2015第4讲常用计算的基本理论和方法2剖析ppt课件.ppt

《2015第4讲常用计算的基本理论和方法2剖析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4讲常用计算的基本理论和方法（2）内容提要：4.1载流导体短路时电动力计算4.2大电流封闭母线的发热与电动力4.3大电流导体附件钢构的发热4.0上讲内容回顾导体和电器运行中的两种状态铜耗、铁耗、介耗、吸收太阳辐射能→发热发热的影响，最高允许温度3.1长期发热与短时发热的定义3.2导体的发热与散热3.3导体长期发热与载流量4.0上讲内容回顾热量平衡关系：导体的温升过程：稳定温升：发热时间常数：载流量计算：导体持续发热时温升与时间的关系式：4.0上讲内容回顾3.4导体的短时发热热平衡方程式：短时发热的特点：1、绝热过程：导

2、体产生的全部热量都用来使导体温度升高；2、电阻R、比热容C不能再视为常数，而是温度的函数。短路电流热效应：根据θ＝f(A)曲线计算θh4.1载流导体短路时电动力计算4.2大电流封闭母线的发热与电动力4.3大电流导体附件钢构的发热内容提要：电气设备中的载流导体当通过电流时，除了发热效应以外，还有载流导体相互之间的作用力，称为电动力。4.1载流导体短路时电动力计算通常，由正常的工作电流所产生的电动力不大；但短路时冲击电流所产生的电动力将达到很大的数值，可能导致设备变形或损坏。因此，为了保证电器和载流导体不致破坏，必须研究短路

3、电流产生电动力的大小和特征。进行电动力的计算的目的，是为了校验导体和电器实际受到的电动力是否超过其允许应力，以便选择适当强度的导体和电气设备。这种校验称为动稳定校验。（1）毕奥-萨伐尔定律电动力是磁场对载流导体的一种作用力，可应用毕奥-萨伐尔定律法计算。（4-1）（4-2）一、计算电动力的方法4.1载流导体短路时电动力计算通过电流i的导体，处在磁感应强度为B的外磁场中，导体L上的单元长度dl上所受到的电动力dF为：LdFBidl对上式沿导体L全长积分，可得L全长上所受电动力为：图4-1磁场对载流导体的电动力方向：左手定

4、则（N）4.1载流导体短路时电动力计算（2）平行导体间的电动力设两根平行细长导体中电流分别为i1和i2，长度为L，导体中心轴线距离（净距）为a。图4-2平行细长载流导Li1i2a假设导体很细：即a>>d（导体直径），这时计算两导体间的电动力可以不考虑电流在导体截面的分布，而视为集中在导体的中心线上；假设导体很长：即L>>a，则导体两端部的磁场可视为与中段相同，计算出的两导体之间的总作用力与考虑端部磁场的不均匀性所得的计算值相差甚小。4.1载流导体短路时电动力计算（2）平行导体间的电动力设载流体1中的电流i1和在导体2处产

5、生的磁场感应强度为B1：图4-3平行细长载流导体间的磁场与电动力（4-3）则导体2全长上所受的电动力为：（4-4）空气的导磁系数4π×10-7磁场强度（T）（N）根据牛顿第三定律有：F1=F24.1载流导体短路时电动力计算（2）平行导体间的电动力图4-4平行细长载流导体间电动力电动力的方向决定于导体中电流的方向。当电流同向时相吸，异向时相斥。尚未考虑导体截面尺寸和形状的影响。F1Li1βi2aF2（3）考虑导体截面形状和尺寸的电动力对于具有其它形状截面的导体，电流并不是集中在导体中心轴线上（需考虑电流在导体截面的分布）。

6、形状系数K表示实际形状导体电动力与细长导体电动力之比。4.1载流导体短路时电动力计算（4-5）此时，可以将其看成是由若干个平行细长导体组成，则可以在平行细长导体间的电动力基础上，乘以一个考虑了不同形状截面因素的形状系数K来计算实际的电动力。即：4.1载流导体短路时电动力计算（3）考虑导体截面形状和尺寸的电动力形状系数K可查截面形状系数曲线确定。对于矩形导体，K是(a-b)/(h+b)和b/h的函数。图4-5矩形截面形状系数曲线K>1或K<1取决于b/h4.1载流导体短路时电动力计算（3）考虑导体截面形状和尺寸的电动力图4

7、-5矩形截面形状系数曲线当(a-b)/(h+b)增大时（即加大导体间的净距），K趋近于1；当(a-b)/(h+b)≥2，即导体间的净距大于或等于截面周长时，K=1，可不考虑截面形状对电动力的影响；对于圆形、管形导体，形状系数K=1；对于槽形导体，在计算相间和同相条间电动力时，一般取K≈1计算矩形导体相间电动力时不需要考K，但计算同相条间电动力时必须考虑K。三相系统中，发生短路时作用于每相导体的电动力，取决于该相导体中的电流与其它两相导体中电流的相互作用力。如不考虑短路电流周期分量的衰减，则三相短路电流为：（4-6）二、三

8、相导体短路时的电动力4.1载流导体短路时电动力计算三相短路电流周期分量最大值Im=√2I”A相短路电流的初相角短路电流非周期分量衰减时间常数三相短路时，中间相（B相）和边相（A、C相）受力情况不一样。规定电流和力的正方向：以吸引力的方向作为力的正方向4.1载流导体短路时电动力计算（1）电动力的计算ABCFABFACF