用算的基本理论和方法.pptVIP

* * * 第二章 常用计算的基本理论和方法 电气设备有电流通过时将产生损耗。 发电厂电气部分 第三章 常用计算的基本理论和方法 3-1 导体载流量和运行温度计算 一、概述 发热对电气设备的影响 (1)使绝缘材料的绝缘性能降低; (2)使金属材料的机械强度下降; (3)使导体接触部分的接触电阻增加。 导体通过短路电流时，最高允许温度可高于正常最高允许温度，对硬铝及铝锰合金取200 ℃ ，硬铜取300 ℃ 。 载流导体的电阻损耗； 载流导体周围金属构件处于交变磁场中所产生的磁滞和涡流损耗； 绝缘材料内部的介质损耗。 损耗都将转变成热量使电气设备的温度升高。 长期发热:由正常工作电流产生的； 短时发热:由故障时的短路电流产生的。 最高允许温度 导体正常最高允许温度一般不超过+70℃; 在计及太阳辐射影响时,钢芯铝绞线及管形导体,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,允许提高到+85 ℃ ,当有银的覆盖层时，可提高到95 ℃ 。 二、导体的发热和散热 1、导体电阻损耗的热量QR 导体的交流电阻Rac 0.00410 0.00420 0.00420 0.00433 0.00433 0.00625 0.027~0.029 0.03790 0.04580 0.01748 0.01790 0.1500 纯铝 铝锰合金 铝镁合金 软棒铜 硬棒铜 钢 电阻温度系数 电阻率 材料名称 电阻率及电阻温度系数 2、导体吸收太阳辐射的热量Qt 3、导体对流散热量Ql 发电厂电气部分 第三章 常用计算的基本理论和方法 (1)自然对流散热 屋内自然通风或屋外风速小于0.2m/s 单位长度导体散热面积与导体尺寸、布置方式等有关。 单条导体对流散热面积 三条导体对流散热面积 二条导体对流散热面积 发电厂电气部分 第三章 常用计算的基本理论和方法 (2)强迫对流散热 强迫对流散热系数 空气导热系数,当气温为20 ℃时 空气运动黏度系数，当空气温度为20 ℃时 如风向与导体不垂直,二者之间有一夹角φ ，则修正系数 强迫对流散热量 发电厂电气部分 第三章 常用计算的基本理论和方法 4、导体辐射散热量Qf 0.80~0.95 0.92~0.96 0.821 0.91 白漆 各种不同颜色油质涂料 有光泽的黑色虫漆 无光泽的黑色虫漆 0.039~0.057 0.055 0.018~0.023 0.0875 0.96~0.98 表面磨光的铝 表面不光滑的铝 精密磨光电解铜 有光泽的黑漆 无光泽的黑漆 辐射系数 材 料 辐射系数 材 料 导体材料的辐射系数 发电厂电气部分 第三章 常用计算的基本理论和方法 三、导体载流量的计算 1、导体的温升过程 热量平衡方程 发电厂电气部分 第三章 常用计算的基本理论和方法 2、导体的载流量 导体长期通过电流时，稳定温升 为提高导体载流量，宜采用电阻率小的材料。 导体形状，在同样截面积条件下，圆形导体的表面积较小，而矩形、槽形的表面积则较大。 导体布置应采取散热效果最佳的方式，而矩形截面导体竖放的散热效果比平放的要好。 裸导体按周围环境温度为+25℃，允许最高温度为+70℃ 电气设备按环境温度为+40℃，允许最高温度为+75℃ ?导体稳定温度计算 ?周围环境温度与标准条件不同时，导体载流量的修正 发电厂电气部分 第三章 常用计算的基本理论和方法 [例3-1] 屋内配电装置中装有100mm×8mm的矩形导体。导体正常运行温度为70 ℃ ，周围空气温度为25 ℃ ，计算导体的载流量。 解 (1)求交流电阻 (2)求对流散热量 (4)导体的载流量 (3)求辐射散热量 发电厂电气部分 第三章 常用计算的基本理论和方法 四、大电流导体附近钢构的发热 减少钢构损耗和发热措施 ?加大钢构和导体之间的距离，使磁场强度减弱； ?断开钢构回路,并加上绝缘垫,消除环流； ?采用电磁屏蔽； 在磁场强度最大的部位套上短路环，利用短路环中感应电流的去磁作用以降低导体的磁场； 在导体与钢构间安置屏蔽栅，栅中电流可使磁场削弱。 ?采用分相封闭母线。每相母线分别用铝质外壳包住，外壳上的涡流和环流能起双重屏蔽作用。 随着发电机组容量的加大，导体电流也相应增大，导体周围出现强大的交变电磁场，使其附近钢构中产生很大的磁滞和涡流损耗，钢构因此而发热。钢构温度升高后，可能使材料产生热应力而引起变形,或使接触连接损坏。混凝土中