、電動(dòng)力的計(jì)算

(1)作用在中間相(B相)的電動(dòng)力

(2)作用在外邊相(A相或C相)的電動(dòng)力石大勝利學(xué)院第三章常用計(jì)算的基本理論和方法發(fā)電廠電氣部分第三章常用計(jì)算的基本理論和方法2、電動(dòng)力的最大值FA最大值出現(xiàn)在固定分量和非周期分量之和為最大瞬間即75°或225°

等