华电发电厂电气部分第3讲.ppt

发电厂电气部分（32学时）,第三讲主讲：刘君E-mail:liujunlishuTel:80798481,提问：,说出图中各设备的名称及其功能,电力系统对电气设备的基本要求,绝缘安全可靠，能够承受工频最高工作电压的长期作用、内外过电压的短时作用；有一定的过载能力；正常发热不超过正常发热的允许温度；有足够的热稳定性和动稳定性；工作性能可靠，结构简单，成本低。,导线,架空线,LGJ-185/30的规格及长期允许载流量,第三章常用计算的基本理论和方法(1),基本要求：1、导体的最高允许发热温度2、导体长期发热的特点3、导体载流量的计算及提高载流量的措施4、减少大电流导体附近钢构发热的措施5、导体短路时发热的特点6、导体短路电流热效应的计算,一、导体载流量和运行温度计算,机械强度下降接触电阻增加绝缘性能下降,热能,电阻损耗介质损耗磁滞和涡流损耗,发热对电气设备的危害,长期发热短时发热,1、最高允许温度,正常最高允许工作温度：-主要决定于系统接触电阻的大小70（一般裸导体）80（计及日照时的钢芯铝绞线、管形导体）85（接触面有镀锡的可靠覆盖层）短时最高允许温度：-主要决定于导体机械强度的大小、介质绝缘强度的大小200（硬铝及铝锰合金）300（硬铜）,最高允许温度,钢构发热的最高允许温度：70（人可触及的钢构）100（人不可触及的钢构）80（混凝土中的钢筋）封闭母线最高允许温度：导体：90外壳：70,2、导体的长期发热,导体的发热和散热,-指导体通过工作电流时的发热过程,电阻损耗热量,吸收太阳日照的热量,导体升温吸收的热量,对流散热量,辐射散热量,I-流过导体的电流（A）R-导体的电阻（）m-导体的质量（kg）c-导体的比热容J/(kg.)W-导体总的换热系数W/(m2.)F-导体的换热面积（m2/m)0-周围空气的温度（）W-导体的温度（）Kf-集肤系数,稳定温升,导体发热时间常数,设：,初始温升-,对应于时间t的温升-,若,导体长期发热的特点,3）导体达到稳定发热状态后，由电阻损耗产生的热量全部以对流和辐射的形式散失掉，导体的温升趋于稳定，且稳定温升与导体的初始温度无关。,导体温升变化曲线,1）导体通过电流I后，温度开始升高，经过（34）倍Tt(时间常数)，导体达到稳定发热状态；,2）导体升温过程的快慢取决于导体的发热时间常数，即与导体的吸热能力成正比，与导体的散热能力成反比，而与通过的电流大小无关；,3、提高导体载流量的措施,1)减小交流电阻采用电阻率小的材料如铜、铝增大导体的截面减小接触电阻：接触表面镀锡、镀银等2)增大复合散热系数改变导体的布置方式,涂漆3)增大散热面积,集肤效应系数-与电流的频率、导体的形状和尺寸有关,矩形导体的集肤效应系数,圆柱及圆管导体的集肤效应系数,常用硬导体长期允许载流量和集肤效应系数,见343页附表1344页附表2附表3,4、大电流导体附近钢构的发热,原因磁滞和涡流损耗减少钢构损耗和发热的措施1）加大导体和钢构间的距离；2）断开闭合回路；3）采用电磁屏蔽；4）采用分相封闭母线。,分相封闭母线的特点,优点：1）运行可靠性高；2）短路时母线相间短路电动力大大降低；3）改善母线附近钢构的发热；4）安装和维护的工作量减少。缺点：1）母线散热条件差；2）外壳上产生损耗；3）金属耗量增加。,问题：,1、截面积相同的情况下，矩形和圆形导体哪一个散热表面积大？从散热的角度看35KV以下的配电装置应采用哪种截面的导体？2、集肤效应系数与哪些因素有关？导体截面增大集肤系数如何变化？对交流电阻有何影响？3、短路时为何全连式分相封闭母线的相间电动力降低了？,二、载流导体的短时发热计算,目的：确定导体的最高温度,-指短路开始到短路切除为止很短一段时间内导体的发热过程。,短路时间,保护动作时间,断路器的全开断时间,燃弧时间,断路器固有分闸时间,1、短时发热的特点,短时均匀导体的发热过程,是绝热的过程导体温度变化很大，电阻和比热容随温度而变化。,短时最高发热温度h为短路电流切除时刻tk对应的导体温度,根据热平衡方程:,定义：,短路电流热效应,2、导体短时发热的最高发热温度,假设：已知短路电流热效应Qk则：1）由导体初始温度w查出Aw；2）求出Ah3)查出h,3、短路电流热效应的计算（实用计算法）,周期分量的热效应,非周期分量的热效应,当短路电流切除时间超过1秒时，可忽略非周期分量的影响,非周期分量等效时间见第三版教材73页表3-3,注意,3、短路电流热效应的计算（等值时间法）,tk,teq,周期分量等值时间,非周期分量等值时间,短路电流发热等值时间,说明：该曲线是根据50MW以下、装有自动电压调节器的汽轮发电机和水轮发电机短路电流周期分量衰减曲线的平均值制作。,等值时间法中周期分量等值时间tp非周期分量等值时间tnp的计算,作业