第三章常用計算的基本理論和方法

第三章常用計算的基本理論和方法電氣設(shè)備有電流通過時將產(chǎn)生損耗。發(fā)電廠電氣部分第三章常用計算的基本理論和方法3-1正常運行時導(dǎo)體載流量計算一、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)熱和電動力理論。供電系統(tǒng)發(fā)生短路時，短路電流相當(dāng)?shù)拇?。短路電流通過導(dǎo)體和電氣設(shè)備，會產(chǎn)生很大的電動力和很高的溫度，稱短路的電動效應(yīng)和熱效應(yīng)。主要用于檢驗設(shè)備的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。石大勝利學(xué)院第三章常用計算的基本理論和方法發(fā)電廠電氣部分第三章常用計算的基本理論和方法

發(fā)熱對電氣設(shè)備的影響(1)使絕緣材料的絕緣性能降低;(2)使金屬材料的機械強度下降;(3)使導(dǎo)體接觸部分的接觸電阻增加。長期發(fā)熱:由正常工作電流產(chǎn)生的；短時發(fā)熱:由故障時的短路電流產(chǎn)生的。為了保證導(dǎo)體可靠地工作，須使其發(fā)熱溫度不得超過一定限值。這個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+70℃；導(dǎo)體通過短路電流時，短時最高允許溫度可高于正常最高允許溫度，對硬鋁及鋁錳合金取200℃

，硬銅取300℃

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

一、導(dǎo)體短路時發(fā)熱過程

導(dǎo)體短路時發(fā)熱特點(1)發(fā)熱時間短，產(chǎn)生熱量來不及向周圍介質(zhì)散矢，可認(rèn)為是一個絕熱過程；(2)短路時導(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)體短路時發(fā)熱，指短路開始至短路被切除為止很短時間內(nèi)導(dǎo)體發(fā)熱的過程。計算的目的是確定導(dǎo)體的最高溫度。圖3-6短路時均勻?qū)w的發(fā)熱過程石大勝利學(xué)院第三章常用計算的基本理論和方法3-2載流導(dǎo)體短路時發(fā)熱計算發(fā)電廠電氣部分第三章常用計算的基本理論和方法三相短路時的電壓、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)院第三章常用計算的基本理論和方法發(fā)電廠電氣部分第三章常用計算的基本理論和方法三、短路電流熱效應(yīng)Qk的計算實用計算法(1)求周期分量的熱效應(yīng)(2)求非周期分量的熱效應(yīng)非周期分量等效時間T短路點T(s)tk≤0.1stk>0.1s發(fā)電機出口0.150.20發(fā)電機升高電壓母線及出線發(fā)電機電壓電抗器后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。石大勝利學(xué)院第三章常用計算的基本理論和方法發(fā)電廠電氣部分第三章常用計算的基本理論和方法

3-3載流導(dǎo)體短路時電動力計算一、計算電動力的方法

1、畢奧-沙瓦定律法

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

二、三相導(dǎo)體短路時的電動力

1、電動力的計算

(1)作用在中間相(B相)的電動力

(2)作用在外邊相(A相或C相)的電動力石大勝利學(xué)院第三章常用計算的基本理論和方法發(fā)電廠電氣部分第三章常用計算的基本理論和方法2、電動力的最大值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