吕林四川大学电气信息学院.ppt
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1、发电厂电气部分,吕 林 四川大学电气信息学院,(),课程学习辅导,本课程的目的和任务,掌握发电厂电气主系统的设计方法,并在分析、计算和解决实际工程问题的能力等方面得到训练,为从事电力系统中的设计、运行和科研工作,奠定必要的理论基础。,二、发电厂和变电所的类型,第一章 电力系统概述,一、电力系统组成,三、电力网及电力负荷的基本概念及分类,四、电力系统电压等级的概念,五、电力系统中性点的接地方式及各自的特点,3.1 概述 3.2 导体的长期发热和短时发热 3.3 导体的电动力计算 3.6 母线、绝缘子和绝缘套管的选择,第三章 导体的发热和电动力、导体的选择,3.1概述,导体的长期发热是指: 导体正
2、常工作时长期通过工作电流所引起的发热。,导体长期发热的计算目的: 根据导体长期发热允许温度确定导体载流量(即导体 长期允许通过电流),研究提高导体允许电流或降低 导体温度的各种措施。,发热温度不得超过一定数值,称为最高允许温度。 正常运行时最高允许温度: LGJ 70 电缆 80,导体的短时发热是指: 短路开始到短路切除为止,很短一段时间内导体通过 短路电流所引起的发热。,导体短时发热的计算目的: 确定导体通过短路电流时的最高温度K 。,如果K 没有超过所规定的导体短时发热允许温度, 则称该导体在短路时是热稳定的。,否则,需要增大导体截面积或限制短路电流以保证导 体在短路时的热稳定。,短路时最
3、高允许温度: 铝 200 铜 300,3.2导体的长期发热和短时发热,式中: QR 导体产生的热量 Qc 导体本身温度升高所需的热量 QI 通过对流方式散失的热量 Qf 通过辐射方式散失的热量,作者:李长松 版权所有,一、导体的长期发热与计算,由于导体各部分温度相同,所以无传导方式散热。,导体的升温过程,可按热量平衡关系描述。,作者:李长松 版权所有,一、导体的长期发热与计算,(34)式,可见,升温过程是按指数曲线变化的。,t,w,T,0,2,1,0,作者:李长松 版权所有,一、导体的长期发热与计算,导体的温升按时间变化的曲线如图所示:,当t时,导体的温 升趋于稳定温升w,即在稳定发热状态下,
4、导体中产生的全部热量都散失 到周围环境中。 w 与电流平方成正比,与导体散热 能力成反比,而与导体起始温度无关。,作者:李长松 版权所有,一、导体的长期发热与计算,根据稳定温升w的公式,有:,而稳定温升w = w - 0 , 其中:0 是环境温度, w 是导体正常工作时长期发热稳 定温度。,如果令w = al ,即导体长 期发热允许温度,则长期发热 允许电流 Ial 为:,则有:,作者:李长松 版权所有,一、导体的长期发热与计算,导体长期发热允许电流为:,通常,厂家给出的导体载流量是在环境温度0为额定 环境温度25时得出的。而当导体工作的实际环境温 度0与该温度不同时,则该导体的实际载流量应进
5、行 修正。,即当实际环境温度为0N时,导体的实际载流量,其中,是温度修正系数,作者:李长松 版权所有,二、导体的短时发热与计算,1短时发热的特点,绝热过程:短路电流大而且持续时间短,导体内产生很大的热量来不及向周围环境散热,因此全部热量都用来使导体温度升高,短路时导体温度变化范围很大,它的电阻R和比热c不能再视为常数,而应为温度的函数,(3-9),作者:李长松 版权所有,二、导体的短时发热与计算,于是有:,Qk短路电流热效应(热脉冲),(3-15),作者:李长松 版权所有,二、导体的短时发热与计算,为了简化AK和Aw的计算,已按各种材料的平均参数,做出f(A)的曲线。如图所示:,作者:李长松
6、版权所有,二、导体的短时发热与计算,根据该f(A)曲线计算K 的步骤如下:,求出导体正常工作时的温度w 。w 与0和I有关。,由式,得,一般可取为等于该段母线上最大 一台发电机或变压器的Igmax,一般可取为等于该段母线上最大 一台发电机额定电流的50%-80%,二、导体的短时发热与计算,作者:李长松 版权所有,二、导体的短时发热与计算,计算短路电流热效应 Qk,计算 Ak,最后由 Ak查曲线(图3-3)得到k,检查k 是否超过导体短时最高允许温度。,由w 和导体的材料查曲线(图3-3)得到 Aw,作者:李长松 版权所有,二、导体的短时发热与计算,辛普森法,即短路电流热效应包括周期分量热效应和
7、非周期分量热 效应两部分。,作者:李长松 版权所有,二、导体的短时发热与计算,(1)周期分量热效应Qp的计算,对任意曲线的定积分,可采用辛普森法近似计算。得:,tk短路切除时间。等于继电保护动作时间与断路器 全开断时间之和。,I”t=0时的短路电流周期分量有效值(次暂态电流),作者:李长松 版权所有,二、导体的短时发热与计算,(2)非周期分量热效应Qnp的计算,Ta非周期分量时间常数。其值由课本p55表31查得。,当tk1s时,导体的发热主要由周期分量决定,故可 以不计Qnp影响。,作者:李长松 版权所有,二、导体的短时发热与计算,短路计算时间,短路计算时间tk为继电保护动作时间tpr和相应断
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