中压电气设备选择.pptVIP

第7章 中高压系统主要配电设备及选择 ;本章所涉及的电器，主要有开关电器、保护电器、测量电器等，还包括由它们组合起来的组合电器，但不包括变压器和线缆。除发电机、变压器、电缆和用电设备以外的电气设备大多可归为配电设备。 本章配电设备以中压为主，兼顾110kV及以下高压设备。中压设备中，又以10kV设备为主要论述对象。;7.1 短路电流的效应; 三相导体不是布置在一个平面上，而是等腰或直角三角形布置等情况，计算方法可查阅相关的设计手册等资料，此处不再赘述。;7.1.2短路电流热效应 短路电流在故障元件上产生的温升，叫做短路电流的热效应。高温是元件产生热损坏的最主要因素。 1、导体温升过程及短路热稳定热力学判断 讨论：导体未通电→通电正常工作→短路发生→短路电流被切断，这几种情况下导体的发热与温升情况。短路温??=短路温升＋初始温度。 辩异：发热与温升。发热是温升的动力，但温升还受散热的影响。; 1）未通电时。; 3）短路发生后，导体温度急剧上升，至短路被切除时，导体温度达到最高值θk，即：;辩异：θN·max与θk·max。 都是“最高允许温度”，前者是“长期工作”，后者是“短路瞬时”，有何区别？ θN·max—取决于设计寿命。对绝缘导体，取决于绝缘的长期温度承受能力；对裸导体，取决于接头氧化和（或）机械参数（如弧垂等）。 θk·max—取决于是否发生瞬间不可逆损坏。对绝缘导体，取决于绝缘的极限温度承受能力；对裸导体，取决于接头极限温度承受能力和（或）是否因高温产生机械破坏。 常见导体的θN·max和θk·max见表。;长期允许工作温度和短路最高允许温度举例;工作正常 短路热稳定; 2、导体短路最高温度θk计算 1）计算条件与特点。θk是导体受到的短路能量热冲击的表征参量，是一个热力学参数，按热力学方法计算。计算的一些假定和依据如下。 （1）绝热过程假设，短路电流发热全部用于导体温升，这是一个偏于保守的假设。 绝热过程假设对短路持续时间较长的短路计算误差较大，但结果偏于保守，后果可能导致浪费，但不至于出现实际温度高于计算温度的情况。; （3）导体为长度l的棒形，底面积S，密度ρm，质量m为：; 2）热力学过程分析。; 对上式两边积分，有：;于是：; 2、短路热脉冲与假想时间 1）短路热脉冲 热平衡方程已经将求温度θk的问题转化成了求短路电流积分的问题。定义这个积分为热脉冲Q，即：; 2）假想时间。假设短路全电流有效值Ik(t)一直等于稳态短路电流，要产生与实际短路热脉冲相等的热脉冲所需要的时间，叫做假想时间，记作tim。即; 3）远端短路假想时间计算 远端短路电流由幅值恒定的周期分量和衰减的非周期分量组成（近端短路还要加上一个衰减的周期分量），根据谐波理论，短路电流有效值为各次谐波的方均根，即; （1）tim·AC 计算。由于远端短路IAC(t)= Ik ，故;于是有;用假想时间计算导体短路最高温度θk 。根据公式：; 4）短路电流持续时间tk计算 tk=top+tQA 式中 tk—短路电流持续时间； top—保护动作时间； tQA—断路器额定开断时间，含固有分闸时间和燃弧持续时间。 保护动作时间为保护装置起动机构、执行机构和延时机构动作时间总和。前两者总计一般为0.02~0.05s，近似计算时可忽略不计。;7.2 电气设备选择的一般性问题 ;7.2.2 按正常工作条件选择设备参数 1、额定电压和最高电压选择; IC·max不仅要考虑正常运行，还要考虑故障切换等原因导致的负荷转移等情况，取各种运行方式下的最大者。 Ir要考虑环境温度的影响。;7.2.3 按环境条件选择设备类型并校验设备参数 环境条件分自然环境条件（如正常、湿热、沙尘、高海拔等）和应用环境条件（如户内、户外、火灾危险性等）。现应用环境条件引用IEC标准，增加了人员和建筑结构、材料等条件，连同自然环境条件统称外部条件，主要是增加了人员安全的考虑。