【正文】 中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù) X 作業(yè) ? 習(xí)題： ? 3－ 11 ? 3－ 12 。 —短路電流的假想時(shí)間 (S)； — 短路電流的穩(wěn)態(tài)值 (A)。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù) X (3)母線熱穩(wěn)定性校驗(yàn) 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí) ， 母線上最高溫度不應(yīng)超過母線短路時(shí)允許最高溫度 。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù) X 根據(jù)母線的機(jī)械強(qiáng)度的條件來計(jì)算絕緣子的最大可能跨距 ? ?723sh)3( 10)( ???aikf10)3( lFM ?10102m a x)3(m a x)3(m a xlflFM ??wM m a xal ??)3(m a x10fl??? 如果求得 lmax很大，為了布置方便，選取的跨距不得超過 (～ 2)m，最好等于配電裝置間隔的寬度。 其中最經(jīng)濟(jì)有效的方法 :減小絕緣子之間的跨距 。 求得的應(yīng)力應(yīng)小于等于材料的允許應(yīng)力即： 169。 w：母線截面的形狀系數(shù)。 /J n c nA I J?cInJ169。同時(shí)用短路條件校驗(yàn)其 動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定性 。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù) X ? 母線截面 一般按滿足長期最大工作電流的發(fā)熱條件選擇。 169。 ? 母線的截面形狀有 矩形 、 圓形和楔形 。 除因大電流用銅母線外 ，大都采用鋁母線 。 169。如果降低準(zhǔn)確度等級，互感器的容量可以相應(yīng)增大。同一互感器在不同的準(zhǔn)確度等級下工作時(shí)，有不同的容量。169。 3)應(yīng)根據(jù)電壓互感器的測量精度要求來確定二次側(cè)允許接入的負(fù)荷。 電壓互感器的選擇項(xiàng)目如下： 1)其額定電壓要與供電電網(wǎng)的額定電壓相同。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù) X 電壓互感器二次側(cè)不能短路運(yùn)行。 169。 4）電流互感器的動、熱穩(wěn)定性校驗(yàn)可按式（ 385）、式(386）進(jìn)行。 2）電流互感器一次側(cè)的額定電流應(yīng)大于或等于線路最大工作電流的 ～ 。 169。這樣可以隔離高壓電，有利于運(yùn)行人員的安全，同時(shí)還可以使儀表及繼電器等制造標(biāo)準(zhǔn)化。 169。因此，斷路器的額定斷流容量應(yīng)大于安裝處的最大三相短路容量，才能保證斷路器在分?jǐn)喙收想娏鲿r(shí)不至于損壞 ( 3)N k Q F k m a xN k Q F( 3)k m a xk Q F N k Q F.NN Q FSSSSUSSU? ? ????? ? ??： 斷 路 器 額 定 斷 流 容 量 ；： 斷 路 器 安 裝 處 的 最 大 三 相 短 路 容 量 ；若 斷 路 器 安 裝 在 較 其 額 定 電 壓 低 的 電 網(wǎng) 中 ，其 斷 流 容 量 相 應(yīng) 降 低 ： ＝169。 （ 1）按工作環(huán)境選型 NQFU ?NQFI ?（ 2）按正常工作條件選擇斷路器的額定電壓 及額定電流 NQFU? NU≥ NQFI ? fzmaxI ?≥ （ 3）按短路電流校驗(yàn)動、熱穩(wěn)定性 max QFi ?shi動穩(wěn)定性校驗(yàn) 若要斷路器在通過最大短路電流時(shí)，不致?lián)p壞，就必須要求斷路器的最大動穩(wěn)定試驗(yàn)電流峰值 不小于斷路器安裝處的短路電流沖擊值 max QFi ? shi≥ 169。 ? 當(dāng)使用電壓低于額定電壓時(shí) ? 校驗(yàn)時(shí) )3(kQFkN II ???QFkNQFNQFkN IUS ????? ? 3QFNNQFkNQFk UUSS???? ?)3(kQFkN SS ???169。 二、供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn) 169。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù) X （三）電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) ? 供配電系統(tǒng)中的各種電氣設(shè)備由于工作原理和特性不同，選擇及校驗(yàn)的項(xiàng)目也有所不同。169。 二、供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn) N e t r m a xII???N1N e t N . m a xN0rcI I I I??????? ??? 或目前我國普通電器產(chǎn)品的額定電流所規(guī)定的環(huán)境溫度為40oC，應(yīng)根據(jù)電氣設(shè)備或載流導(dǎo)體所處的周圍環(huán)境溫度進(jìn)行修正： N et cII? ?169。 （ 2）電壓 :電氣設(shè)備的額定電壓電氣設(shè)備的額定電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓。 二、供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn) 169。 169。? 對于 電器設(shè)備 ，出廠前都要進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)，從而確定了設(shè)備在 t時(shí)間內(nèi)允許通過 熱穩(wěn)定電流 It的數(shù)值 ，根據(jù)短路電流熱效應(yīng)的等效法，即： ????????????ttIItItIjtjt22 ? It為設(shè)備在 t內(nèi)能承受的熱穩(wěn)定電流，可查產(chǎn)品樣本。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù) X ? 工程設(shè)計(jì)中 ，為了簡化計(jì)算，對于 載流導(dǎo)體 常采用在滿足短路時(shí)發(fā)熱的最高允許溫度下所需導(dǎo)體的最小截面積 Amin來校驗(yàn)導(dǎo)體的熱穩(wěn)定性。 若 θNmax≥θk，導(dǎo)體及電氣設(shè)備滿足熱穩(wěn)定要求。 N?)(?fM ?2)由 向右查得對應(yīng)于該導(dǎo)體材料 曲線上的 a點(diǎn)，進(jìn)而求出 3)根據(jù)式 可求出 ? ?Nk2j2 MMAtI ???j2Nk )( tAIMM ???kM )(?fM ?4)由計(jì)算出的 值查出對應(yīng) 曲線上的 b點(diǎn)，進(jìn)而求出縱坐標(biāo)上的 θk值。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù) X 圖 317 M=f(θ)關(guān)系曲線 169。則可得短路過程的熱平衡方程如下： A：導(dǎo)體截面積 l：導(dǎo)體長度； ρ：導(dǎo)體材料電阻率； γ：導(dǎo)體材料密度； c：導(dǎo)體的比熱容； ? 將上式整理可得： ? ?? ?020020l n 1l n 1k k kN N NcMcM? ? ? ?? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ????? ? ????????? ? ?????? ?? ?0000001 : 0:1 : 0:ooCc c c Cc? ? ? ? ??????????時(shí) 的 電 阻 率 ；的 溫 度 系 數(shù) ；導(dǎo) 體 時(shí) 的 比 熱 容 ；的 溫 度 系 數(shù) ；? 在導(dǎo)體材料確定后， M值僅為溫度的函數(shù)； ? Mk、 MN值可查曲線。 169。 ? 對于非周期分量的假想時(shí)間 tjfi可按下各式計(jì)算： 169。 tb:隨保護(hù)種類不同而不同。將上式改為： tj：短路電流作用的假想時(shí)間； tjz：短路電流周期分量作用的時(shí)間； tjfi：短路電流非周期分量作用的時(shí)間； 169。 ? 短路作用時(shí)間為 t1 － t0；則在此時(shí)間段產(chǎn)生的熱量： Ikt：短路全電流； R：導(dǎo)體電阻 ? 由于 Ikt在短路過程中并不是常數(shù)，其變化較復(fù)雜。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù) X R dtIQ tt?? 102ktk ? ?22k j jz jf i k z k f i0 .2 4 0 .2 4Q I R t I R t t Q Q??? ? ? ? ?? 要求 θk，必先求 τk。它表示載流導(dǎo)體通過短路電流期間及切斷電流后溫度變化的情況。max / 0c 導(dǎo)體長期允許 工 作 溫 度 θN / 0c 熱穩(wěn)定系數(shù) C 值 鋁母線及導(dǎo)線、硬鋁及鋁錳合金 硬銅母線及導(dǎo)線 200 300 70 70 87 171 鋼母線（不與電器直接連接） 鋼母線（與電器直接連接） 410 310 70 70 70 63 10kV鋁心油浸紙絕緣電纜 10kV銅心油浸紙絕緣電纜 200 220 60 60 95 165 6kV鋁心油浸紙絕緣電纜及 10kV鋁心不滴流電纜 200 65 90 6kV銅心油浸紙絕緣電纜及 10kV銅心不滴流電纜 220 65 150 3kV以下鋁心絕緣電纜 3kV以下銅心絕緣電纜 200 250 80 80 鋁心交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜 銅心交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜 200 230 90 90 80 135 鋁心聚氯乙烯絕緣電纜 銅心聚氯乙烯絕緣電纜 130 130 65 65 65 100 表 33 導(dǎo)體或電纜的長期允許工作溫度和短路時(shí)允許的最高溫度 169。 169。 見表 3－ 3。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù) X ? 因?yàn)槎搪芬院罄^電保護(hù)裝置很快動作 ， 切除故障 ，因此短路持續(xù)時(shí)間很短 ， 短路電流產(chǎn)生的大量熱量來不及散發(fā)到周圍介質(zhì)中 ， 可以認(rèn)為全部熱量被導(dǎo)體吸收 ， 用來使導(dǎo)體的溫度升高 。 ? 因此，對電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體都有規(guī)定的最高允許溫度。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù) X ? 電流通過電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時(shí)，由于電阻損耗、渦流以及磁滯損耗等轉(zhuǎn)變成熱能，使電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的溫度升高。當(dāng)成套設(shè)備允許 極限通過電流峰值 大于 短路電流沖擊值 時(shí)，或成套設(shè)備允許 極限通過電流有效值 大于 短路沖擊電流有效值 時(shí)，設(shè)備的機(jī)械強(qiáng)度就能承受沖擊電流的電動力，即電氣設(shè)備滿足動穩(wěn)定的要求。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù) X ? 對于成套電氣設(shè)備，因其長度、導(dǎo)線間的中心距、形狀系數(shù)均為定值，故此力只與電流大小有關(guān)。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù) X ? 考慮 最嚴(yán)重的情形 ， 即在三相短路情況下 ， 導(dǎo)體中流過沖擊電流時(shí) ， 所承受的最大電動力為： ?上式就是選擇校驗(yàn)電氣設(shè)備和母線在短路電流作用下所受沖擊力效應(yīng)的計(jì)算依據(jù) 。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù) X ?供配電系統(tǒng)中最常見的是三相導(dǎo)體平行布置在同一平面里的情況 。 169。 當(dāng)導(dǎo)體長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于導(dǎo)體間距時(shí)，可以忽略導(dǎo)體形狀的影響，即 k ＝ 1 。 169。 ? 熱效應(yīng) ， 可能使其絕緣強(qiáng)度降低 ， 加速絕緣老化甚至損壞 。 Mshshsh iii .. ???第七節(jié) 供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的 選擇及校驗(yàn) 169。 169。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù) X *ME? 電動機(jī)提供 的沖擊短路電流為 ? 式中： ：電動機(jī)額定電流標(biāo)么值：電動機(jī)的次暫態(tài)電抗標(biāo)么值：電動機(jī)的次暫態(tài)電勢擊系數(shù)：電動機(jī)的短路電流沖MNMMMshMNMMMshMshIXEkIXEki.**..**..2?電機(jī)種類 同步 異步 調(diào)相機(jī) 綜合負(fù)載 *MX高壓電動機(jī)： 。 169。 ? 接在短路點(diǎn)附近運(yùn)行的電動機(jī)的反電勢可能大于電動機(jī)所在處的系統(tǒng)殘壓，此時(shí)電動機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)，向短路點(diǎn)饋送短路電流。 第六節(jié) 感應(yīng)電動機(jī)對短路電流 的影響 169。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù) X 圖 3－ 8 沖擊系數(shù) ksh與 X∑∕R∑比值的關(guān)系曲線 169。 ksh值可通過求出 X∑∕R∑比值后在圖 38中的曲線查出 ，也可按下式直接計(jì)算： 一般可取為 。 ? 低壓系統(tǒng)元件的電阻多以毫歐計(jì) ， 因此 用有名值法 比較方便 。中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院電氣工程研究所 供電技術(shù) X 低壓電網(wǎng)短路計(jì)算的特點(diǎn) ? 配電變壓器一次側(cè)可以作為無窮大容量電源供電來考慮； ? 電阻值較大 ， 電抗值較?。划?dāng) XR/3時(shí)才計(jì)算 X的影響 。 169