华北电力大学发电厂电气部分内部课件(考研期末考试必备)03-02-载流导体短路时发热计算 (1)

1、3.2 载流导体短路时发热计算载流导体短路时发热计算引言引言n短时发热的含义：n载流导体短路时发热，是指从短路开始至短路切除为止很短一段时间内导体发热的过程。n短时发热的特点：n短路电流大，发热量多n时间短，热量不易散发n短时发热计算的目的：n确定导体的最高温度。导体的温度迅速升高 一、导体短路时发热过程一、导体短路时发热过程n热平衡关系：n在dt时间内，cflRQQQQdd2mctRIcQdd2kmctRItSlR)1 (0Slmm)1 (0CCd)1 (d)1 (0m02ktSlCtSlI一、导体短路时发热过程一、导体短路时发热过程n整理得：d11d10m02k2CtISthwCtIStt

2、d11d10m002k2kwh02k2kd1AAtIStthh20m0h1lnCAww20m0w1lnCAn两边积分：n求解得：)(hg)(wg一、导体短路时发热过程一、导体短路时发热过程23451016AJ/(m4)1002003004000()铝铜AwAhhwwh02k2kd1AAtISttk02k2whd1tttISAAk02k2kd1tttISQ令短路电流的热效应k2wh1QSAAk21QS二、短路电流热效应二、短路电流热效应Qk的计算的计算anp0pkcos2TttteitIIk02kkdtttIQ2np02a02pakk12dieTtITtttka02np0pdcos2tTttte

3、itInppQQ 短路电流周期分量有效值短路电流非周期分量起始值非周期分量衰减时间常数n由于短路电流Ikt的表达式很复杂，一般难于用简单的解析式求解Qk，工程上常采用近似计算法计算。二、短路电流热效应二、短路电流热效应Qk的计算的计算n数值积分的辛卜生法1. 短路电流周期分量热效应短路电流周期分量热效应Qp的计算的计算任意曲线 y = f (x) 的定积分，可用下式近似计算：)(4)(2)(3d)(11220nnnbayyyyyynabxxf)(4)(2)(12d)(31240yyyyyabxxfba1012d)(420yyyabxxfba若n=4，因为 y1 + y3 2 y2 ，则则二、短

4、路电流热效应二、短路电流热效应Qk的计算的计算n短路电流周期分量的热效应1. 短路电流周期分量热效应短路电流周期分量热效应Qp的计算的计算1012d)(420yyyabxxfbak02ppdtttIQ2p)(tIxfy20Iy 22/2ktIy 24ktIy 1012d222/202ppkkkttkttIIIttIQ a = 0b = tk二、短路电流热效应二、短路电流热效应Qk的计算的计算2. 短路电流分周期分量热效应短路电流分周期分量热效应Qnp的计算的计算n短路电流周期分量的热效应20np2-anpake12iTQTt22-a2e12akITTt 22aak1IeTTt 2IT 非周期分

5、量等效时间，可查表得。n若tk1s，则Qnp可忽略。例例3-2铝导体型号为LMY-1008，正常工作电压UN=10.5 kV，正常负荷电流Iw =1500A。正常负荷时，导体的温度 w = 46，继电保护动作时间 tpr=1s，断路器全开断时间 tbr= 0.2s，短路电流I=28kA，I0.6s=22kA，I1.2s=20kA。计算短路电流的热效应和导体的最高温度。解解brprkttt(1) 计算短路电流的热效应) sA(104 .602262 . 01) s (2 . 11012222/2pkkttkIIItQ 20221028122 . 12221ss2 . 1kt) sA(104 .6

6、0226pkQQ例例3-2铝导体型号为LMY-1008，正常工作电压UN=10.5 kV，正常负荷电流Iw =1500A。正常负荷时，导体的温度 w = 46，继电保护动作时间 tpr=1s，断路器全开断时间 tbr= 0.2s，短路电流I=28kA，I0.6s=22kA，I1.2s=20kA。计算短路电流的热效应和导体的最高温度。解解 (2) 计算导体的最高温度)m/(J 10444. 0416由 w = 46，查图得 Aw = 0.351016 J/(m4)k2wh1QSAA6216104 .60210008100010011035. 0查图得 h = 60 200（铝导体最高允许温度）作业作业某10kV配电装置母线，导体型号为LMY-1258，三相母线水平