《电气设备选择》ppt课件

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1、第9章电气设备选择第9章电气设备选择教学目的：掌握电器和载流导体发热及电动力效应的计算；掌握电气设备选择的一般选择条件和具体设备选择校验的主要内容；掌握主要设备的选择条件、方法和技巧。重点：掌握电器和载流导体发热及电动力效应的计算；掌握电气设备选择的一般选择条件和具体设备选择校验的主要内容。难点：掌握电器和载流导体发热及电动力效应的计算；掌握电气设备选择的一般选择条件和具体设备选择校验的主要内容目录§9-1电器和载流导体的发热§9-2电器和载流导体的电动力效应§9-3电气设备选择的一般原则§9-4高压开关电器的选择§9-5母线、电缆

2、和绝缘子的选择§9-6互感器的选择§9-1电器和载流导体的发热9.1.1电气设备在工作过程中的损耗1.铜损：电流在导体电阻中的损耗2.铁损：电流的交变磁场在铁磁物质中引起的涡流和磁滞损耗3.介损：绝缘材料在电场作用下产生的损耗所有这些损耗转化为热能，使电器和载流导体的温度升高，这就是电流的热效应。9.1.2发热对电气设备的影响1.机械强度下降：金属材料温度升高时，会使材料退火软化，机械强度下降。2.接触电阻增加：温度过高，接触连接表面会强烈氧化，使得接触电阻增加，温度便随着增加，因而可能导致接触处松动或烧熔。3.绝缘性能降低：有机绝

3、缘材料长期受到高温作用，将逐渐变脆和老化，以致绝缘材料失去弹性和绝缘性能下降，使用寿命大为缩短。9.1.3发热的分类1.正常工作电流引起的长期发热：≤=70℃2.短路电流引起的短时发热：铜≤=300℃铅≤=200℃9.1.4正常工作情况下长期发热的计算1.已知工作电流Ig→求导体工作温度式中:——通过导体的电流(A)；R——已考虑了集肤系数的导体交流电阻；K——散热系数；A——导体散热表面积m2；——导体温度；——周围介质温度；m——导体质量(kg)；c——导体比热容；2.求正常运行情况下长期发热允许最大工作电流（载流量）式中：——

4、长期发热允许最大工作电流（载流量）——导体额定电流——导体额定温度——周围介质温度（屋外取年最高平均温度；屋内取最热月平均温度+5度）——额定介质温度——温度修正系数9.1.4正常工作情况下长期发热的计算9.1.5故障情况下短时发热的计算1.根据短路电流→求短时发热温度铜:≤300℃铅:≤200℃2.计算短路电流热效应：式中：——周期分量热效应值：用1-10-1法计算t——故障切除时间=继电保护动作时间+QF分闸时间对无限大容量电力系统：——非周期分量热效应值:当t≥1s时，忽略不计短路点(s)汽轮发电机端0.25水轮发电机端0.1

5、9高压侧母线主变容量>100MVA0.13主变容量=40～100MVA0.11远离发电厂处0.05表9-1不同短路点等效时间常数Tfi的推荐值9.1.5故障情况下短时发热的计算§9-2电器和载流导体的电动力效应9.2.1电动力对电气设备的影响1.电器和载流部分可能因为电动力而振动或变形，甚至使绝缘部件或载流部件损坏；2.电气设备的电磁绕组可能变形或损坏。9.2.2两根平行导体之间的电动力单根导体：多根导体：式中：、——通过两平行导体的电流（A）——该段导体的长度（m）a——两根导体轴线间的距离(m)K——截面形状系数9.2.3三相系

6、统中导体间的电动力（三相短路时）1.中间相：式中：——冲击短路电流（A）——母线系统的振荡系数2.母线上的最大弯距：式中：——相邻两个支柱绝缘子间的跨距（m）3.最大弯曲应力计算：式中：W——母线截面系数（）查手册母线最大计算应力不大于母线材料的允许应力，即，动稳定满足表9-2各种材料最大允许应力硬母线材料最大允许应力PaKgf/cm3铜1400铝700钢1600§9-3电气设备选择的一般原则按正常工作条件进行选择按短路状态来校验其热稳定和动稳定9.3.1按正常工作条件选择1.电气设备型式的选择：在具有基本相同功能的同类设备中选用合

7、适的系列或结构型式的产品。按使用环境选型：户内、户外、特殊地区环境按布置或装配方式选型：按参数范围选型新技术、新产品的推广使用和经济实惠适当避免型式选用的多样化2.额定电压的选择：设备额定电压不低于安装处电网额定电压3.额定电流的选择：设备长期允许电流不小于该回路最大持续工作电流式中：Igmax的计算发电机回路：Igmax=1.05Ie.G三相变压器回路：Igmax=1.05Ie.TKgKg——变压器持续过负荷系数，取1.3～1.5出线回路：Igmax=9.3.1按正常工作条件选择1.热稳定校验：Id→θd≤300℃（200℃）满足

8、热稳定的条件：Qd≤Qr式中：Qd——短路电流产生的热效应Qr——短路时导体和电气设备允许的热效应2.动稳定校验：满足动稳定的条件：Fmax≤Fxu或σmax≤σxu3.开断能力的校验：能可靠断开的最大断路电流的能力Id≤Iekd9.