《電氣設(shè)備選擇》ppt課件2

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1、9.1電氣設(shè)備選擇的一般條件19.2高壓開(kāi)關(guān)電器的選擇29.3互感器的選擇39.4支柱絕緣子和穿墻套管的選擇49.5母線和電纜的選擇59電氣設(shè)備選擇目錄1【知識(shí)目標(biāo)】1．了解電器和載流導(dǎo)體的發(fā)熱及動(dòng)力效應(yīng)的計(jì)算；2．掌握電氣設(shè)備的一般選擇條件和具體設(shè)備選擇校驗(yàn)的主要內(nèi)容；3．掌握主要設(shè)備的選擇條件、方法和技巧?！灸芰δ繕?biāo)】1．能夠計(jì)算短時(shí)發(fā)熱；2．能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)中的設(shè)備進(jìn)行選擇和校驗(yàn)。9電氣設(shè)備選擇2正確地選擇電氣設(shè)備是保證電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件之一。在進(jìn)行電器的選擇時(shí)，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，在保證

2、安全、可靠的前提下積極穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，合理選擇電氣設(shè)備。由于各種電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的用途與工作條件不完全相同，因此它們各自的選擇條件與方法也不完全相同，但是對(duì)它們?cè)谡９ぷ髦械目煽啃耘c短路時(shí)的穩(wěn)定性等基本要求是一致的，故選擇電氣設(shè)備的一般條件相同。9電氣設(shè)備選擇39.1電氣設(shè)備選擇的一般條件9.1電氣設(shè)備選擇的一般條件49.1.1.1短路電流的熱效應(yīng)電器和載流導(dǎo)體中通過(guò)電流時(shí)，由于電器和載流導(dǎo)體存在著電阻，將會(huì)產(chǎn)生電阻損耗，將部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，使電器和載流導(dǎo)體的溫度升高，這就是電流的熱

3、效應(yīng)。9.1.1電氣設(shè)備的長(zhǎng)期與短時(shí)發(fā)熱9.1電氣設(shè)備選擇的一般條件5可用焦耳-楞次定律來(lái)計(jì)算其發(fā)熱量：式中I——通過(guò)的電流，A；t——電流作用的時(shí)間，s；R——交流電阻，如果為直流電路，則為直流電阻Rdc；Kf——集膚系數(shù)，其大小與電流的頻率、導(dǎo)體的形狀和尺寸有關(guān)，在大截面母線中，其影響往往不可忽略，而對(duì)于絞線和空心導(dǎo)線，通常都可以認(rèn)為Kf=1。（J）(Ω)（9.1）9.1電氣設(shè)備選擇的一般條件6這些熱能中的一部分使導(dǎo)體本身發(fā)熱，溫度升高，當(dāng)溫度升高超過(guò)一定值后，將損壞電氣設(shè)備；另一部分熱能因溫差存在傳

4、導(dǎo)，以輻射或?qū)α鞣绞缴⑹У街車(chē)橘|(zhì)中去。電器和載流導(dǎo)體過(guò)度發(fā)熱將會(huì)產(chǎn)生以下影響：（1）金屬材料的機(jī)械強(qiáng)度下降。當(dāng)電氣設(shè)備使用溫度超過(guò)規(guī)定允許值后，金屬材料由于退火，機(jī)械強(qiáng)度將明顯降低。9.1電氣設(shè)備選擇的一般條件7（2）導(dǎo)體接觸部分的接觸電阻增加。在導(dǎo)體的接觸連接處，當(dāng)溫度超過(guò)一定值時(shí)，接觸部分連接表面會(huì)強(qiáng)烈氧化，產(chǎn)生電阻率很高的氧化層（銀的氧化層電阻不大），使接觸電阻增加，引起接觸部分溫度繼續(xù)升高，并將會(huì)產(chǎn)生惡性循環(huán)，可能導(dǎo)致接觸處松動(dòng)或燒熔。（3）絕緣材料的絕緣性能降低。有機(jī)絕緣材料長(zhǎng)期受到高溫作用將

5、逐漸變脆和老化，以致失去彈性和降低絕緣性能，使壽命大為縮短。9.1電氣設(shè)備選擇的一般條件8電器和載流導(dǎo)體主要有兩種發(fā)熱情況，即正常工作情況下的持續(xù)發(fā)熱和故障情況下的短時(shí)發(fā)熱。這兩種發(fā)熱過(guò)程是不相同的，因此對(duì)電器和載流導(dǎo)體有不同影響，在這兩種情況下的發(fā)熱也就有不同的標(biāo)準(zhǔn)。為了安全運(yùn)行，必須對(duì)電器和載流導(dǎo)體在正常和故障情況下的發(fā)熱進(jìn)行計(jì)算，并保證不超過(guò)相應(yīng)的最高允許值。9.1電氣設(shè)備選擇的一般條件9根據(jù)有關(guān)規(guī)定：導(dǎo)體的正常最高允許溫度一般不得超過(guò)70℃；在計(jì)及太陽(yáng)輻射（日照）的影響時(shí)，鋼芯鋁絞線及管形導(dǎo)體可按

6、不超過(guò)80℃來(lái)考慮；當(dāng)導(dǎo)體接觸處有鍍錫的可靠覆蓋層時(shí)，允許提高到85℃，當(dāng)有銀的覆蓋層時(shí)，可提高到95℃。導(dǎo)體通過(guò)短路電流時(shí)，短路的最高允許溫度可高于正常最高允許溫度，對(duì)硬鋁及鋁錳合金可取200℃，硬銅可取300℃。9.1電氣設(shè)備選擇的一般條件109.1.1.2導(dǎo)體發(fā)熱的計(jì)算（1）正常情況下持續(xù)發(fā)熱的計(jì)算根據(jù)能量守恒定律，正常運(yùn)行時(shí)電能損耗產(chǎn)生的熱量等于導(dǎo)體本身吸收的熱量加上導(dǎo)體散發(fā)的熱量。對(duì)于均勻?qū)w，其持續(xù)發(fā)熱的熱平衡方程式是：式中I——通過(guò)導(dǎo)體的電流，A；R——已考慮了集膚系數(shù)的導(dǎo)體交流電阻，Ω；q

7、——散熱系數(shù)，W/(m2·℃);（9.2）9.1電氣設(shè)備選擇的一般條件11M——導(dǎo)體散熱表面積，m2；θ——導(dǎo)體溫度，℃；θj——周?chē)橘|(zhì)溫度，℃；m——導(dǎo)體質(zhì)量，kg；c——導(dǎo)體比熱容，W·s/(kg·℃)。當(dāng)發(fā)熱和散熱達(dá)到平衡時(shí)，導(dǎo)體穩(wěn)定于工作溫度θg，此時(shí)有：（9.3）9.1電氣設(shè)備選擇的一般條件12在規(guī)定散熱條件下，當(dāng)周?chē)橘|(zhì)溫度為額定值θ0e（我國(guó)現(xiàn)規(guī)定空氣溫度30℃、土壤溫度25℃為載流導(dǎo)體的額定介質(zhì)溫度）時(shí)，使導(dǎo)體工作溫度穩(wěn)定于長(zhǎng)期發(fā)熱允許溫度θe的工作電流即為額定電流Ie,此時(shí)有：（9.4

8、）9.1電氣設(shè)備選擇的一般條件13實(shí)際上，對(duì)于一定的載流導(dǎo)體，式（9.3）中Ie、θe、θ0e等都是已知量，故工程中的發(fā)熱計(jì)算通常集中為以下兩個(gè)問(wèn)題：①已知周?chē)橘|(zhì)溫度θ0和工作電流Ig，求導(dǎo)體工作溫度θg；②當(dāng)周?chē)橘|(zhì)溫度θ0不等于額定介質(zhì)溫度θ0e時(shí)，求導(dǎo)體允許的工作電流Iy,即修正額定電流。9.1電氣設(shè)備選擇的一般條件14用式（9.3）除以式（9.4）得：在式（9.5）中，若周?chē)橘|(zhì)溫度θ0不等于額定值θ0e，則導(dǎo)體允許