華北電力大學發(fā)電廠電氣部分內(nèi)部課件(考研期末考試必備)03-02-載流導體短路時發(fā)熱計算 (1)

1、3.2 載流導體短路時發(fā)熱計算載流導體短路時發(fā)熱計算引言引言n短時發(fā)熱的含義：n載流導體短路時發(fā)熱，是指從短路開始至短路切除為止很短一段時間內(nèi)導體發(fā)熱的過程。n短時發(fā)熱的特點：n短路電流大，發(fā)熱量多n時間短，熱量不易散發(fā)n短時發(fā)熱計算的目的：n確定導體的最高溫度。導體的溫度迅速升高 一、導體短路時發(fā)熱過程一、導體短路時發(fā)熱過程n熱平衡關系：n在dt時間內(nèi)，cflRQQQQdd2mctRIcQdd2kmctRItSlR)1 (0Slmm)1 (0CCd)1 (d)1 (0m02ktSlCtSlI一、導體短路時發(fā)熱過程一、導體短路時發(fā)熱過程n整理得：d11d10m02k2CtISthwCtIStt

2、d11d10m002k2kwh02k2kd1AAtIStthh20m0h1lnCAww20m0w1lnCAn兩邊積分：n求解得：)(hg)(wg一、導體短路時發(fā)熱過程一、導體短路時發(fā)熱過程23451016AJ/(m4)1002003004000()鋁銅AwAhhwwh02k2kd1AAtISttk02k2whd1tttISAAk02k2kd1tttISQ令短路電流的熱效應k2wh1QSAAk21QS二、短路電流熱效應二、短路電流熱效應Qk的計算的計算anp0pkcos2TttteitIIk02kkdtttIQ2np02a02pakk12dieTtITtttka02np0pdcos2tTttte

3、itInppQQ 短路電流周期分量有效值短路電流非周期分量起始值非周期分量衰減時間常數(shù)n由于短路電流Ikt的表達式很復雜，一般難于用簡單的解析式求解Qk，工程上常采用近似計算法計算。二、短路電流熱效應二、短路電流熱效應Qk的計算的計算n數(shù)值積分的辛卜生法1. 短路電流周期分量熱效應短路電流周期分量熱效應Qp的計算的計算任意曲線 y = f (x) 的定積分，可用下式近似計算：)(4)(2)(3d)(11220nnnbayyyyyynabxxf)(4)(2)(12d)(31240yyyyyabxxfba1012d)(420yyyabxxfba若n=4，因為 y1 + y3 2 y2 ，則則二、短

4、路電流熱效應二、短路電流熱效應Qk的計算的計算n短路電流周期分量的熱效應1. 短路電流周期分量熱效應短路電流周期分量熱效應Qp的計算的計算1012d)(420yyyabxxfbak02ppdtttIQ2p)(tIxfy20Iy 22/2ktIy 24ktIy 1012d222/202ppkkkttkttIIIttIQ a = 0b = tk二、短路電流熱效應二、短路電流熱效應Qk的計算的計算2. 短路電流分周期分量熱效應短路電流分周期分量熱效應Qnp的計算的計算n短路電流周期分量的熱效應20np2-anpake12iTQTt22-a2e12akITTt 22aak1IeTTt 2IT 非周期分

5、量等效時間，可查表得。n若tk1s，則Qnp可忽略。例例3-2鋁導體型號為LMY-1008，正常工作電壓UN=10.5 kV，正常負荷電流Iw =1500A。正常負荷時，導體的溫度 w = 46，繼電保護動作時間 tpr=1s，斷路器全開斷時間 tbr= 0.2s，短路電流I=28kA，I0.6s=22kA，I1.2s=20kA。計算短路電流的熱效應和導體的最高溫度。解解brprkttt(1) 計算短路電流的熱效應) sA(104 .602262 . 01) s (2 . 11012222/2pkkttkIIItQ 20221028122 . 12221ss2 . 1kt) sA(104 .6

6、0226pkQQ例例3-2鋁導體型號為LMY-1008，正常工作電壓UN=10.5 kV，正常負荷電流Iw =1500A。正常負荷時，導體的溫度 w = 46，繼電保護動作時間 tpr=1s，斷路器全開斷時間 tbr= 0.2s，短路電流I=28kA，I0.6s=22kA，I1.2s=20kA。計算短路電流的熱效應和導體的最高溫度。解解 (2) 計算導體的最高溫度)m/(J 10444. 0416由 w = 46，查圖得 Aw = 0.351016 J/(m4)k2wh1QSAA6216104 .60210008100010011035. 0查圖得 h = 60 200（鋁導體最高允許溫度）作業(yè)作業(yè)某10kV配電裝置母線，導體型號為LMY-1258，三相母線水平