大学课件 发电厂电气 载流导体短时发热计算.ppt

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1、第三章 常用计算的基本理论和方法,3.2载流导短时发热计算,载流导体短时发热,载流导体短时发热，是指短路开始至短路被切除为止很短一段时间内导体发热的过程。此时，导体发出的热量比正常发热要多，导体温度升得很高。 短时发热计算的目的就是要确定导体的最高温度，不应超过最高允许温度。 导体短时发热的特点： 1短路电流大、持续时间短，认为是一个绝热过程。 2短路时导体温度变化范围很大，它的电阻和热容比不能在视为常数，应为温度的函数。,一、导体短时发热过程,短时发热计算的目的在于确定导体的最高温度，不应超过最高允许温度。当满足这个条件时则认为导体在流过短路电流时具有热稳定性。,一、导体短时发热过程,根据短

2、时发热的特点，在时间dt内，列热平衡方程,t时刻短路全电流瞬时值,温度为 时的导体电阻,温度为 时的热容比,导体材料的密度, 时的热容比, 时的电阻率,一、导体短时发热过程,根据短时发热的特点，在时间dt内，列热平衡方程,l 为导体的长度，S为导体的截面积,电阻率 的温度系数,热容比 的温度系数,一、导体短时发热过程,上面的公式可得,对上公式从短路开始到短路切除求积分,短路电流热效应(热脉冲)，与短路电流发出的热量成正比,一、导体短时发热过程,一、导体短时发热过程,上式可写成,由上式可知，A值与材料和温度有关。,已知材料和温度 查 ，由 和 查,如何得到？,二、短路电流热效应Qk的计算,将 带

3、入 ，有,短路电流周期分量有效值，kA；,短路电流非周期分量起始值，kA；,非周期分量衰减时间常数，s。,周期分量有效值,非周期分量起始值,二、短路电流热效应Qk的计算,1、短路电流周期分量热效应Qp的计算,由数值计算方法可知，任意曲线的 定积分，可采用辛卜生法近似计算，即,若n=4，则,因为 ，则,二、短路电流热效应Qk的计算,1、短路电流周期分量热效应Qp的计算,短路瞬时的初始电流（有效值）,故障切除时短路电流的大小（有效值）,继电保护动作时间和断路器全开断时间之和,二、短路电流热效应Qk的计算,2、短路电流非周期分量热效应Qnp的计算,T为非周期分量的等效时间。（T查表3-3可得）,如果短路电流切除时间大于一秒，导体发热主要由周期分量决定，非周期分量可略去不计。,