第十一章电气设备选择及短路电流限制(1)

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 第十一章电气设备选择及短路电流限制(1) 第十一章电气设备选择及短路电流限制教学目的及要求 1. 掌握短路电流电动力效应和短路电流的热效应 2. 掌握电气设备的一般选择条件 1. 了解成套配电装置特点。

本章重点 1．配电装置的分类和要求； 2. 屋内外配电的特点、类型和布置要求。

本章难点 1. 配电装置的分类和要求 2. 屋内外配电的特点、类型和布置要求教学内容第一节短路电流的效应一、短路电流电动力效应 1. 电动力: 载流导体在相邻载流导体产生的磁场中所受的电磁力。

2. 电动力的危害: 引起载流导体变形、绝缘子损坏，甚至于会造成新的短路故障。

3. 两平行导体间最大的电动力: 电动力的方向：

同吸；反斥。

4. 两相短路时平行导体间的最大电动力

5. 三相短路时平行导体之间的最大电动力边缘相 U 相与中间相 V 相导体所承受的最大电动力、分别为：

发生三相短路后，母线为三相水平布置时中间相导体所承受的电动力最大。

6. 短路电流电动力效验电力系统中同一地点发生不同种类的短路时，导体所承受三相短路时的最大电动721102=aLi

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ifKF( )2( )2k72102=aLiF( )3U( )3k721061. 1=aLiF( )3V( )3k721073. 1=aLiF15. 1/) 2 () 3 (=FF力比两相短路时的最大电动力大 15％。

因此，在校验导体的最大电动力时，按三相短路的最严重情况考虑。

二、短路电流的热效应 1. 电气设备发热的原因电气设备在工作中，由于自身的有功功率损耗，引起电气设备的发热。

包括电阻损耗、介质损耗 2. 导体发热种类长期发热：

正常工作电流在较长时间内所引起的发热。

短路时发热：

短路电流在极短的时间内所引起的发热。

3. 电气设备温度升高的影响设备的绝缘：

温度愈高绝缘的老化速度愈快。

接触电阻值：

增大，功率损耗加大，温度再升高，恶性循环。

机械强度：

显著降低，影响电器的安全运行。

4. 载流导体和电器发热的允许温度为了限制电气设备因发热而产生不利影响，保证电气设备的正确使用，国家规定了载流导体和电器长期发热和短路时发热的允许温度。

5. 导体温度的变化特点 k AB 段：

工作电流所产生的热量引起导体温度的变化； BC 段：

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 短路时导体温度变化； C 点后的虚线：

短路电流被切除之后，导体温度会逐渐地降至周围环境温度。

6. 短路时最高发热温度计算 CBAO01t1t2t3t计算导体短路时的最高温度的步骤：

(1) 根据运行温度从曲线中查出之值； iiAQ(2) 将与之值代入公式，计算出：

k (3) 根据，从曲线中查出之值。

k A7. 短路电流的热效应计算工程中短路电流的热效应通常采用近似数值积分法计算。

周期分量热效应：

非周期分量热效应：

第二节电气设备的一般选择条件电气设备选择是发电厂和变电所设计的主要内容之一，在选择时应根据实际工作特点，按照有关设计规范的规定，在保证供配电安全可靠的前提下，力争做到技术先进，经济合理。

为了保障高压电气设备的可靠运行，高压电气设备选择与校验的一般条件有：

（1）按正常工作条件包括电压、电流、频率、开断电流等选择；（2）按短路条件包括动稳定、热稳定校验；（3）按环境工作条件如温度、湿度、海拔等选择。

一、额定电压和最高工作电压高压电气设备所在电网的运行

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电压因调压或负荷的变化，常高于电网的额定电iA2kk0tQI dt=iKKAQSA+=21k ()2t2t2/21012dddpIIItQ++ =2ITQap =压，故所选电气设备允许最高工作电压 Ualm 不得低于所接电网的最高运行电压。

一般电气设备允许的最高工作电压可达 1. 1～1. 15 UN ，而实际电网的最高运行电压 Usm 一般不超过 1. 1 UNs ，因此在选择电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压 UN 不低于装置地点电网额定电压UNs 的条件选择，即UN UNs 二、额定电流电气设备的额定电流Ⅰ N 是指在额定环境温度下，电气设备的长期允许通过电流。

Ⅰ N 应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流Ⅰ max，即Ⅰ N Ⅰ max 。

（1）由于发电机、调相机和变压器在电压降低 5%时，出力保持不变，故其相应回路的Ⅰ max 为发电机、调相机或变压器的额定电流的 1. 5 倍；（2）若变压器有过负荷运行可能时，Ⅰ max 应按过负荷确定（1. 3~2 倍变压器额定电流）；（3）母联断路器回路一般可取母线上最大一台发电机或变压器的Ⅰ max ；（4）出线回路的Ⅰ max 除考虑正常负荷电流（包括线路损耗）外，还应考虑事故时由其它回路转移过来的负荷。

短路条件校验短路热稳定校验短路电流通过电气设备时，电气设备各部件温度(或发热效应) 应不超过允许值。

满足热稳定的条件为

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kzttItI式中Ⅰ t 厂家给的电气设备在时间 t 秒内的热稳定电

流。

Ⅰ 短路稳态电流值。

t与Ⅰ t 相对应的时间。

tdz短路电流热效应等值计算时间。

三、短路条件校验 1. 电动力稳定校验电动力稳定是电气设

备承受短路电流机械效应的能力，也称动稳定。

满足动稳定的条件为或 esi 式中ich、Ⅰ ch短路冲击电流幅值及其有效值；22chichesII ies 、Ⅰ es电气设备允许通过的动稳定电流的幅值及其有效值。

下列几种情况可不校验热稳定或动稳定：

（1）用熔断器保护的电器，热稳定由熔断时间保证。

（2）采用限流熔断器保护的设备，可不校验动稳定。

（3）装设在电压互感器回路中的裸导体和电气设备可不校

验动、热稳定。

2. 短路电流计算条件为使所选电气设备具有足够的可靠性、

经济性和合理性，并在一定时期内适应电力系统发展的需要，作校

验用的短路电流应按下列条件确定。

（1）容量和接线按本工程设计最终容量计算，并考虑电力

系统远景发展规划；其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线

方式，但不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式(如切换厂用

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