[工学]发电厂3章-常用计算.ppt

本章主要内容 载流导体长期发热的特点, 导体长期允许载流量的计算方法及提高导体载流量的措施 载流导体短时发热的特点, 导体短时最高发热温度的计算方法、短路电流热效应的计算方法、热稳定的概念 三相导体短路电动力的计算方法和特点、动稳定的概念 可靠性分析和技术经济分析 一、概述 1.发热的原因： 电阻损耗 导体内部 磁滞和涡流损耗 导体周围的金属构件 介质损耗 绝缘材料内部 3.最高允许温度 正常最高允许工作温度： 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） --主要决定于系统接触电阻的大小 短时最高允许温度： 200℃（硬铝及铝锰合金） 300℃（硬铜） --主要决定于短时发热过程中导体机械强度的大小、介质绝缘强度的大小 二、导体的发热和散热 1. 导体电阻损耗的热量QR 2. 导体吸收太阳辐射的热量Qt 3. 导体对流散热量Ql 4. 导体辐射散热量Qf 导体长期发热的特点 2. 导体的载流量 提高导体载流量的措施 目的：确定导体的最高温度（不应超过规定的导体短时发热温度。当满足这个条件，认为导体在短路时具有热稳定性） 一、导体短路时发热过程 导体短时发热最高温度的计算 假设： 已知短路电流热效应Qk 则： 1）由导体初始温度θw查出Aw； 2）求出Ah； 3）由Ah查出最高温度θh 二、短路电流热效应Qk的计算 短路时，导体温度高，还受到电动力作用，当导体和电气设备机械强度不够时，将会变形或损坏。 必须研究短路电流产生电动力的大小和特征，以便选用适当强度的导体和电气设备，保证足够的动稳定，必要时采取限制短路电流的措施。 一、计算电动力的方法 1、毕奥－沙瓦定律法 2. 两条平行导体间的电动力计算 考虑截面因素时两载流导体间的电动力 二、三相导体短路时的电动力 三相短路时 2. 最大电动力： FA的最大值出现在固定分量和非周期分量之和为最大的瞬间； FB的最大值出现在非周期分量为最大的瞬间。 两相短路电动力 最大短路电动力 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 3. 导体振动时动态应力 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： 一、基本概念 二、可靠性的主要指标 三、电气主接线的可靠性计算 一、技术经济分析的内容 三、常用的技术经济分析方法 四、方案的经济比较项目 主要包括变压器、开关设备、配电装置综合投资以及不可预见的附加投资等。只需计算方案不同部分的投资。 主要包括一年中变压器的电能损耗及检修、维护、折旧费等。 年电能损耗的计算 （1）双绕组变压器。n台同类型同容量双绕组变压器并联运行。 当 （4）平均无故障工作时间TU ：不可修复元件的平均无故障工作时间（Mean time to failure）简记MTTF，是元件寿命时间随机变量的数学期望。 1. 不可修复元件的可靠性指标 呈指数分布，且故障率λ(t)＝λ为常数时 2. 可修复元件的可靠性指标 故障密度f(t)是指元件在[t,t+△t]期间发生第一次故障的概率 （1）可靠度R(t) ：是指元件在起始时刻正常运行条件下，在时间区间[0，t]不发生故障的概率，对可修复元件主要集中在从起始时刻到首次故障的时间。 （2）不可靠度F(t) ：又称失效度，是指元件在起始时刻完好条件下，在时间区间[0，t]发生首次故障的概率。 平均故障率λ为 （3）故障率λ(t) ：是元件从起始时刻直至时刻t完好条件下，在t时刻以后单位时间里发生故障的次数。 2. 可修复元件的可靠性指标 在设备正常寿命期内，λ和μ都是常数，可通过对同类型设备长期运行的观察、记录，运用数理统计的方法得到。 （4）修复率μ(t) ：表示在现有检修能力和维修组织安排的条件下，平均单位时间内能修复设备的台数。 平均停运时间常以每次故障的平均小时数表示，即 （5）平均修复时间TD ：平均修复时间（Mean time to repair）简记MTTR，又称平均停运时间，为设备每次连续检修所用时间的平均值，是元件连续停运时间随机变量的数学期望。 2. 可修复元件的可靠性指标 当修复率μ为常数，修复时间TD服从指数分布时，有 （6）平均运行周期TS ： 可用度与可靠度的区别 （7）可用度A ：又称可用率、有效度。是指稳态下元件或系统处于正常运行状态的概率。 2. 可修复元件的可靠性指标 对于可修复元件A(t) ≥R(t);对于不可修复元件A(t) ＝R(t)。 强迫停运率FOR为 2. 可修复元件的可靠性指标 （9）故障频率f ：表示设备在长期运行条件下，每年平均故障