东北农大变电工程设计课件第5章 电气设备发热和电动力计算-2电气设备发热和电动力计算

1、电气设备发热和电动力计算 长期发热和短路时发热 电气设备的发热类型 长期发热-长期流过正常负荷电流时产生的温度上升，可用导体长期发热允许温度来确定导体正常工作时的长期允许通过的电流（即导体最大允许载流量），从而研究提高导体长期允许通过电流，或降低导体温度的方法。 特点:导体通过的是工作电流，数值小，持续时间长，导体温升缓慢，热量的产生与散失将维持动态平衡，达到稳定温升后，温度不再改变。电气设备的发热类型 长期发热和短路时发热 导体最高允许温度 为了保证导体可靠地工作，必须使其发热温度不得超过一定数值，这个限值叫做最高允许温度。 载流导体的发热 电气设备的发热类型 导体最高允许温度 尽管决定电气

2、设备工作性能的是它们的温度，但考核它们的质量时却是以温升作为指标。温升是指电气设备运行温度与周围介质温度0之差。 载流导体的发热 电气设备的发热类型 把较周围（计算）环境温度的温度升高值称为长期发热的允许温升，我国所采用的计算环境温度为：电力变压器和电器（周围环境温度）40；发电机（利用空气冷却时进人的空气温度）3540C；装在空气中的导线、母线和电力电缆25；埋入地下的力电缆15。 载流导体的发热 电气设备的发热类型 较短路前的温度升高值称为短时发热的允许温升，通常取导体短路前的温度等于它长期工作时的最高允许温度。 导体最高允许温度 电气设备发热类型和长期发热计算 载流导体的发热 电气设备发

3、热类型和长期发热计算 载流导体的发热 1. 发热 导体的发热主要来自导体电阻损耗的热量和太阳日照的热量。 （1）导体电阻损耗的热量QR； （2）太阳日照产生的热量。 电气设备发热类型和长期发热计算 导体的发热和散热 2. 散热散热的过程实质是热量的传递过程，其形式一般由三种:（1）导热。使热量由高温区传至低温区。 电气设备发热类型和长期发热计算 导体的发热和散热 （2）对流。在气体中，各部分气体发生相对位移将热量带走的过程。（3）辐射。热量从高温以热射线方式传至低温物体的传播过程。 电气设备发热类型和长期发热计算 导体的发热和散热 导体在未通过电流时，其温度和周围介质温度相同。当通过电流时，由

4、于发热，使温度升高，并因此与周围介质产生温差，热量将逐渐散失到周围介质中去。 电气设备发热类型和长期发热计算 导体的温升过程 在正常工作情况下，导体通过的电流是持续稳定的，因此经过一段时间后，电流所产生的全部热量将随时完全散失到周围介质中去，即达到发热与散热的平衡，使导体的温度维持在某一稳定值。 电气设备发热类型和长期发热计算 导体的温升过程 当工作状况改变时，热平衡被破坏，导体的温度发生变化；再过一段时间，又建立新的热平衡，导体在新的稳定温度下工作。所以，导体温升过程也是一个能量守恒的过程。 电气设备发热类型和长期发热计算 导体的温升过程 （1）温升过程是按指数曲线变化，开始阶段上升很快，随

5、着时间的延长，其上升速度逐渐减小。 电气设备发热类型和长期发热计算 从均匀导体持续发热时温升与时间的关系式看出： （2）对于某一导体，当通过的电流不同，发热量不同，稳定温升也就不同。电流大时，稳定温升高；电流小时，稳定温升低。 （3）大约经过（34）T的时间，导体的温升即可认为已趋近稳定温升W。 电气设备发热类型和长期发热计算 从均匀导体持续发热时温升与时间的关系式看出： 导体长期通过电流时,稳定温升为 。由此可知：导体的稳定温升，与电流的平方和导体材料的电阻成正比，而与总换热系数和换热面积成反比。 电气设备发热类型和长期发热计算 从均匀导体持续发热时温升与时间的关系式看出： 导体允许的长期工作电流为： 式中， 称为导体载流量的修正系数。 电气设备发热类型和长期发热计算 导体的载流量 例l：某发电厂主母线的截面为50 x5mm2，材料为铝。0为25，为30。试求该母线竖放时长期工作允许电流。 电气设备发热类型和长期发热计算 导体的载流量 解：从母线载流量表中查出截面为