发电厂3章-常用计算ppt课件.ppt

《发电厂3章-常用计算ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章常用计算的基本理论和方法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第一节正常运行时导体载流量计算一、概述2.发热的危害：金属材料的机械强度下降；导体接触部分的接触电阻增加；绝缘材料的绝缘性能下降长期

2、发热，由正常工作电流产生短时发热，由故障短路电流产生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热量的耗散有对流、辐射和导热三种形式。二、导体的发热和散热热平衡方程式式中QR----单位长度导体电阻损耗的热量，W/m;Qt----单位长度导体吸收太阳日

3、照的热量，W/m;Q1----单位长度导体的对流散热量，W/m;Qf----单位长度导体向周围介质辐射散热量，W/m;QR+Qt=Q1+Qf+Qd导体的发热来自导体电阻损耗的热量。1.导体电阻损耗的热量QR单位长度的导体，通过母线电流Iw时，QR=I2wRac(W/m)导体的集肤效应系数Kf与电流的频率、导体的形状和尺寸有关。矩形导体的集肤效应系数，如图3-1所示。圆柱及圆管导体的集肤效应系数，如图3-2所示。图中f为电源频率，Rdc为1000m长导体的直流电阻。常用电工材料的电阻率ρ及电阻温度

4、系数αt，如表3-1所示。图3-1矩形导体的集肤效应系数图3-2圆柱及圆管导体的集肤效应系数凡安装在屋外的导体应考虑日照的影响。对于圆管型导体2.导体吸收太阳辐射的热量QtQt=EtAtFt＝EtAtD(W/m)式中Et---太阳辐射功率密度，W/m2,我国取Et=1000W/m;At---导体的吸收率，对铝管取At=0.6Ft---单位长度导体受太阳照射面积，m2D---导体的直径，m。对于屋内导体，因无日照的作用，这部分热量可忽略不计。式中α1---对流散热系数，W/（m2．℃）；θw---

5、导体温度，℃θ0---周围空气温度，℃Fl---单位长度导体散热面积，m2/m。3.导体对流散热量Ql由气体各部分发生相对位移将热量带走的过程，称为对流。由于对流条件不同，分为自然对流和强迫对流两种情况：Fl与导体尺寸布置方式等因素有关。导体片（条）间距离越近，对流条件就越差，故有效面积应相应减少。屋内自然通风或屋外风速小于0.2m/s，属于自然对流散热。（1）自然对流散热单条导体圆管导体其中屋外配电装置中的管型导体，常受到大气中风吹的作用，风速越大，空气分子与导体表面接触的数目增多，对流散热条

6、件就越好，因而形成强迫对流散热。式中λ---空气的导热系数，当气温为20℃时，λ=2.52×10-2W/(m·℃)；D---圆管外径，m；Nu---努谢尔特准则数，是传热学中表示对流散热强度的一个数据；V---风速，m/s；ν---空气的运动黏度系数，当空气温度为20℃时，ν=15.7×10-6m2/s。（2）强迫对流散热（3-7）如果风向与导体不垂直，二者之间有一夹角φ，则式（3-7）须乘以修正系数β。其值为β=A+B（sinφ）n当0°<φ≤24°时，A=0.42,B=0.68,n=1.08

7、；当24°<φ≤90°时，A=0.42,B=0.58,n=0.9。(W/m)将式（3--7）带入式（3--5），即得强迫对流散热量为热量从高温物体以热射线的方式传给低温物体的传播过程，称为辐射。4.导体辐射散热量Qf（W/m）式中ε---导体材料的相对辐射系数（黑度系数）Ff---单位长度导体的辐射散热表面积，m2/m。材料辐射系数材料辐射系数绝对黑体1.0氧化了的钢0.80表面磨光的铝0.040有光泽的黑漆0.82氧化了的铝0.20~0.30无光泽的黑漆0.91氧化了的铜0.60～0.70各种

8、颜色的油漆、涂料0.92～0.96固体中由于晶格振动和自由电子运动，使热量由高温区传至低温区。而在气体中，气体分子不停运动，高温区域的分子比低温区域的分子具有较高的速度，分子从高温区运动到低温区，便将热量带至低温区。这种传递能量的过程，称为导热。(W)式中λ---导热系数，W/（m·℃）Fd---导热面积，m2；δ---物体厚度，m2；θ1、θ2---分别为高温区和低温区的温度，℃5.导热散热量Qd可用热量平衡方程式来描述三、导体载流量的计算1.导体的温升过程QR＝Qc+Ql+Qf其中，散热量可