流導(dǎo)體的發(fā)熱和電動力(編輯修改稿)
2025-06-15 07:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 0到 tk ，溫度對應(yīng)從 θi 升到 θf ，得 ??????? ??dctiS wt ?? ??? fik11d10002kt2?????? ?????????? ????ii20w0ff200 )1l n ()1l n ( ???????????????????? cc w將上式改寫為 ifk21 AAQS ??其中 tiQ t dk02ktk ??Qk稱為短路電流熱效應(yīng) ，它是在 0到 tk 時間內(nèi)，電阻為 1Ω的導(dǎo)體中所放出的熱量 (單位為 A178。s)。 整理得 522 ■ 電氣設(shè)備及運行維護 ?????? ????ff200f )1l n ( ?????????? wcA?????? ????ii200i )1l n ( ?????????? wcA可以看出： Af和 Ai具有相同的函數(shù)關(guān)系，有關(guān)部門給出了常用材料的 θ = f (A)曲線 ，如圖 55所示。 短路終了時的 A值為 : k2if1 QSAA ??式 61 523 ■ 電氣設(shè)備及運行維護 其中， 短路電流非周期分量起始值 根據(jù) θ = f (A)曲線計算短時發(fā)熱最 高溫度的 方法 ： （１）由短路開始溫度 θi （短路前導(dǎo)體的工作溫度），查出 對應(yīng)的值 Ai ； （２）如已知短路電流熱效應(yīng) Qk ，可按 式 61計算出 Af ； （３）再由 Af查出短路終了溫度 θf ，即短時發(fā)熱最高溫度。 如果 θf θal ，導(dǎo)體不會因短時發(fā)熱而損壞，稱之 滿足熱穩(wěn)定要求 。 二、短路電流熱效應(yīng)的計算 短路全電流瞬時值的表達式為 aec o s2 0npptkt TtitIi??? ?( k A ) 。20np Ii ??Ipt為 t時刻的短路電流周期分量有效值 (kA)，也隨 t 變化 。 524 ■ 電氣設(shè)備及運行維護 Ta為 非周期分量衰減時間常數(shù)。代入 短路電流熱效應(yīng)得 titItiQt T ttd)ec o s2(d k ak020nppt02ktk ?????? ?titItittI TtttTttd)e)(c os2(2ded)c os2( akk ak 0nppt002020np2pt?? ?? ???? ??npp02020np2pt ded)cos2(k ak tittIt Ttt???? ? ???即 Qk(單位為 kA178。s)為 周期分量熱效應(yīng) 與 非周期分量熱效應(yīng) 之和 。 這是因為 第三項積分數(shù)值很小，可以略去不計。假定 TtII ?? eptttItItI ttTT TTT tTttdec os4d)e2)(c ose2(2 k aaak020 ?????? ??? ??， T為周期分量衰減時間常數(shù)，則 525 ■ 電氣設(shè)備及運行維護 當(dāng) Ta = ， T=1s 和 tk =1s 時， α =11和 ，及 ])c oss i n(e[4 22kk222 k ?? ???????????????ttIt)/()( aa TTTT ???0 0 0 0 k ?? t?00 4 11 2222 ???? ?? ?其中， ，故第三項積分接近零。 1. 周期分量熱效應(yīng)的計算 由電流的有效值概念，可近似得周期分量熱效應(yīng) ?? ?? kk 0 2pt0 2ptp dd)c o s2( tt tIttIQ ? 我國的周期分量熱效應(yīng) 的計算采用 近似數(shù)值積分法 ，對任意函數(shù) y = f (x)的定積分，可采用 辛普生法近似計算 ，即 526 ■ 電氣設(shè)備及運行維護 將 、 、 和 ba= tk 代入，得 取 n=4，并近似認為 ，則 )4(6)4(23d)( 210210 yyyabyyyabxxfba ?????????? 上式中的積分區(qū)間被 2等分，每個等分為（ b a） /2。如果把整個區(qū)間 n（偶數(shù)）等分， yi為函數(shù)值（ i=0,1,2,…, n），對每兩個等分用辛普生公式，累加后得到復(fù)化辛普生公式為 )](4)(2[3d)( 1312420 ?? ???????????? nnnba yyyyyyyyn abxxf ??231 2 yyy ??)10(12)](42[43d)( 42031240 yyyabyyyyyabxxfba ????????????)10(12d 22 2/2k02ptp kkkttt IIIttIQ ???? ?20 Iy ? 24 ktIy ?2 2/2 ktIy ?[(kA)178。s] 527 ■ 電氣設(shè)備及運行維護 2．非周期分量熱效應(yīng)的計算 222a020np2a220npnp )e1()e1(2de aaa TIITiTtiQ T tt T tT t kk k ?????? ????T—— 為非周期分量等效時 間（ s），其值可由表 53查得。 表 53 非周期分量等效時間 T 短路點 T / s ≤ 發(fā)電機出口及母線 發(fā)電機升高電壓母線及出線 發(fā)電機電壓電抗器后 變電站各級電壓母線及出線 kt 當(dāng) tk 1s時，導(dǎo)體的發(fā)熱主要由周期分量熱效應(yīng)來決定，非周期分量熱效應(yīng)可略去不計。 kt[(kA)178。s] 528 ■ 電氣設(shè)備及運行維護 【 例 52】 某變電所匯流母線，采用矩形鋁導(dǎo)體，截面為 63 mm 8mm，集膚系數(shù)為 ，導(dǎo)體的正常工作溫度為 50℃ ，短路切除時間為 ，短路電流 ?I ?I。， ?I試計算導(dǎo)體的短路電流熱效應(yīng)和短時發(fā)熱最高溫度。
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