载流导体短路时发热计算VIP专享VIP免费

《风电厂电气系统》第三章常用计算的基本理论和方法第二节载流导体短路时发热计算《风电厂电气系统》第三章常用计算的基本理论和方法第二节载流导体短路时发热计算教学内容本节教学内容一、导体短路时发热过程二、短路电流热效应Qk的计算首页《风电厂电气系统》第三章常用计算的基本理论和方法第二节载流导体短路时发热计算一.导体短路时发热过程第二节载流导体短路时发热计算导体的短时发热，是指短路开始至短路切除为止，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量要多得多，导体温度升得很高。短时发热计算的目的，就是确定导体可能出现的最高温度。《风电厂电气系统》第三章常用计算的基本理论和方法第二节载流导体短路时发热计算一.导体短路时发热过程一、导体短路时发热过程短时发热的特点是：发热时间很短，发出的热量来不及向周围介质散布。因此耗失的热量可以不计，基本上是一绝热过程。即导体产生的热量，全部用于使导体温度升高。由于导体温度升得很高，温度变化很大，电阻和比热容会随温度而变，故不能作为常数对待。《风电厂电气系统》第三章常用计算的基本理论和方法第二节载流导体短路时发热计算一.导体短路时发热过程（1）发热时间很短，电流比正常工作电流大的多，导体产生的热量来不及散失到周围介质中去，全部用来使导体温度升高，散热量可以忽略不计。（2）在短时间内，导体的温度快速升高，其电阻和比热容（温度变化1℃，单位质量物体吸热量的变化量）不再是常数而是温度的函数。导体短路时发热有下列特点:《风电厂电气系统》第三章常用计算的基本理论和方法第二节载流导体短路时发热计算一.导体短路时发热过程导体短时发热过程中的热量平衡关系是：电阻损耗产生的热量=导体的吸热量，即wRQQ短时发热过程中，导体的电阻和比热容与温度的函数关系为SR1)1(0θ)1(0θcc在时间dt内，由上式可得:ddθθ2ktmctRi(J/m)《风电厂电气系统》第三章常用计算的基本理论和方法第二节载流导体短路时发热计算一.导体短路时发热过程d)1(d)1(002ktSlctSlIm将R、c及m的值代入式(3－31)，即得导体短路时发热的微分方程式Ikt－短路电流全电流的有效值（A）；S－导体的截面积（m2）;ρm－导体材料的密度(kg/m3)；ρ0和c0分别为导体在0℃时的电阻率（Ω·m）和导体在0℃时的比热容[J/(kg·℃)]；α和β分别为ρ0和c0的温度系数（℃-1）。式中：《风电厂电气系统》第三章常用计算的基本理论和方法第二节载流导体短路时发热计算一.导体短路时发热过程整理得:d11d1002kt2mctISdctIShWmt11d10002kt2k对上式两边积分，时间从0到tK，温度对应从θW升到θh，得WWmhhmcc)1ln()1ln(200200将上式改写为WhAAQSk21其中tIQtdk02ktkQk称为短路电流热效应。《风电厂电气系统》第三章常用计算的基本理论和方法第二节载流导体短路时发热计算一.导体短路时发热过程hhmhcA)1ln(200wwmwcA)1ln(200可以看出：Ah和Aw具有相同的函数关系,有关部门给出了常用材料的θ=f(A)曲线，如图3-13所示。短路终了时的A值为:k21QSAAwh图3-13《风电厂电气系统》第三章常用计算的基本理论和方法第二节载流导体短路时发热计算一.导体短路时发热过程根据θ=f(A)曲线计算短时发热最高温度的方法：（１）由短路开始温度θw（短路前导体的工作温度），查出对应的值Aw；（２）如已知短路电流热效应Qk，可按式（3-34）计算出Ah；（３）再由Ah查出短路终了温度θh，即短时发热最高温度。如果θh<θal，导体不会因短时发热而损坏，称之满足热稳定要求。《风电厂电气系统》第三章常用计算的基本理论和方法第二节载流导体短路时发热计算二.短路电流热效应Qk的计算二、短路电流热效应的计算kQ短路电流的热效应为:dtIQktoktk21.等值时间法eqtoktktIdtIQk22《风电厂电气系统》第三...