[工学]电气主系统第五章发热电动力.ppt

二、三相导体短路的电动力 1. 三相短路电动力的计算 不计短路电流周期分量的衰减时的三相短路电流为 其中， ——A相短路电流的初相角； ——非周期分量衰减时间常数（s）。 ? 布置在同一平面的三相导体的短路电动力的计算: 利用两平行导体的电动力计算公式与力的合成。 ? 布置在同一平面的导体三相短路时，外边相（A相或C相）受力情况一样，故只需分析中间相（B相）和外边相（A相或C相）两种情况。 ? 在假定电流正方向下，由两平行导体间的电动力计算公式可得作用在中间相（B相）的电动力为： 将式（5-23）中的三相短路电流代入式（5-24），经三角公式进行变换，得 ? 在假定电流正方向下，由两平行导体间的电动力计算公式可得作用在外边相（A相或C相）的电动力为 将式（5-23）中的三相短路电流代入式（5-26），经三角公式进行变换，得 ? 三相短路时， FB有三个分量组成，如图5-10所示， 即: 1) 按Ta /2衰减的非周期分量； 2) 按Ta衰减的工频分量； 3) 不衰减的两倍工频分量。 ? FA有四个分量组成，多了一个固定分量。 将临界初相角 =75°， 　　　　　代入式（5-25），得 　　　　　　　　　 临界初相角 为75°，165°，255°和345°等时。 2．三相系统电动力的最大值 （1）三相短路的最大电动力 三相短路的电动力能否达到最大值，与短路发生瞬间的短路电流初相角有关，使电动力为最大的短路电流初相角称为临界初相角。 ? 在短路发生瞬间， FB中的非周期分量为最大时， FB才会出现最大值 。此时 即 ，n为正整数 ? 在短路发生瞬间， FA中的固定分量与非周期分量之和为最大时， FA才会出现最大值 。此时 即 临界初相角 为75°和255°等时。 将临界初相角 =75°， 　　　　　代入式（5-27），得 　　　　　　　　　 ? 三相短路的最大电动力 　　满足临界初相角条件的电动力，在t=0.01s时刻，衰减的工频分量和两倍工频分量出现最大值，且都与非周期分量同方向， FB和FA出现最大值。 ，n为正整数 将t=0.01s和Im = ish /1.82代入，得 B相最大电动力： A相最大电动力： 可见，三相短路时，中间相所受电动力最大。 （2）三相短路最大电动力与两相短路电动力的比较 由于 ，故两相短路时的冲击电流为 ，由两平行导体电动力计算公式可得 * 发电厂电气主系统 5-* ■ 第五章 导体的发热与电动力 第一节 概 述 第二节 导体发热和散热的计算 第三节 导体的长期发热与载流量 第四节 导体的短时发热 第五节 导体短路的电动力 第六节 大电流封闭母线的发热和电动力 本章计划学时:6 ~ 8学时 第一节 概 述 1）当电流通过导体时，在导体电阻中所产生的电阻损耗。 2）绝缘材料在电压作用下所产生的介质损耗。 3）导体周围的金属构件，特别是铁磁物质，在电磁场作用 下，产生的涡流和磁滞损耗。 3. 发热对导体和电器的不良影响 ? 长期发热：导体和电器中长期通过正常工作电流所引起的发热。 ? 短时发热：由短路电流通过导体和电器时引起的发热。 2. 发热的分类 （1）机械强度下降 高温会使金属材料退火软化，机械强度下降。 1. 引起导体和电器发热的原因 （2）接触电阻增加 高温将造成导体接触连接处表面氧化，使接触电阻增加，温度进一步升高，产生恶性循环，可能导致连接处松动或烧熔。 （3）绝缘性能降低 有机绝缘材料（如电缆纸、橡胶等）长期受高温的作用，将逐渐变脆和老化，使用年限缩短，甚至碳化而烧坏。 4. 为了保证导体在长期发热和短时发热作用下能可靠、安全地工作，应使其发热的最高温度不超过导体的长期发热和短时发热最高允许温度。 ? 导体的长期发热最高允许温度不应超过+70℃，在计及日照影响时，钢心铝线及管形导体可按不超过+80℃考虑。当导体接触面处有镀（搪）锡的可靠覆盖层时，可提高到+85℃。 ? 导体的短时最高允许温度，对硬铝及铝锰合金可取+200℃，硬铜可取+300℃。 ? 影响长期发热最高允许温度的因素主要是保证导体接触部分可靠地工作。 ? 影响短时发热最高允许温度的因素主要是机械强度和带绝缘导体的绝缘耐热度（如电缆），机械强度的下降还与发热持续时间有关，发热时间越短，引起机械强度下降的温度就越高，故短时发热最高允许温度远高于长期发热最高允许温度。 5. 发生短路故障时，除了引起发热外，还会产生很大的电动力，造成导体变形或损坏。 第二节 导体发热和散热的计算 一、导体发热的计算