[工学]3 第三章 常用计算的基本理论和方法.ppt

第三章 常用计算的基本理论和方法 问题： 电力系统对电气设备的基本要求 一、导体载流量和运行温度计算 1、最高允许温度 最高允许温度 2、导体的长期发热 导体长期发热的特点 3、提高导体载流量的措施 关于集肤效应系数 常用硬导体长期允许载流量和集肤效应系数 4、大电流导体附近钢构的发热 分相封闭母线的特点 问题： 二、载流导体的短时发热计算 1、短时发热的特点 2、导体短时发热的最高发热温度 3、短路电流热效应的计算（实用计算法） 3、短路电流热效应的计算（等值时间法） 三、载流导体短路电动力计算 关于形状系数 2、三相导体短路的电动力 3、两相短路电动力 4、最大短路电动力 5、导体振动的动态应力 四、电气设备及主接线的可靠性分析 电气主接线可靠性计算 五、技术经济分析 方案的经济比较项目 方案的经济比较项目 双绕组变压器年电能损耗的计算 小结 （N） 三相导体最大短路电动力出现在三相短路故障后的0.01s，作用在中间B相， β 与导体的固有振动频率有关，见图3-23 动态应力系数 凡是连接发电机、主变压器以及配电装置中的导体均应考虑共振的影响 导体发生振动时，内部产生动态应力： 早期故障期 偶发故障期 耗损故障期 可靠度函数 故障密度函数 故障率 串联系统 串联系统的寿命比最差元件寿命还短 延长最差元件的寿命是首要任务 并联系统 并联系统的寿命比单个元件的寿命长 增加并联元件的个数能够增加系统的寿命，但是随着并联元件个数的增加，系统寿命增加的程度变小 技术经济分析的基本原则 多方案比较的原则 可比性原则：满足需要、价格指标、 时间、消耗费用 国民经济效益原则 企业经济效益原则 不确定性分析原则 综合评价原则 方案比较：用于多方案筛选，排列出不同方案经济上的优劣次序。可仅计算比较方案的不同部分，即各方案的部分费用。 常用方法：最小费用法、净现值法、内部收益率法、抵偿年限法 抵偿年限法 抵偿年限低于电力工业基准回收年限的方案为经济上优越方案 1）综合总投资 包括：变压器综合投资、开关设备、配电装置综合投资、不可预见的附加投资等。 *North China Electric Power University North China Electric Power University 主讲人：齐郑 qizheng319@126.com 载流导体发热的危害？ 三相平行导体何时受最大电动力的作用？ 导体长期允许电流是怎样确定的？ 大电流导体为何常采用分相封闭母线？ 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。 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 机械强度下降 接触电阻增加 绝缘性能下降 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、介质绝缘强度 200℃（硬铝及铝锰合金） 300℃（硬铜） 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 ℃ ------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 导体的发热和散热 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 I---流过导体的电流（A） R---导体的电阻（Ω） m---导体的质量（kg） c---导体的比热容[J/(kg. ℃)] αW---导体总的换热系数[W/(m2.℃)] F---导体的换热面积（ m2 /m) θ0 ---周围空气的温度（ ℃） θW ---导体的温度（ ℃） Kf----集肤系数 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（3～4）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