电气设备电气设备的选择教案 (2).ppt

电气设备的选择,本章重点：（1）短路的概念、原因、危害、类型（2）短路电流的变化规律（3）短路电流引起的发热和电动力的概念、计算（4）电气设备选择本章难点：短路电流引起的发热和电动力的计算,7-1 短路的一般概念,1. 什么是短路,2. 产生短路的原因,电力系统中一切不正常的相与相之间或相与地之间发生通路的情况称作短路，短路是电力系统的严重故障。,电气设备绝缘受损、老化；气象条件恶化(雷击过电压闪络、大风、覆冰等)；违规操作(带负荷拉刀闸、未拆地线合闸送电等)；其它原因；,3. 三相系统中可能发生的短路类型,对称短路：三相短路f (3)；不对称短路：单相接地短路f (1)、两相短路f (2)、 两相短路接地f (1.1)；,大的短路电流所产生的电动力效应使电气设备受到 严重的机械损坏；短路电流使设备发热而损坏；短路使系统电压大幅度下降，对用户影响很大，如 电动机的运行；破坏系统稳定，造成大面积停电；对通讯的干扰；,短路电流比正常值大许多倍，系统电压严重下降。,4. 短路的现象,5. 短路的后果,6恒定电势源（无限大电源）三相短路分析,等值电路,（1）什么是恒定电势源？,电源容量非常大（短路时容量变化远小于额定容量）U恒定不变，内阻抗为0,（2）三相短路分析,a相短路电流计算表达式：,其中:,短路电流周期分量（稳态短路电流）,短路电流非周期分量,短路前一相(a相)电势和电流,其中:,恒定电势源外电路发生三相短路，短路暂态过程中的短路电流包含两个分量周期分量和非周期分量。,（3）对短路电流的分析,周期分量的幅值取决于电源电压和短路回路的阻抗，且在暂态过程中保持不变，它也是回路的稳态短路电流。,非周期分量是为了使电感中电流不突变而产生，其值在短路瞬间最大，而在暂态过程中以时间常数a按指数规律衰减最终为0。,恒定电势源外电路三相短路波形,电流波形不与时间轴对称而偏移至时间轴一侧，短路电流最大瞬时值，其大小主要取决于短路电流非周期分量起始值。,短路最不利（严重）情况：非周期分量起始值最大,（4）短路冲击电流,恒定电势源外电路空载情况下发生三相短路，短路回路为纯感性，短路时刻(t=0)初相角(合闸角)为零情况下，非周期分量起始值最大。,即：,短路电流最大可能的瞬时值短路冲击电流iim在短路后约半个周期出现，即短路发生后0.01秒。,kim为冲击系数，1kim2,短路冲击电流的计算表达式：,7-2 电气设备的发热和电动力,短期发热是指短路电流在极短的时间内所引起的发热,1、短路电流的发热,（1）发热的原因,自身存在着有功功率损耗，电器元件的功率损耗主要包括： 导体与导体之间接触电阻上产生的损耗； 导体自身电阻上产生的损耗； 绝缘材料在电场作用下产生的介质损耗等等。,长期发热是指正常工作电流在较长时间内所引起的发热,（2）电器元件温度升高造成的不良影响, 影响电器元件的绝缘。 影响接触电阻。 降低机械强度。,（3）发热的计算（短路）,（4）热稳定,一般情况下，电力系统中发生三相短路时所受电动力最大，三相短路后，导体流过冲击电流时必然会在导体之间产生最大的电动力。三相导体水平布置时，中间相受力最大。,2、短路电流电动力,（1）两平行导体间的电动力,载流导体之间电动力的大小，取决于通过导体电流的数值、导体的几何尺寸、形状以及各相安装的相对位置等多种因素。,（2）三相导体之间的电动力,（3）动稳定,7-3 电气设备的选择,（1）根据额定电压选择 电器装设地点的电网额定电压UNC不大于电器的额定电压UNB。,1、电气设备和载流导体选择的一般条件,按正常工作条件选择电器,（2）根据额定电流选择 选择该回路的最大工作电流Imax应不大于电器的额定电流INB。,（3）根据机械负载选择（4）按电器工作的特殊要求校验,按短路情况校验电器的热稳定和动稳定,（1）短路动稳定校验 短路动稳定是指电器通过短路电流时，其导电、绝缘和机械部分不因短路电流的电动力效应而引起损坏的性能。,（2）短路热稳定校验 短路热稳定是指电器通过短路电流时，电器的导电和绝缘部分不因短路电流的热效应使其温度超过短时最高允许温度而造成损坏的性能。,（4）校验热稳定,2、母线选择,35KV及以下，一般采用矩形母线,（1）按最大工作电流选择截面,（2）按经济电流密度选择截面,经济电流密度：年运行费用最小,（3）校验动稳定,措施：改变布置，增大跨距，增大相间距（最大允许跨距）,措施：增加截面，减小短路电流及通过时间（最小允许截面）,3、绝缘子,（1）按额定电压选择,（2）按安装场所选择（户内或户外）,（3）校验动稳定,抗弯破坏荷重,5、高压隔离开关的选择：不选额定开断电流,4、高压断路器的选择,（1）型式选择,（2）额定电压、额定电流、额定开断电流,（3）按机械负载校验,（4）校验动稳定,（5）校验热稳定,（6）选择操动机构,