第一章 绪论+第二章 导体的发热、电动力及开关电器的灭弧原理.doc

第一章 绪论变电所的作用：完成电能从发电厂到电力用户间的多级变换。变电所的类型枢纽变电所，中间变电所，地区变电所，终端变电所，企业变电所。一次设备：直接生产、转换和输配电能的设备。二次设备：对一次设备进行监察、测量、控制、保护和调节的辅助设备。电气主接线：一次设备按预期的生产流程所连成的电路。又称一次接线、一次电路、主系统或主电路。电气主接线图：用规定的图形和文字符号表示主接线中的各元件，并依次连接起来的单线图。配电装置：按主接线图，由母线、开关设备、保护电器、测量电器及必要的辅助设备组建成接受和分配电能的装置。第二章 导体的发热、电动力及开关电器的灭弧原理第一节 导体的发热和散热正常工作状态：电压和电流都不超过额定值的允许偏移范围，是一种长期工作状态。短路工作状态：系统发生短路故障至故障切除的短时间内的工作状态。起发热的原因：主要由于有功功率损耗引起，包括：电阻损耗、介质损耗、磁滞及涡流损耗。发热按流过电流的大小和时间分类：长期发热：正常工作电流长期通过引起的发热。短时发热：短路电流通过时引起的发热。发热对电器的不良影响：机械强度下降、接触电阻增加、绝缘性能下降。最高允许温度：导体长期工作发热和短路时发热的温度限值。裸导体最高允许温度限值：长期工作发热：70。短路状态：200 （硬铝及铝锰合金）或 300 （硬铜）。发热计算的目的：校验导体或电器各部分发热温度是否超过允许值，即热稳定校验。注：由于热量与有功功率成正比，所以，课本直接用功率表示热量。导体的发热：导体电阻损耗的热量QR，太阳照射的热量Qs。导体电阻损耗的热量QR：单位长度导体流过电流Iw时，电阻损耗产生的热量。而式中 R、Rdc分别为导体的交、直流电阻，。 Ks导体的集肤系数。 导体温度为20时的直流电阻率，。 t20是电阻温度系数， 。w导体的运行温度，。 S导体的截面积，。计算方法：（1） 计算及t：查表2-1。（2） 计算f/Ro：由公式(f/Ro)=(fS/1000)可得。（3） 计算Ks：查图2-1。（a）导体形状、截面积S、尺寸比b/s相同时，越小，Ks越大。（b）导体S相同、材料相同时，矩形导体越接近正方形或管型导体越接近实心时，Ks越大。太阳照射的热量Qs：太阳照射的热量会造成导体温度升高。式中，Es太阳照射功率密度，取1000。 As导体对太阳照射热量的吸收率，表面磨光铝管取0.6。 Fs单位长度导体受太阳照射面积。 D导体直径，取Fs。热量传递的三种基本形式：对流：由流体各部分相对位移将热量带走的过程。辐射：热量从高温物体以热射线的方式传至低温物体的过程。导热：物质的各部分直接接触，热量从高温区向低温区传递的过程。导体的散热：对流传递的热量Qc、辐射传递的热量Qr、对流传递的热量Qd。对流传递的热量Qc：单位长度导体对流换热所传递的热量。（W/m）根据对流根据对流条件的不同，可分为两种情况的计算：自然对流换热：屋内自然通风或屋外风速小于0.2m/s。（1）c的计算：）（2）Fc的计算：（a）矩形导体： ，单条矩形导体：Fc=2（A1+A2）二条矩形导体：Fc=2A1（b=6mm）Fc=2.5A1+4A2（b=8mm） Fc=3A1+4A2（b=10mm）三条矩形导体：Fc=3A1+4A2（b=8mm） Fc=4（A1+A2）（b=10mm），（b）槽形导体：Fc=2（B1+B2）（h200mm）Fc=2B1+B2（100mmh1s时，T0；可以不计非周期分量，即QkQp；第五节 导体的短路电动力电动力：导体通过电流时，相互之间的作用力称为电动力。短路电动力的危害：导致导体或电器发生变形或损坏。电动力计算的目的：校验导体（或电器）实际受到的电动力是否超过其允许应力，以便选择适当强度的电气设备，即动稳定校验。电动力计算方法：单根载流导体在外磁场B中所受到的电动力两条有限细长平行载流导体间的电动力考虑导体截面形状和尺寸时两平行导体间的电动力Kf的计算：（1）矩形导体：查图2-15。由图可知，导体平放（b/h1），Kf1；导体竖放（b/h1），Kf1。（2）圆形、管型导体：Kf =1。（3）槽形导体：Kf1。垂直导体间的电动力（1）L形导体：（2）U形导体：（a）竖直的两边：FU=FL。（b）横放的一边：FU=2FL。三相导体短路的电动力最大值：三相短路时：两相短路时：综上所述，支持于绝缘子上的硬导体（可当作两端固定的弹性梁）其一阶固有振动频率为：式中，Nf频率系数，查表2-4可得。L绝缘子跨距。E导体材料的弹性模量，铜为11.2810Pa，铝710Pa。J导体截面对垂直于弯曲方向的轴的截面二次矩（惯性矩），查表2-5。m导体单位长度的质量。动态过程的最大电动力：动态应力系数，与f1有关。（1）f1较低或较高时，=1。（2）30 f1rcr时，为周期性。以上分析可得：理想的弧隙电压恢复过程只取决于电路参数，触头两端的并联电阻r可以改变恢复电压的特性，即影响恢复电压的幅值和恢复速度。三相交流电路不同短路形式的工频恢复电压：（1）开断单相短路工频恢复电压最大值：（电源相电压最大值）（2）开断中性点不直接接地系统的三相（接地/不接地）短路&中性点直接接地的三相不接地短路开断相断口上的工频恢复电压有效值：另外两相断口上的工频恢复电压有效值：Uph：相电压。（3）开断中性点直接接地系统的三相接地短路（4）开断中性点不直接接地系统的两相（接地/不接地）短路&中性点直接接地的两相不接地短路工频恢复电压有效值：1.3 Uph（5）开断中性点直接接地的两相接地短路工频恢复电压有效值：0.866Uph总结计算方法：（a）工频恢复电压有效值：按以上方法确定。（b）工频恢复电压最大值=2工频恢复电压有效值（c）恢复电压最大值=Km工频恢复电压最大值110kV以下等级，中性点不直接接地的原因：（1）中性点直接接地时过电压小，适合高等级电压使用。（2）中性点不直接接地时短路电流小。第九节 熄灭交流电弧的基本方法熄灭交流电弧的基本方法：采用介质灭弧常用介质：变压器油、压缩空气、SF6气体、真空。利用气体或油吹弧。吹弧方式：纵吹：吹动方向