掌握变电站事故处理的一般原则和管理规定

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1、第三章常用计算的基本理论和方法第一节正常运行时导体载流量计算第二节载流导体短路时发热计算第三节载流导体短路时电动力计算第四节电气设备及主接线的可靠性分析第五节技术经济分析第三章常用计算的基本理论和方法本章讲述常用计算的基本原理和方法，包括载流导体的发热和电动力理论，电气设备及主接线的可靠性分析和技术经济分析，无论是设计和运行管理都与此有关，故集中在一起进行分析。对于发热，由于长期发热和短路时发热各有特点，将分别叙述导体载流量和短路时发热温度的计算方法及应用。对于电动力，按发电厂中常用的三相导体的受力情况进行分析，得出最大值，并分析导体振动的

2、动态效应。第一节正常运行时导体载流量计算一.概述第一节正常运行时导体载流量计算-（2）发热按照流过电流的大小和时间分为长期发热和短时发热两类。1）长期发热：导体和电器中长期通过正常工作电流所引起的发热。2）短时发热：由短路电流通过导体和电器时引起的发热。第一节正常运行时导体载流量计算3、发热对电器设备的影响（1）使金属材料的机械强度下降高温会使金属材料退火后软化，机械强度下降。例如长期发热温度超过100℃（铝）和150℃（铜），或短时发热温度超过200℃（铝）和300℃（铜）时，其抗拉强度显著下降，因而可能在短路电动力作用下变形或损坏。（2

3、）使导体接触部分的接触电阻增加高温将造成导体接触连接处表面氧化，使接触电阻增加，温度进一步升高，产生恶性循环，可能导致连接处松动或烧熔。（3）使绝缘材料的绝缘性能降低有机绝缘材料（如电缆纸、橡胶等）长期受高温的作用，将逐渐变脆和老化，使用年限缩短，甚至碳化而烧坏。不同等级的绝缘材料要求不同。为了保证导体在长期发热和短时发热作用下能可靠、安全地工作，应使其发热的最高温度不超过导体的长期发热和短时发热最高允许温度。（1）导体的长期发热最高允许温度不应超过+70℃，在计及日照影响时，钢心铝线及管形导体可按不超过+80℃考虑。当导体接触面处有镀（搪

4、）锡的可靠覆盖层时，可提高到+85℃；当有银的覆盖层时，可提高到+95℃。（2）导体的短时最高允许温度，对硬铝及铝锰合金可取+200℃，硬铜可取+300℃。4、最高允许温度（3）影响长期发热最高允许温度的因素主要是保证导体接触部分可靠地工作。（4）影响短时发热最高允许温度的因素主要是机械强度和带绝缘导体的绝缘耐热度（如电缆），机械强度的下降还与发热持续时间有关，发热时间越短，引起机械强度下降的温度就越高，故短时发热最高允许温度远高于长期发热最高允许温度。进行发热计算的目的，是为了校验导体或电器各部分发热温度是否超过允许值。导体短路时，虽然持

5、续的时间不长，但是短路电流很大，发热量仍然会很高。这些发热量在极短时间内不容易散出，于是导体的温度迅速升高。同时，导体还受到电动力的作用。如果电动力超过允许值，将使导体变形或损坏。由此可见，发热和电动力是电气设备运行中必须注意的问题。二、导体发热和散热的计算发电厂变和电站中，母线（导体）大都采用硬铝或铝锰、铝镁合金制成。无论是正常工作情况下的工作电流，或短路时通过的短路电流，母线都要发热。为使母线发热温度不超过最高允许温度，必须了解发热过程，并进行计算。二、导体发热和散热的计算导体的发热计算,是根据能量守恒原理,即导体产生的热量与耗散的热量

6、应相等来进行计算的。在稳定状态时,导体电阻损耗的热量及吸收太阳热量之和应等于导体辐射散热和空气对流散热之和(对空气的导热可略去不计),即: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照的热量,W/m;Ql–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;☆1．导体电阻损耗产生的热量QR单位长度导体的交流电阻：单位长度的导体，通过有效值为Iw的交流电流时，由电阻损耗产生的热量：(W/m)(/m)式中Rac－导体的交流电阻（/m）；－导体温度为20℃时的直流电阻率（·mm2

7、/m）；t－电阻温度系数（℃－1）；w－导体的运行温度（℃）；Kf－集肤系数：S－导体截面积（mm2）。★★矩形截面导体的集肤系数曲线示于图3-1中。圆管形截面导体的集肤系数曲线示于图3-2中。图中f为电源频率，Rdc为1000m长导体的直流电阻。导体的集肤系数Kf与电流的频率、导体的形状和尺寸有关。常用电工材料的电阻率及温度系数，列于表3-l。表3－1电阻率及温度系数t图3－1矩形导体的集肤系数导体的集肤系数与电流的频率、导体的形状和尺寸有关。矩形截面导体的集肤系数，示于图3－1。圆柱及圆管导体的集肤系数，示于图3－2。f为电源频

8、率，Rac为1000m长导体的直流电阻。图3－2圆柱及管形导体的集肤系数2．导体吸收太阳辐射的热量Qt太阳照射（辐射）的热量也会造成导体温度升高，安装在屋外的导体，一般应考虑日照