福州大学：《电力工程基础》课程电子教案（PPT课件）第五章 电气设备的选择

第五章 电气设备的选择 本章内容重点 电气设备的发热和电动力 电气设备选择的一般条件 母线、电缆和绝缘子的选择 高低压电器的选择 发电厂和变电所主变压器的选择

2 第五章 电气设备的选择 电气设备的发热和电动力 电气设备选择的一般条件 母线、电缆和绝缘子的选择 高低压电器的选择 发电厂和变电所主变压器的选择 本章内容重点

第一节 电气设备的发热和电动 力 3

3 第一节 电气设备的发热和电动 力

发热 发热的原因： 电阻损耗 滋滞和涡流损耗 介质损耗 分类： 长期发热，由正常工作电流产生的； 短时发热，故障时由短路电流产生的

4 发热的原因: 电阻损耗 磁滞和涡流损耗 介质损耗 分类: 长期发热，由正常工作电流产生的； 短时发热，故障时由短路电流产生的。 发热

发热 发热对电气设备的影响： (1) 使绝缘材料的绝缘性能降低 (2)1 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 5

5 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 发热

导体在正常常和短路时的最高允许温度及热稳定系数 最高允许很度〔口) 导体种类和村料 热稳尼系效 正常 短时 制 70 300 171 母线 铜〔接铺面有阁尽) 85 300 164 侣 70 200 87 1-3W 80 250 148 的芯 akv 65 220 145 10kV 60 220 148 油浸绝缘电缆 1-3kV 80 200 84 侣芯 U 65 200 90 10kV 60 200 92 销芯 65 150 112 橡支绝像导线和电簧 铝芯 65 150 74 铜芯 65 130 100 聚氨乙佛绝絲导纹和电蟠 铝芯 65 130 65 制芯 80 230 140 文联聚乙筛绝絲电簧 铝芯 80 200 84

6 导体在正常和短路时的最高允许温度及热稳定系数

电动力 载流导体通过电流时，相互之间的作 用力，称为电动力。 短路时中击电流所产生的交流电动力 达到很大的数值，可能导致设备变形 或损坏。为保证电器和导体不致破坏 电器和导体因短路冲击电流产生的电 动力作用下的应力不应超过材料的允 许应力。 硬导体材料的最大允许应力， 硬钥140MPa、 硬铝70MPa 7

7 载流导体通过电流时，相互之间的作 用力，称为电动力。 短路时冲击电流所产生的交流电动力 达到很大的数值，可能导致设备变形 或损坏。为保证电器和导体不致破坏， 电器和导体因短路冲击电流产生的电 动力作用下的应力不应超过材料的允 许应力。 硬导体材料的最大允许应力， 硬铜 140MPa、硬铝70MPa 电动力

导体短时发热计算 C t灯 t(s】 图5-1短路时导体的发热过程 8

8 导体短时发热计算 图5-1 短路时导体的发热过程

短路时导体发热的平衡方程式 TRodt =mCodo (5-1) 其中： m-pLS &-a+u0月 C6=Co(1+B0) 代入式(5-1)得：(5-2) 9

9 短路时导体发热的平衡方程式 I ktR dt = mC d 2 m＝ m LS S L R (1 )  ＝ 0 +   (1 ) C ＝C0 +   其中： 代入式（5-1）得： （5-2） （5-1）

gA,1+a05d=p.1,0+i0a0 (5-2 S 整理得： lidt=PuCo (1+B0) d0 (5-3) P(1+8) 积分得： (1+B) ae (5-4) (1+x0) 10

10    dt  LSC   d S L I kt m 1 (1 ) 0 0 2 （ + ） = +        d C I dt S m kt (1 ) 1 (1 ) 0 2 0 2 + + = （5-2） （5-3） 整理得： 积分得：          d C I dt S k l m kt t t (1 ) 1 (1 ) 0 2 0 2 1 0 + + =   （5-4）

短路发热计算 S0.=4-4 (5-5) 式中： e,ridr a-en(rae)+Bo Po Po 由此得出：4=A+ (5-9) 11

11 短路发热计算 Qk AK AL S = − 2 1 Q I dt kt t t K 2 1 0  = ( )       + + − = K K m K C A           ln 1 2 0 0 ( )       + + − = L L m L C A           ln 1 2 0 0 K L Qk S A A 1 = + 式中： （5-5） 由此得出： （5-9）