[工学]5第五章电气设备的选择

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1、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压电器的选择低压电器的选择发电厂和变电所主变压器的选择1第一节电气设备的发热和电动力导体有电流通过时，产生发热效应和电动力效应。电气设备的发热可分为：(1)长期发热，它是由正常工作电流产生的；(2)短时发热，它是故障时由短路电流产生的。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。短路冲击电流产生的电动力较大，对导体和电器有破坏作用。21、导体的短时发热过程θ0为导体周围环境温度，θL为导体通过额定

2、电流后的温度，θk为短路后导体的最高温度。t0短路开始，t1短路被切除。32、导体的最高允许温度热稳定校验：是导体短路时的温度θk与导体短时发热允许的最高温度θk.max比较。如满足公式θk≤θk.max条件，即热稳定满足。在设备的选择与校验中，电器设备：通过计算热效应，转为比较其热效应；导体：通过计算热效应，再转为比较导线的截面。43、短路电流热效应值Qk的计算短路全电流中包：含周期分量Iz和非周期分量If。热效应Qk也由两部分构成：稳态短路电流周期分量的有效值[起始值]短路电流的计算时间有限容量电源供电时，该值是变化的！！(kA2*s)5非周期分量时间常数非

3、周期分量早已衰减完毕（忽略不计）(kA2*s)64、短路时导体的电动力计算当三相导体发生短路时，产生电动力，其中间相受力最大！图5-3对称三相短路时的电动力7母线跨距两导体间的距离母线共振系数冲击电流单位(A)求母线共振系数：一阶固有振动频率为：母线弯曲时的惯性半径（手册）铜为1.14*104,铝为1.55*104，钢为1.64*104材料系数图5-4共振系数与频率的关系曲线电动力的振动频率为50Hz和100Hz。因此，当导体的固有振动频率低于30Hz或高于160Hz时，8在设备的选择与校验中，电器设备：转为比较其所能承受的冲击电流大小；导体：通过计算应力，再转

4、为比较导体允许的应力或校验其跨距。9第二节电气设备选择的一般条件、按正常工作条件选择1、额定电压要求：所选电气设备允许最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压（1.1倍的电网额定电压）。一般：可按照电器的额定电压UN不低于装置地点电网额定电压UNS的条件选择，即：102、额定电流电气设备的额定电流IN是指在额定周围环境温度下，电气设备的长期允许电流。要求：IN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Imax，即：1）Imax为发电机、调相机或变压器的额定电流的1.05倍；2）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Imax；3）母线分段

5、电抗器的Imax应为母线上最大一台发电机跳闸时，保证该段母线负荷所需的电流。注：113、按当地环境条件校核在选择电器时，还应考虑电器安装地点的环境条件，当气温、风速、温度、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过一般电器使用条件时，应采取措施。我国目前生产的电器使用的额定环境温度：如周围环境温度高于+40℃，但不超过+60℃时，则因散热条件较差，最大连续工作电流应适当减少，设备的额定电流应进行修正。长期发热最高允许温度实际的周围环境温度12二、按短路情况校验1、短路热稳定校验满足热稳定的条件为：电器允许通过的热稳定电流和时间（厂家提供）短路电流产生的

6、热效应2、动稳定校验：电气设备承受短路电流机械效应的能力满足动稳定的条件为：电器允许通过的动稳定电流的幅值及其有效值短路冲击电流幅值及其有效值13三、短路电流计算条件的确定1、容量和接线按本工程设计最终容量计算，其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式。2、短路种类一般按三相短路验算，若其他种类短路较三相短路严重时，则应按最严重的情况验算。3、短路点的选择选择通过电器的短路电流为最大的点为短路计算点。141）发电机、变压器回路的断路器应比较断路器前后短路时通过断路器的电流值，择其大者为短路计算点。选K2点为QF1的短路计算点2）母联断路器选K4点为QF4的

7、短路计算点全部短路电流IG1＋IG2＋IS流过QF4IG1

8、的开断短路电流时间tbr