动稳定和热稳定的计算.

合集下载

母线电动力及动热稳定性计算

母线电动力及动热稳定性计算1 目的和范围本文档为电气产品的母线电动力、动稳定、热稳定计算指导文件，作为产品结构设计安全指导文件的方案设计阶段指导文件，用于母线电动力、动稳定性、热稳定性计算的选型指导。

2 参加文件表13 术语和缩略语表24 母线电动力、动稳定、热稳定计算4.1 载流导体的电动力计算4.1.1 同一平面内圆细导体上的电动力计算➢ 当同一平面内导体1l 和2l 分别流过1I 和2I 电流时（见图1），导体1l 上的电动力计算h F K I I 4210πμ=式中 F ——导体1l 上的电动力（N ）0μ——真空磁导率，m H 60104.0-⨯=πμ；1I 、2I ——流过导体1l 和2l 的电流（A ）；h K ——回路系数，见表1。

图1 圆细导体上的电动力表1 回路系数h K 表两导体相互位置及示意图h K平行21l l =∞=1l 时，al K h 2=∞≠1l 时，⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=l a l a a l K h 2)(1221l l ≠222)()(1la m l a l a K h ++-+=22)()1(lam +--la m =➢ 当导体1l 和2l 分别流过1I 和2I 电流时，沿1l 导体任意单位长度上各点的电动力计算f 124K f I I dμ=π式中 f ——1l 导体任意单位长度上的电动力（m N ）；f K ——与同一平面内两导体的长度和相互位置有关的系数，见表2。

表2 f K 系数表4.1.2 两平行矩形截面导体上的电动力计算两矩形导体（母线）在b ＜＜a ，且b ＞＞h 的情况下，其单位长度上的电动力F 的计算见表3。

当矩形导体的b 与a 和h 的尺寸相比不可忽略时，可按下式计算712210x L F I I K a-=⨯ 式中 F -两导体相互作用的电动力，N ； L -母线支承点间的距离，m ；a -导体间距，m ；1I 、2I -流过两个矩形母线的电流，A ；x K -导体截面形状系数；表3 两矩形导体单位长度上的电动力4.1.3 三相母线短路时的电动力计算三相母线布置在同一平面中，是实际中经常采用的一种布置型式。

10KV母排动稳定计算

电气基础知识:热稳定与动稳定双击自动滚屏发布者：mm发布时间：2006-4-7阅读：387次1.定义:热稳定电流是老的称呼，现称：额定短时耐受电流（I K）在规定的使用和性能条件下，在规定的短时间内，开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的电流的有效值。

额定短时耐受电流的标准值应当从GB762中规定的R10系列中选取，并应该等于开关设备和控制设备的短路额定值。

注：R10系列包括数字1，1.25，1.6，2，2.5，3.15，4，5，6.3，8及其与10n的乘积动稳定电流是老的称呼，现称：额定峰值耐受电流（I P）在规定的使用和性能条件下，开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值。

额定峰值耐受电流应该等于2.5倍额定短时耐受电流。

注：按照系统的特性，可能需要高于2.5倍额定短时耐受电流的数值。

额定短路持续时间（t k）8]开关设备和控制设备在合闸位置能承载额定短时耐受电流的时间间隔。

额定短路持续时间的标准值为2s。

如果需要，可以选取小于或大于2s的值。

推荐值为0.5s,1s,3s和4s。

2.根据额定短时耐受电流来确定导体截面：GB3906[附录D]中公式：S=I/a√错误!θ)TMY 25 31.5 60*6 有人采用:S=I √t k jf 10 /165; k jf :集肤效应系数-TMY 取 1.15 计算结果偏大,建 ∝式中：I--额定短时耐受电流；a —材质系数，铜为 13，铝为 8.5；t--额定短路持续时间； △θ—温升（K ），对于裸导体一般取 180K ，对于 4S 持续时间取 215K 。

则：25KA/4S 系统铜母线最小截面积 S=（25/13）*√4/215=260 mm 231.5KA/4S 系统铜母线最小截面积 S=（31.5/13）*√4/215=330 mm 240KA/4S 系统铜母线最小截面积 S=（40/13）*√4/215=420 mm 263KA/4S 系统铜母线最小截面积 S=（63/13）*√4/215=660 mm 280KA/4S 系统铜母线最小截面积 S=（80/13）*√4/215=840 mm 2接地母线按系统额定短时耐受电流的 86.7%考虑:25KA/4S 系统接地铜母线最小截面积 S=260*86.7% =225mm 231.5KA/4S 系统接地铜母线最小截面积 S=330*86.7% =287mm 240KA/4S 系统接地铜母线最小截面积 S=420*86.7% =370mm 263KA/4S 系统接地铜母线最小截面积 S=660*86.7% =580mm 280KA/4S 系统接地铜母线最小截面积 S=840*86.7% =730mm 2根据以上计算,总结所用 TMY 的最小规格如下:KA 40 63 80系统母线 50*6 80*6 或 60*880*10 100*10接地母线50*5 50*6 50*8 80*8 80*103议采用以上计算.3. 根据额定峰值耐受电流来确定铜母线最大跨距(两个支撑间的最大距离)原则：作用在母线上的作用应力 k g/cm ≤母线允许应力;公式：△j s =1.76L 2i ch2*10-3/aW ≤ △y ;△ y =1400(Cu).700(Al)式中：L —母线支撑间距（cm ）；a —相间距离（cm ）；W ——矩形母线截面系数；i ch ——根据上式导出：L MAX =√1400aw 103/1.76 i ch2=√0.795*106aw/ i ch矩形母线截面系数：１／母线宽度相对时：Ｗ＝０.１６７b 2h;100*10=1.67;80*8=0.8552/母线厚度相对时：Ｗ＝０.１６７bh 2;100*10=16.7;80*8=8.55其中：b(cm): 母线宽度,h(cm): 母线厚度所以:对于 31.5KA 系统,TMY100*10 母线厚度相对时,假定 a=28cm(中置柜), 则:L MIN ==√0.795*106aw/ i ch =240(cm)=2400mm;对于 31.5KA 系统,TMY80*8 母线厚度相对时,假定 a=28cm,则:L MIN ==√0.795*106aw/ i ch =1700mm;对于 40KA 系统,TMY100*10 母线厚度相对时,假定 a=28cm,则:L MIN==√0.795*106aw/i ch=1900mm;TMY80*8母线厚度相对时,假定a=28cm,则:L MIN==√0.795*106aw/i ch=1370mm;各种母线排列的最小跨距(mm)[280mm相距为例]母线厚度相对时母线宽度相对时TMY100*10T MY80*8TMY100*1TMY80*8理论推荐理论推荐理论推荐理论推荐值值值值值值值值31.52400180017001400750700550500 401900140013701200610600430400就是说：1。

动稳定和热稳定

电气的热稳定与动稳定1.定义:热稳定电流是老的称呼，现称：额定短时耐受电流（I K）电流通过导体时，导体要产生热量，并且该热量与电流的平方成正比，当有短路电流通过导体时，将产生巨大的热量，由于短路时间很短，热量来不及向周围介质散发，衡量电路及元件在这很短的时间里，能否承受短路时巨大热量的能力为热稳定（在规定的使用和性能条件下，在规定的短时间内，开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的短路电流的有效值）。

额定短时耐受电流的标准值应当从GB762中规定的R10系列中选取，并应该等于开关设备和控制设备的短路额定值。

注：R10系列包括数字1，1.25，1.6，2，2.5，3.15，4，5，6.3，8及其与10n的乘积动稳定电流是老的称呼，现称：额定峰值耐受电流（I P）短路电流、短路冲击电流通过导体时，相邻载流导体间将产生巨大的电动力，衡量电路及元件能否承受短路时最大电动力的这种能力，称作动稳定（在规定的使用和性能条件下，开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值）。

额定峰值耐受电流应该等于2.5倍额定短时耐受电流。

注：按照系统的特性，可能需要高于2.5倍额定短时耐受电流的数值。

额定短路持续时间（t k）开关设备和控制设备在合闸位置能承载额定短时耐受电流的时间间隔。

额定短路持续时间的标准值为2s。

如果需要，可以选取小于或大于2s的值。

推荐值为0.5s,1s,3s和4s。

式中：I--额定短时耐受电流（A）；a—材质系数，铜为13，铝为8.5；t--额定短路持续时间(S)；△θ—温升（K），对于裸导体一般取180K，对于4S持续时间取215K。

电气设备校验

电气设备校验一、动稳定校验（工业与民用供配电设计手册，第四版，P375）采用短路电流使用计算法校验，需满足下列条件：1、短路点冲击电流（峰值）不应大于电气设备额定峰值耐受电流，即： i p ≤I PI p ：三相短路冲击电流（三相短路峰值电流），kA ；I P ：电气设备额定峰值耐受电流（额定动稳定电流I dyn 或额定机械短路电流I MCSr ），kA 。

2、短路电流在电气设备接线端子上的作用力，不应大于接线端子允许静态拉力额定值，即：F k3≤F th 或F tv F th ：电气设备接线端子允许静态水平力，N ； F tv ：电气设备接线端子允许静态垂直力，N 。

二、热稳定校验（工业与民用供配电设计手册，第四版，P381）采用短路电流使用计算法校验。

1、电气设备能耐受短路电流流过时间内产生的热效应而不至损坏，则认为电气设备满足短路电流热稳定要求，即： Qt ≤I 2t Qt ：短路电流热效应，kA ·s ；I ：电气设备额定短时耐受电流均方根值（开断电流），kA ； t ：额定短时耐受时间，s 。

3、导体和电缆的热稳定校验（1）导体热稳定允许的最小截面积选用不小于计算值的导体截面积，即：3tm in 10CQ S ⨯=m in S ：导体满足热稳定所需的最小截面积，mm 2； t Q ：短路电流产生的热效应，kA 2▪s ；C ：导体的热稳定系数。

（2）电缆热稳定允许的最小截面积选用不小于计算值的电缆截面积，即：5t m in10CQ S ⨯= m in S ：电缆满足热稳定所需的最小截面积，mm 2； t Q ：短路电流产生的热效应，kA 2▪s ；C ：电缆的热稳定系数。

三、电气设备其他要求（工业与民用供配电设计手册，第四版，P385） 1、高压交流断路器（真空断路器、SF6断路器等） ①35kV 及以下：真空断路器或SF6断路器。

②66kV 和110kV ：SF6断路器。

变压器短路时动热稳定计算

高压线圈 3 105 23.05 115.3811672
日期：2006.12.13
中山ABB变压器有限公司
Z0121&Z0366~367变压器短路时动热稳定计算(40MVA 10.5%)
1.动稳定校核：系统短路容量Ps (MVA) 变压器容量P (MVA) 高压侧电压 (KV) 低压侧电压 (KV) 短路阻抗Uk% 内线圈额定电流In (A) 内线圈匝数N 线圈平均直径Dm (mm) 线圈几何高度Hw (mm) 线圈饼数M1 实际内撑条数的一半 m 每饼辐向导线根数nb 每饼轴向导线根数nt 导线厚度b (mm) 导线高度a (mm) 导线硬度经验系数Y 线路阻抗百分数Zs 短路电流稳定值倍数K 短路电流(有效值)Id (A) 最大短路电流Im (A) 最大漏磁通密度Bm (T) 每匝导线单位长度受力Fu (N/m) 内线圈每一线饼的受力Fc (N/mm) 导线的惯性矩 (mm4) 内线圈临界失稳强度Fb (N/mm) 内线圈强度裕度系数 2.热稳定校核： Q1=Q0+2(235+Q0)/(106000/JXJXt-1) t为短路时间 s Q0为线圈的起始温度 ℃ J 为短路电流密度 A/mm2
Q1为短路时线圈最高温度 ℃(要求值<=200 ℃)
Hale Waihona Puke Zs=100P/Ps K=100/(Uk+Zs) Id=InxK Im=Idx1.8x1.414 Bm=1.256xImxNx0.001/Hw Fu=0.5xBmxIm Fc=NxFux0.001/M1 I=nbY xb3 xntxa/12 Fb=1.25x105 xIx(m2-1)/(Dm/2)3 要求：Fb/Fc>=1.8
低压线圈 3 105 15.64 109.7403983

动稳定和热稳定的计算.

额定短时耐受电流的标准值应当从GB762中规定的R10系列中选取，并应该等于开关设备和控制设备的短路额定值。

额定峰值耐受电流应该等于2.5倍额定短时耐受电流。

注：按照系统的特性，可能需要高于2.5倍额定短时耐受电流的数值。

额定短路持续时间（t k）开关设备和控制设备在合闸位置能承载额定短时耐受电流的时间间隔。

额定短路持续时间的标准值为2s。

如果需要，可以选取小于或大于2s的值。

推荐值为0.5s,1s,3s和4s。

2.根据额定短时耐受电流来确定导体截面：GB3906[附录D]中公式：S=I/a√(t/△θ)式中：I--额定短时耐受电流（A）；a—材质系数，铜为13，铝为8.5；t--额定短路持续时间(S)；△θ—温升（K），对于裸导体一般取180K，对于4S持续时间取215K。

动稳定和热稳定校验

动稳定和热稳定校验
电流互感器的热稳定效验只对本身带有一次回路导体的电流互感器进行。

电流互感器热稳定能力常以1秒钟通过的一次额定电流t I 或一次额定电流1N I 的倍数K t 表示，热稳定按下式校验：
2I t Q t K ≥ 或 2()1K I Q t N K ≥ （t=1）
电流互感器内部动稳定能力，常以允许通过的动稳定电流e s i 或一次额定电流最大值（
1N ）的倍数e s K 动稳定电流倍数表示，故内部动稳定可用下式校验
i i e s s h ≥ 或
1K i N e s s h
≥ 由于临相之间电流相互作用，使电流互感器绝缘瓷帽上受到外力的作用，因此，对于瓷绝缘型电流互感器应校验瓷套管的机械强度。

瓷套上的作用力可由一般电动力公式计算，故外面动稳定应满足
721.7310/()F
i l a N a l s h -≥⨯
式中 F a l ─作用于电流互感器瓷帽端部的允许力；
l ─电流互感器出线端至最近一个母线支柱绝缘子之间的跨距。

系数0.5表示互感器瓷套端部承受该跨上电动力的一半。

对于瓷绝缘的母线型电流互感器（如LMC 型），其端部作用力可用下式校验
71.7310/()F
i L a N a l s h c -≥⨯
表5—9 所选60KV 电流互感器的主要参数
安装
地点
型号额定电压 (KV) 额定变流比 (A) 动稳定电流倍数 1S 热稳定电流倍数 60KV 侧 LCWB5-63 60 750~1500 62.5~125 62.5~62.5 注：LCWB5-63型电流互感器为瓷箱式、油纸绝缘，用于额定频率为50HZ ，额定电压为63KV 的电力系统作电流，电能测量和继电保护作用。

母线动热稳定校验

动稳定与热稳定1.定义:热稳定电流是老的称呼，现称：额定短时耐受电流（I K ）在规定的使用和性能条件下，在规定的短时间内，开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的电流的有效值。

额定短时耐受电流的标准值应当从GB 762中规定的R10系列中选取，并应该等于开关设备和控制设备的短路额定值。

注：R10系列包括数字1，1.25，1.6，2，2.5，3.15，4，5，6.3，8及其与10n 的乘积动稳定电流是老的称呼，现称：额定峰值耐受电流（I P ）在规定的使用和性能条件下，开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值。

额定峰值耐受电流应该等于2.5倍额定短时耐受电流。

注：按照系统的特性，可能需要高于2.5倍额定短时耐受电流的数值。

额定短路持续时间（t k ）8]开关设备和控制设备在合闸位置能承载额定短时耐受电流的时间间隔。

额定短路持续时间的标准值为2s 。

如果需要，可以选取小于或大于2s 的值。

推荐值为0.5s,1s,3s 和4s 。

2.根据额定短时耐受电流来确定导体截面：公式：△θt a I S k *= 式中：I k --额定短时耐受电流；a —材质系数，铜为13，铝为8.5；t--额定短路持续时间；△θ—温升（K ），对于裸导体一般取180K ，对于4S 持续时间取215K 。

则：25KA/4S 系统铜母线最小截面积S=（25/13）*√4/215=260 mm 231.5KA/4S 系统铜母线最小截面积S=（31.5/13）*√4/215=330 mm 240KA/4S 系统铜母线最小截面积S=（40/13）*√4/215=420 mm 263KA/4S 系统铜母线最小截面积S=（63/13）*√4/215=660 mm 2接地母线按系统额定短时耐受电流的86.7%考虑:25KA/4S 系统接地铜母线最小截面积S=260*86.7% =225mm 231.5KA/4S 系统接地铜母线最小截面积S=330*86.7% =287mm 240KA/4S 系统接地铜母线最小截面积S=420*86.7% =370mm 263KA/4S 系统接地铜母线最小截面积S=660*86.7% =580mm 2根据以上计算,总结所用TMY 的最小规格如下:∝ jf 10jf 采用以上计算.3.根据额定峰值耐受电流来确定铜母线最大跨距(两个支撑间的最大距离)原则：作用在母线上的作用应力kg/cm≤母线允许应力;公式：△js=1.76L2i ch2*10-3/aW≤△y;△y=1400(Cu).700(Al)式中：L—母线支撑间距（cm）；a—相间距离（cm）；W——矩形母线截面系数；i ch——根据上式导出：L MAX=√1400aw 103/1.76 i ch2=√0.795*106aw/ i ch矩形母线截面系数：１／母线宽度相对时：Ｗ＝０.１６７b2h;100*10=1.67;80*8=0.8552/母线厚度相对时：Ｗ＝０.１６７bh2;100*10=16.7;80*8=8.55其中：b(cm): 母线宽度,h(cm): 母线厚度所以:对于31.5KA系统,TMY100*10母线厚度相对时,假定a=28cm(中置柜),则:L MIN==√0.795*106aw/ i ch=240(cm)=2400mm;对于31.5KA系统,TMY80*8母线厚度相对时,假定a=28cm,则:L MIN==√0.795*106aw/ i ch=1700mm;对于40KA系统,TMY100*10母线厚度相对时,假定a=28cm,则:L MIN==√0.795*106aw/ i ch=1900mm;TMY80*8母线厚度相对时,假定a=28cm,则:L MIN==√0.795*106aw/ i ch=1370mm;各种母线排列的最小跨距(mm)[280mm相距为例]母线厚度相对时母线宽度相对时母线三角排列时(估算)TMY100*1 0 TMY80*8 TMY100*1TMY80*8TMY100*1TMY80*8理论值推荐值理论值推荐值理论值推荐值理论值推荐值理论值推荐值理论值推荐值31. 5 2400 1800 170140750 700 550 500 1300 1200 950 80040 1900 1400 1370 120610 600 430 400 1050 1000 750 700就是说：1。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

电气的热稳定与动稳定
1.定义:
热稳定电流是老的称呼，现称：额定短时耐受电流（I K）
电流通过导体时，导体要产生热量，并且该热量与电流的平方成正比，当有短路电流通过导体时，将产生巨大的热量，由于短路时间很短，热量来不及向周围介质散发，衡量电路及元件在这很短的时间里，能否承受短路时巨大热量的能力为热稳定（在规定的使用和性能条件下，在规定的短时间内，开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的短路电流的有效值）。

额定短时耐受电流的标准值应当从GB762中规定的R10系列中选取，并应该等于开关设备和控制设备的短路额定值。

注：R10系列包括数字1，1.25，1.6，2，2.5，3.15，4，5，6.3，8及其与10n的乘积
动稳定电流是老的称呼，现称：额定峰值耐受电流（I P）
短路电流、短路冲击电流通过导体时，相邻载流导体间将产生巨大的电动力，衡量电路及元件能否承受短路时最大电动力的这种能力，称作动稳定（在规定的使用和性能条件下，开关设备和控制设备在合闸位置能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值）。

额定峰值耐受电流应该等于2.5倍额定短时耐受电流。

注：按照系统的特性，可能需要高于2.5倍额定短时耐受电流的数值。

额定短路持续时间（t k）
开关设备和控制设备在合闸位置能承载额定短时耐受电流的时间间隔。

额定短路持续时间的标准值为2s。

如果需要，可以选取小于或大于2s的值。

推荐值为0.5s,1s,3s和4s。

2.根据额定短时耐受电流来确定导体截面：
GB3906[附录D]中公式：S=I/a√(t/△θ)
式中：I--额定短时耐受电流（A）；a—材质系数，铜为13，铝为8.5；t--额定短路持续时间(S)；△θ—温升（K），对于裸导体一般取180K，对于4S持续时间取215K。

3. 根据额定峰值耐受电流来确定铜母线最大跨距(两个支撑间的最大距离)
原则：作用在母线上的作用应力kg/cm≤母线允许应力；
公式：△js=1.76L2i ch2*10-3/aW≤△y；
△y=1400(Cu).700(Al)
式中：L——母线支撑间距（cm）；a——相间距离（cm）；W——矩形母线截面系数；i ch——额定峰值耐受电流(kA)。

根据上式导出：
L MAX=√1400aw 103/1.76 i ch2=√0.795*106aw/ i ch
矩形母线截面系数：
1/母线宽度相对时：Ｗ＝0.167b2h；100*10=1.67；80*8=0.855
2/母线厚度相对时：Ｗ＝0.167bh2；100*10=16.7；80*8=8.55
其中：b(cm): 母线宽度,h(cm): 母线厚度
所以：对于31.5KA系统,TMY100*10母线厚度相对时,假定a=28cm(中置柜),则:
L MIN==√0.795*106aw/ i ch=240(cm)=2400mm;
对于31.5KA系统,TMY80*8母线厚度相对时,假定a=28cm,则:
L MIN==√0.795*106aw/ i ch=1700mm;
对于40KA系统,TMY100*10母线厚度相对时,假定a=28cm,则:
L MIN==√0.795*106aw/ i ch=1900mm;
TMY80*8母线厚度相对时,假定a=28cm,则:
L MIN==√0.795*106aw/ i ch=1370mm;
各种母线排列的最小跨距(mm)[280mm相距为例]
就是说：
1．母线厚度相对时：
当KYN28-12型产品选用TMY100*10距离1400以内可不加支撑，超过1400必须加支撑；当KYN28-12型产品选用TMY80*8距离1200以内可不加支撑，超过1200必须加支撑；
2．母线宽度相对时：
当KYN28-12型产品选用TMY100*10距离700以内可不加支撑，超过700必须加支撑；
当KYN28-12型产品选用TMY8*8距离500以内可不加支撑，超过500必须加支撑。