【正文】 kW，或電動機群總?cè)萘看笥?100kW，考慮電動機的影響。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 強大的短路電流通過電氣設(shè)備和導(dǎo)體 ， 將產(chǎn)生 : ? 電動力效應(yīng) ， 可能使電氣設(shè)備和導(dǎo)體受到破壞或產(chǎn)生永久性變形 。 ? 為了正確選擇電氣設(shè)備和導(dǎo)體 ， 保證在短路情況下也不損壞 ， 必須校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定 。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 一 、 短路電流的力效應(yīng)和熱效應(yīng) 在空氣中平行放置的兩根長度為 l、 間距為 a的導(dǎo)體中分別通有電流 i1和 i2， 則其相互間的作用力 F(單位 N）可用下面公式來計算： ： 短路電流的力效應(yīng) 721 102???alikiFk：與載流體的形狀和相對位置有關(guān)的 形狀系數(shù) 。 所以僅對母線需要確定其形狀系數(shù)。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 314 矩形母線的形狀系數(shù)曲線 169。 ACBiAiCiBaafB AfB C三 相 導(dǎo) 體 水 平 布 置 中 間 相 受 力 情 況如圖所示當(dāng)三相導(dǎo)體中通以幅值的三相對稱正弦電流時，可以證明中間相受力最大，大小為： 272732 1021. 73 2 10 ,lF k ialk i Na??????169。 NalikFsh ,10)(73 72)3()3( ???169。 ? 因此成套電氣設(shè)備動穩(wěn)定的校驗常用 設(shè)備極限通過電流表示。 NalikF sh ,10)(73 72)3()3( ???169。 ? 當(dāng)發(fā)熱溫度超過一定數(shù)值時，就會引起導(dǎo)體機械強度的下降，絕緣材料的絕緣強度下降，導(dǎo)體連接部分的接觸情況惡化，從而使電氣設(shè)備的使用年限縮短，甚至損壞電氣設(shè)備。 169。 ? 常用的不同金屬導(dǎo)體材料均有規(guī)定的短時發(fā)熱最高允許溫度 。 ? 熱穩(wěn)定校驗實質(zhì)上就是比較短路后導(dǎo)體的 最高發(fā)熱溫度 與其 短時發(fā)熱的最高允許溫度 ， 若前者不超過后者則該設(shè)備熱穩(wěn)定性滿足要求 ， 否則不滿足要求 。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 導(dǎo)體種類和材料 短路時導(dǎo)體允許 最 高 溫 度 θN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 它表示載流導(dǎo)體的溫度對時間的變化曲線。 θ0：導(dǎo)體周圍介質(zhì)溫度； θN：導(dǎo)體額定溫度； θk：導(dǎo)體最高溫度； τN：額定溫升； τk：短路溫升； t0時刻發(fā)生短路， t1時刻短路被切除； 圖 316 短路后導(dǎo)體溫度對時間的變化曲線 169。這便要求找出短路電流作用下發(fā)出的熱量與導(dǎo)體溫升之間的關(guān)系。工程上以短路穩(wěn)態(tài)分量的有效值 I∞代替 Ikt。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 QFbjz tttt ???iTteIi fzfi 2 ??fi22z2fikf i )1()( fi10TeRIR dtiQ Tttt???? ?? 對于無限大容量電源系統(tǒng)，其短路電流周期分量保持不變，即 I∞ ＝ Iz，因此周期分量的假想時間 tjz與短路電流的持續(xù)時間 t相同，也就是保護裝置的動作時間 tb和斷路器切斷電路的實際動作時間(固有分閘時間 )tQF之和。 tQF:慢速動作取 ；其他取 。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 fi22z2fikf i )1()( fi10TeRIR dtiQ Tttt???? ?fi2 0tTe? ?t, 且 Tfi= ，上式變?yōu)椋? jf i2k f i RtIQ ??故： tjfi= 2kf i I R??而由前式可知： 在無限大容量電源供電系統(tǒng)中，當(dāng) tjz1s時，短路電流非周期分量產(chǎn)生的熱量相對于周期分量產(chǎn)生的熱量來說，不宜忽略；但當(dāng) tjz1s時，由于非周期分量衰減很快，產(chǎn)生的熱量有限，相對而言可忽略。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 ??? ?? ??? cdAllAtI? ?Nk2j2 MMAtI ???? 上述分析過程中，假設(shè)了短路過程是一個絕熱過程，即短路電流作用產(chǎn)生的熱量全部轉(zhuǎn)化成了導(dǎo)體的溫升。 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 318 由 θN查 θk的步驟說明 利用圖 317曲線求 k?的步驟 1)從縱坐標(biāo)上找出導(dǎo)體在正常負(fù)荷電流時的溫度 θN值。 橫坐標(biāo)上的 MN值。 169。 m in:jjkNIIA t tCMMC?????與 導(dǎo) 體 材 料 有 關(guān) 的 熱 穩(wěn) 定 系 數(shù) 。 ? t為 設(shè)備出廠時熱穩(wěn)定時間。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 ? 電氣設(shè)備選擇的一般原則 ?按正常工作條件下選擇額定電流 、 額定電壓及型號等 ， ?按短路情況下校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定 。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 （一）按正常工作條件選擇電氣設(shè)備 （ 1）環(huán)境 :選擇電氣設(shè)備時還應(yīng)考慮設(shè)備的安裝地點、環(huán)境及工作條件，合理地選擇設(shè)備的類型，如戶內(nèi)戶外、海拔高度、環(huán)境溫度及防塵、防腐、防爆等。 （ 3）電流 :電氣設(shè)備的額定電流不小于該回路的最大持續(xù)工作電流或計算電流。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 二、供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗 （二）按短路情況進行校驗 1．短路動穩(wěn)定校驗 當(dāng)短路電流通過電氣設(shè)備時，短路電流產(chǎn)生的電動力應(yīng)不超過設(shè)備的允許應(yīng)力，即滿足動穩(wěn)定的條件： 某些設(shè)備 (如電流互感器 )由制造廠家提供動穩(wěn)定倍數(shù) kd，選擇設(shè)備時要求： ( 3 )( 3 )e t s hetshiiii?： 設(shè) 備 出 廠 時 的 最 大 動 穩(wěn) 定 試 驗 電 流 幅 值 ；： 設(shè) 備 安 裝 處 的 短 路 電 流 沖 擊 值( 3 )11TA2shd N TAN TAikII? ； ： 一 次 側(cè) 額 定 電 流 。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 2．短路熱穩(wěn)定校驗 前邊已經(jīng)講過！ 對電流互感器要滿足如下的熱穩(wěn)定關(guān)系： 2211()TAt N TA jtN TAk I t I tkIt????： 產(chǎn) 品 目 錄 中 給 定 的 熱 穩(wěn) 定 倍 數(shù) ；： 一 次 側(cè) 額 定 電 流 ；： 產(chǎn) 品 目 錄 中 給 定 的 熱 穩(wěn) 定 時 間 ；二、供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇及校驗 169。 ? 具體參考表 3－ 4。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 1. 斷路器 ? 高壓斷路器運行時應(yīng)可以開斷短路電流，所以斷路器的額定開斷電流應(yīng)不小于短路電流周期分量的有效值。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 (三 )電氣設(shè)備的選擇與校驗 在選擇高壓斷路器時，除了考慮其額定電壓、額定電流及動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定等因素外，還應(yīng)校驗其斷流容量。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 熱穩(wěn)定性校驗 當(dāng)斷路器在通過最大短路電流時，為使斷路器的最高溫升不超過最高允許溫度，應(yīng)滿足： 22t Q F jI t I t??? （ 4） 斷流容量的校驗 斷路器能可靠切除短路故障的關(guān)鍵參數(shù)是它的 額定斷流容量 。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 ? 按照一般條件選擇 ? 按照短路進行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的校驗。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 在高壓電網(wǎng)中，計量儀表的電流線圈 (如電流表、功率表等 )和繼電保護裝置中繼電器的電流線圈都是通過電流互感器供電的。 電流互感器應(yīng)根據(jù)二次設(shè)備對互感器的精度等級要求以及安裝地點的電網(wǎng)額定電壓與長期通過的最大負(fù)荷電流來選，并按短路條件校驗其動、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 1）電流互感器的額定電壓應(yīng)大于或等于安裝地點的電網(wǎng)額定電壓。 3）電流互感器的測量精度與它的二次側(cè)所接的負(fù)荷大小有關(guān)，即與它接入的阻抗 Z2大小有關(guān)。 5）校驗短路沖擊電流通過它一次繞組時在出線瓷帽處出現(xiàn)的應(yīng)力 F是否低于絕緣瓷帽上給定的最大允許應(yīng)力Fal(產(chǎn)品說明書上給出 ) ( 3 ) 2 7a l s h0 . 5 1 . 7 3 2 ( ) 1 0lF F ia?? ? ? ?磁帽與間距為 l的絕緣子之間的分布系數(shù)。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 169。為了保護電壓互感器，在高、低壓兩側(cè)均裝設(shè)熔斷器來切除內(nèi)部故障。 2)合適的類型：戶內(nèi)型、戶外型。即 22N T V 2 i i i i1ii( c os ) ( si n )c osniS S S SS?????? ? ??、 ： 二 次 側(cè) 所 連 接 儀 表 并 聯(lián) 線 圈所 消 耗 的 功 率 及 功 率 因 數(shù) ， 可 查 手 冊 。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 ? 電壓互感器的測量誤差隨二次側(cè)負(fù)荷不同而改變。 ? 一般互感器的額定容量通常只有幾十～幾百伏安！所謂互感器的額定容量，是指對應(yīng)于最高準(zhǔn)確度等級時的容量。 ? 由于互感器兩側(cè)均裝有熔斷器，故不需要進行短路條件下的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗。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 (1)母線材料和類型選擇 ? 母線的材料常用的有銅和鋁 。 而電流不大的支干線或低壓系統(tǒng)的中性線則有時也采用鋼母線 。 ? 三相母線有水平布置和垂直布置兩種布置方式 ， 有立放和平放放置方式 。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－ 19 母線在絕緣子上的設(shè)置 a）單條矩形 b) 兩條矩形 c) 楔形 169。 ? 對于平均負(fù)荷較大，線路較長的 主母線 ，則可按經(jīng)濟電流密度選擇。 (2)母線截面選擇 按經(jīng)濟電流密度選擇母線截面 式中： AJn—經(jīng)濟截面 （ mm2） ； —通過母線的計算電流 （ A） ； —經(jīng)濟電流密度 （ A/ mm2） 。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 支柱式絕緣子在 4個或 4個以上時： 10)3( lFM ?三個支柱絕緣子： 8)3( lFM ?母線材料在彎曲時產(chǎn)生的計算應(yīng)力 : wM??al???(2)母線動穩(wěn)定校驗 M：最大彎曲力矩； F(3)：三相短路時的作用力； l：母線同一相支持絕緣子之間距離。當(dāng)矩形母線豎放時， w=b2h/6，橫放時 w=bh2/6，對直徑為 d的圓形母線， w=。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 ? 校驗時，如果不滿足要求，則必須采取措施以減小母線計算應(yīng)力，具體方法有： ① 降低短路電流 ， 但需增加電抗器； ② 增大母線相間距離 ， 但需增加配電裝置尺寸； ③ 增大母線截面 ， 但需增加投資； ④ 減小母線跨距尺寸 ， 但需增加絕緣子； ⑤ 將立放的母線改為平放 ， 但散熱效果變差 。 169。 短路時 單位長度 的電動力： 設(shè)力矩： 則： 169。 式中： A， Amin—母線截面積及最小允許截面 (mm2)； —熱穩(wěn)定系數(shù) 。 m in jIA A tC???Cjt?I16