第六章62电气设备的选择ppt课件

1、电气设备的选择7/11/2022.6.4设备选择时的三个根本问题绝缘问题(耐压问题)发热问题受力问题.6.4载流导体发热与电动力的根本实际导体的长期发热导体的短时发热导体的短路电流电动力.6.4导体的长期发热景象：导体中没有经过电流时，其温度与周围介质温度相等；当导体内经过电流时，其内部产生的热量一部分使导体本身温度升高，另一部分散失到周围介质中去，它们之间呈动态分配，直至导体发热过渡到稳态时，导体发热温度到达稳态温升。.6.4导体的长期发热目的：找出导体中经过电流与允许发热温度间的关系。据此判别影响允许电流大小的要素，用来改善导体设备的任务条件，以提高导体的长期允许任务电流，从而充分利用导体

2、截面。.6.4导体的长期发热提高导体允许载流量有以下几个主要途径： 减小导体电阻。根据导体交流电阻的计算公式，可以知道交流电阻Ral与导体资料、集肤效应系数、截面、临近效应及环境温度有关，因此可采用选择电阻率较小的金属作为导体资料。比如尽量采用将大电流母线制成方管、圆管截面等措施来到达减小电阻，提高载流量的目的； 周围环境温度0降低。同一导体在不同地域及不同季节时其允许载流量不同。 0越低那么允许载流量越大； 添加散热面积F； 增大综合换热系数K。由于系数中包含了对流及辐射换热的综合信息，故而采取改动导体布置方式、冷却方式、导体外表处置方式及导体外形等措施均会影响导体的综合换热，进而影响导体的

3、载流量。.6.4导体的短时发热导体的短时发热是指从短路开场至短路切除为止这一段的时间内电路电流引起的导体发热过程。导体的短时发热与导体的长期继续发热显著不同，它具有如下特点： 发热时间短，产生的热量来不及向周围介质分布，可以以为短路电流产生的热量全部用以升高本身的温度，这是一个绝热过程； 短时发热过程中由于发热热量大、导体温度升高，它的电阻、比热容参数不能再视为与温度无关的常数，而应该是温度的函数。图1 导体短时发热过程图.6.4导体的短时发热列出这一过程中热平衡方程为：代入，得：.6.4导体的短时发热取初始温度为0，热稳定与最小截面的关系：.6.4导体的短时发热对于不同资料的导体建立关系曲线

4、根据曲线，按以下方法便可以求出导体短时发热后最高温度。 由知的导体初始温度普通取为正常运转时最高发热温度，查找对应导体资料的曲线，查出A1 值； 求B值，并代入求出的短路等效发热值B/S2，求出A2； 由A2数值再次查取对应新的温度。/钢铝铜.6.4导体的短时发热如何求出短路电流热效应B。 B=Bac+Bdc 方法一能获得0、 t/2 、t时辰的短路电流： (1).周期分量的热效应 (2).非周期分量的热效应.6.4导体的短时发热方法二：等值时间法需知道I和非周期分量衰减T 等值时间法的原理是根据等效发热的概念。Bac经过查相对积分的计算曲线图6-7，带入算式6-39、40获得答案。Bdc经过

5、算式6-42、44获得答案。图3 导体短时发热等值时间法表示图.6.4导体的短时发热补充：设备的短时发热效验普通产品样本上给出短时发热允许电流Iperm.n和允许时间tperm.n，效验条件是：.6.4导体的短路电流电动力电动力分析平行导体间的电动力：借助外形系数获得导体间的电动力： 外形系数可以从图6-8中获得：.6.4导体的短路电流电动力外形系数曲线图6-8:矩形导体的外形系数曲线图6 矩形截面外形系数曲线.6.4导体的短路电流电动力电力系统中，大多数三相导体布置在同一平面内。A相电动力由四个分量组成：不衰减的固定分量；以Ta/2的时间常数衰减的非周期分量；以Ta的时间常数衰减的周期工频分

6、量； 不衰减两倍工频分量。而B相电动力中没有固定分量，仅由其他三种分量组成。.6.4导体的短路电流电动力电动力的最大值为了保证电气设备有足够的电动力稳定度，在工程上常以短路时电动力的最大值作为校验电器和载流导体电动力稳定时的根据。Fbmax大于Famax，计算最大电动力值应该以中间相B相电动力值为规范。.6.4导体的短路电流电动力导体振动的动态应力为防止产生危险的共振引起动态应力较大的不利景象，对凡衔接发电机、主变压器以及配电安装等重要回路中的导体，应思索共振影响，在设计制造时使其固有频率在下述范围之外。动态应力系数 为动态应力与静止应力之比图9 动态应力系数曲线.6.4导体的短路电流电动力导

7、体的一阶固有频率计算公式为：修正动态应力法：在最大应力上乘以动态应力系数，求得实践动态过程中动态应力的最大值。共振效验决议支撑与跨距。.6.4电气设备选择的普通条件按短路情况校验热稳定及动稳定1、热稳定校验指校验设备的载流部分在短路电流经过时，各部件的最高发热温度热效应不超越最高允许值。 其中，It为制造厂规定的t秒内电气设备的热稳定电流， kA； t为与之相对应的时间，s； Qk为短路电流产生的热效应，kA)2. S ，可采用等值时间法等进展计算。.6.4电气设备选择的普通条件2、动稳定校验 动稳定校验是判别电气设备耐受短路电流产生的电动力效应的才干。满足动稳定的条件，即式中，ies、Ies

8、分别为允许经过的动稳定电流峰值， kA； ish、Ish分别为短路冲击电流的峰值及有效值， kA。.6.4电气设备选择的普通条件短路计算条件确实定为使电气设备能经受最严重短路电流的作用，按以下条件确定作校验用的短路电流。1容量及接线 发电机容量按该工程设计最终容量计算普通为本期工程建成后510年，并适当思索安装投入运转后电力系统容量的开展。接线方式按能够发生最大短路电流的正常接线方式为准，不思索变换接线方式。 2短路类型 普通按三相短路计算，其他短路类型较三相短路电流大时，应选最严重的短路缺点来进展校验。3)短路计算点 应选择经过导体、电气设备的短路电流为最大的点作为短路计算点。.6.4电气设

9、备选择的普通条件下面以图10简单阐明如何选择主要回路设备的短路计算点。图10 短路点确实定.6.4电气设备选择的普通条件 选择发电机出口断路器QF1。假设短路发生在K2点，经过QF1的短路电流为发电机G2和G3提供的短路电流之和；而假设K1点短路时，经过QF1的短路电流仅由发电机G1提供。比较后可知，假设机组G1和G2容量相近，前者的短路电流大于后者，故应以K2作为短路计算点。 选择变压器回路断路器QF3 。经比较分析发现，应选取图示K3点作为短路计算点。 母联断路器QF5的选择。发电机G1和G2 ，母线上K4点发生短路时 ，经过QF5的短路电流为最大，应选取K4为短路计算点。 带出线电抗器回

10、路的断路器QF4的选择。思索导电抗器内部发生缺点的概率很小且电抗器与QF4间衔接导线很短，缺点的概率也不大，故而以图示K8点作为短路计算点。 选择QF4既可保证系统有足够可靠性又不会呵斥设备选择的浪费。 K8点即为选择QF4的短路计算点。 .6.4电气设备选择的普通条件短路计算时间 进展热稳定校验时采用的短路计算时间tk应为主维护动作时间tpr和断路器的全开断时间tbr之和，即式中， tpr为主维护动作时间，普通取0.050.06s；假设主维护有死区，应取后备维护动作时间，同时应取相应区内的短路电流数值； tbr为断路器的全开断时间，包括其固有分闸时间和燃弧时间。 由于一些特殊电气设备的运转特

11、点，并不是选择一切电气设备时都要进展短路时的稳定校验： 熔断器维护回路设备不用校验其热稳定； 装有限流熔断器维护的回路其电器设备不用校验热稳定和动稳定； 电缆不用校验动稳定； PT回路设备不用校验其热稳定和动稳定。.6.5载流导体的选择裸导体的选择按经济电流密度 *软导线，输电线路.6.5载流导体的选择图14 导体经济电流密度曲线1变电所所用、工厂用及电缆线路的铝线纸包绝缘铅包、铝包、塑料护套及各种铠装电缆；2铝矩形、槽形母线及组合导线；3火电厂厂用铝芯绝缘铅包、铝包、塑料护套及各种铠装电缆；435220KV-线路的LGJ、LGJQ型钢芯铝-绞线.6.5载流导体的选择按长期允许电流选择截面 *硬导线按电压损耗选择截面20KV以下电压级的配电网，线损小于5%。按电晕放电选择截面每个电压等级下大于表6-7最小线径时无需校验。按机械强度选择截面表6-8中限制的根据机械强度的最小截面面积热稳定校验动稳定校验根据动校验选定条间衬垫跨距，再按相间允许应力确定绝缘子间的跨距。软导线不做电动力校验。.6.5载流导体的选择