1、载流导体的发热和电动力
▉一、导体短路时发热过程
电阻损耗产生的热量=导体的吸热量，即
QR Qw
在时间dt内导体温度上升了dθ ，由上式可得:
i Rθ d t mcθ d
2 kt
(J/m)
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
cθ c0 (1 )，c0为0C时的比热容，为c0的温度系数
▉ 导体的发热和散热
1. 发热
导体的发热主要来自导体电阻损耗的热量和太阳日照 的热量。 （1）导体电阻损耗的热量QR； （2）太阳日照产生的热量。 2. 散热 散热的过程实质是热量的传递过程，其形式一般由三种: （1）传导。使热量由高温区传至低温区。 （2）对流。在气体中，各部分气体发生相对位移将 热量带走的过程。 （3）辐射。热量从高温以热射线方式传至低温物体 的传播过程。
将上式改写为
1 Qk Ah AW 2 S
2 Qk ikt dt 0 tk
其中
Qk称为短路电流热效应，tk为短路持续时间。
▉一、导体短路时发热过程
c0 m Ah ln(1 h ) h 2 0 c0 m Aw ln(1 w ) w 2 0
非周期分量等效时间T
短路点
tk
T/s ≤0.1s t k >0.1s
发电机出口及母线
发电机升高电压母线及出线发电机电压电抗器后 变电站各级电压母线及出线
0.15
0.08 0.05
0.2
0.1
当tk >1s时，导体的发热主要由周期分量热效应来决定， 非周期分量热效应可略去不计。
第二节 导体的长期发热
一、导体的温升过程 二、导体的载流量 三、提高导体载流量的措施
▉ 导体的温升过程—（1）
导体在未通过电流时，其温度和周围介质温度相同。当
通过电流时，由于发热，使温度升高，并因此与周围介质产
生温差，热量将逐渐散失到周围介质中去。在正常工作情况 下，导体通过的电流是持续稳定的，因此经过一段时间后，
W
对上式两边积分，时间从0到 tK ，温度对应从θ 到θ h ，得 c0 m h 1 1 tk 2 i dt d 2 0 kt S 0 W 1
升
c0 m c0 m ln( 1 ) ln( 1 ) W h h W 2 2 0 0
的短路电流，在短路故障被切除前的短时间内，电气设备
要承受短路电流产生的发热和电动力的作用。
▉ 发热和电动力对电气设备的影响
2. 电气设备工作中的三种损耗
（1）“铜损”，即电流在导体电阻中的损耗； （2）“铁损”，即在导体周围的金属构件中产生的磁 滞 和涡流损耗； （3）“介损”，即绝缘材料在电场作用下产生的损耗。
▉ 二、短路电流热效应Qk的计算
2）短路电流非周期分量的热效应为:
2 Qnp I np 2 dt I tnp 0 tk
因短路电流非周期分量有效值为:
I np 2 I e
t Ta
将Inp代入Qnp积分式，整理后得：
Qnp I t
2 np 2t k Ta I 2 1 e Ta
式中Ta取为0.05，当tk>0.1s时， e I 2 2 t 0 . 05 0 . 05 于是由上式可得: np 2 I
2t k Ta
0
▉ 二、短路电流热效应Qk的计算
2.实用计算法（大系统电流用）
1）周期分量的热效应
由数学分析可知，任意曲线y＝f(x)的定积分，可采用辛 卜生法 近似计算，即 ： b ba a f ( x) d x 3n [( y0 yn ) 2( y2 yn2 ) 4( y1 yn1 )] 若n=4，
（2）接触电阻增加。
（3）绝缘性能下降。
▉ 发热和电动力对电气设备的影响
4.电气设备流过短路电流时的巨大危害
（1）载流部分可能因为电动力而振动，或者因电动力所 产生的应力大于其材料允许应力而变形，甚至使绝缘部件 （如绝缘子）或载流部件损坏。 （2）电气设备的电磁绕组，受到巨大的电动力作用，可 能使绕组变形或损坏。 （3）巨大的电动力可能使开关电器的触头瞬间解除接触 压力，甚至发生斥开现象，导致设备故障。 （4）巨大的短路电流会迅速烧坏载流导体及电气设备。
式中：
ikt －短路电流全电流（A）； S －导体的截面积（m2）;
ρ
m
－导体材料的密度(kg/m3)；
ρ 0 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ρ
0
和c0的温度系数（℃-1）。
▉一、导体短路时发热过程
整理得:
c0 m 1 1 2 i dt d 2 kt S 0 1
这些损耗都转换为热能，使电气设备的温度升高。本
章主要讨论铜损发热问题。
▉ 发热和电动力对电气设备的影响
3. 电气设备工作时的两种发热及不良影响
电气设备由正常工作电流引起的发热称为长期发热，由 短路电流引起的发热称为短时发热。发热不仅消耗能量，而 且导致电气设备的温度升高，从而产生不良的影响： （1）机械强度下降。
称为导体载流量的温度修正系数。
I N -实际环境温度为时的导体允许电流, 见下表 I N -计算环境温度为0时的导体允许电流，0见下表
N -导体长期发热允许温度,见下表
▉ 导体的载流量
对于母线、电缆等均匀导体的载流量IN，通常查表求 取。国产的各种母线和电缆截面已标准化，根据标准截面 和导体计算环境温度为25°C及最高发热允许温度θ N为 70°C，编制了标准截面允许电流表。 如果导体的实际环境温度θ 与计算环境温度θ 0不同 或铺设条件不同时，允许电流应进行校正如下： N I N I N K I N N 0
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， 如图所示。 短路终了时的A值为:
1 A h A w 2 Qk S
▉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θ w（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 ，可按上式计算出Ah ； （３）再由Ah查出短路终了温度θ h ，即短时发热最高温度。 如果θ h <θ Nk（导体 短路时允许温度） ，导 体不会因短时发热而损 坏，称之满足热稳定要 求。
当通过导体的最大工作电流为Imax时，导体长期发 热运行温度则计算如下： I max 2 max ( N 0（ ) ） I N
▉ 导体的短时发热计算
一、导体短路时发热过程 二、短路电流热效应Qk的计算
▉一、导体短路时发热过程
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。 短时发热的特点： （1）发热时间很短，发出的热量来不及向周围介 质散布，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。 （2）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，故它们不能作为常数对待。
θ (℃) 400 300 θ h 200 θ w 100 0 Aw Ah 2 铝
铜
1 Qk S2
3
4
5×1016 A[J/(Ω m4)]
▉ 二、短路电流热效应Qk的计算
1.等值时间法（小系统电流用）
Qk i dt I t
o 2 kt
tk
2 eq
短路全电流ikt是由短路电 流周期分量ip和非周期分量inp组 成,相应的等值时间也可分为两 部分,即
（1）温升过程是按指数曲 线变化，开始阶段上升很快， 随着时间的延长，其上升速度 逐渐减小。 （2）对于某一导体，当通 过的电流不同，发热量不同， 稳定温升也就不同。电流大 时，稳定温升高；电流小时， 稳定温升低。 （3）大约经过（3～4）T 的时间，导体的温升即可认为 已趋近稳定温升τW。
▉ 导体的载流量
Qk ikt dt
2 tk tk
teq t p tnp
0
0
I
2 p
2 2 2 2 2 I np teq I t p +I tnp t p tnp =I dt I
tp－短路电流周期分量发热的等值时间(s); tnp－短路电流非周期分量发热的等值时间(s)
。
▉ 二、短路电流热效应Qk的计算
1）短路电流周期分量的热效应:
tk
0
2 I p 2 dt I tp
等值时间tp除了与短路切除 时间tk有关外，还与短路电流的 衰减特性 =I/I有关。 tp=f(tk, )的关系已作成曲线， 如图所示。
tk大于5s时tp按下式计算
t p t p 5s tk 5
I 2R 导体长期通过电流Ⅰ时,稳定温升为 。由此可知： F
导体的稳定温升，与电流I的平方和导体材料的电阻R成正比， 而与总换热系数a和换热面积F成反比。 导体允许的长期工作电流为：
I N I N
式中， K
N N 0
N K I N N 0
▉ ▉ ▉ ▉ 电气设备的两种工作状态 电气设备工作中的三种损耗 电气设备工作时的两种发热及不良影响 电气设备流过短路电流时的巨大危害
二、导体的发热和散热
▉ 发热
▉ 散热
▉ 发热和电动力对电气设备的影响
1. 电气设备在运行中的两种工作状态
发电厂电气部分(4)
4—4导体短时发热
一、短时发热过程 1.概念：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 2.特点： ①短时：时间很短 ②绝热过程：所有发出的热量都用来使导体温度升高 ③变量过程：因温度变化很快，电阻和电容也随温度变化
3.热平衡方程 Qr=Qw （W/m）
在时间dt内： I2KtRθdt=mCθdθ (J/m)
1.三相导体附近钢构中的损耗 ①磁场强度分布不均匀，正对导体下的磁场强度最大Hmax， 中间的磁场强度最小Hmin 原因：钢构的去磁效应，集肤效应以及相邻导体的影响。 ②H的制约因素： Hmax=hmaxIw/a h：磁场强度系数 a、 导体与钢构的距离d； c、钢构横截面周长u有关 b、 相间距离a； Hmin=hminIw/a
3.全连式分相封闭母线的优点
①运行可靠性高 ②短路时母线间的电动力大大降低
③壳外磁场受外壳电流的屏蔽作用而减弱，可改善母线附近钢构的发热 ④安装和维护工作量小
4.缺点
①散热条件差 ③金属消耗量增加 ②外壳产生损耗
二、母线周围的磁场
1.壳外磁场：外壳环流可削弱壳外磁场 2.壳内磁场：外壳涡流可屏蔽剩余电流的交流分量产生的磁场
欲求对应的最高温度θf，则只需求QK和Ai即可，求法如下： ①根据θ=f(A)曲线，从某一最初 温度θi查出Ai ②计算QK/ S2，并与Ai相加，便得Af ③再通过曲线θ=f(A)查得对应的温度 θf，便是所求得最高温度
三、热效应QK的计算方法
1.等值时间法
2.实用计算法
1.等值时间法
取短路电流的热效应∫0tkI2Ktdt等于稳态电流在一段相应时间内 产生的热效应，这样一段时间有叫等值时间tkz
4 Qr：辐射换热量 Qr =5.3ε[（273+tw/100）4–（273+t0/100）4]Fr (W/m)
2章-导体发热
0.65
（2-7）
VD 0.13 ν
式中 λ---空气的导热系数，当气温为20℃时，λ=2.52×10-2W/(m· ℃)；
D---圆管外径，m； Nu---努谢尔特准则数，是传热学中表示对流散热强度的一个数据； V---风速，m/s；
ν---空气的运动黏度系数，当空气温度为20℃时，ν=15.7×10-6m2/s。
（2）增大散热面积。 相同截面积，矩形导体的表面积大于圆形的 矩形导体竖放的表面积大于平放的 （3）增大复合散热系数：强迫对流、表面涂漆
P373、P374 附表1、2
[例2-1] 屋内配电装置中装有100mm×8mm的矩形铝导体。 导体正常运行温度为θw=70℃，周围空气温度为θ0=25℃，试 计算该导体的载流量。
对流散热系数为
α1=1.5(θw-θ0)0.35=1.5 ( 70-25 )0.35=5.6848 [W/(m2· ℃)]
所以由式(2-5)得对流散热量
Q1=α1（θw-θ0）Fl=5.6848 ( 70-25 )×0.216=55.26 ( W/m )
[例2-1] 屋内配电装置中装有100mm×8mm的矩形铝导体。 导体正常运行温度为θw=70℃，周围空气温度为θ0=25℃，试 计算该导体的载流量。
0
t Tr t Tr
对应于时间t的温升:
w (1 e
稳定温升
) ke
I 2R w wF
导体发热时间常数 若 t
w
mc Tr wF
导体长期发热的特点
1 ）导体通过电流 I后，温度开 始 升 高 ， 经 过 （ 3 ～ 4 ） 倍 Tr (时间常数)，导体达到稳定发 热状态； 2 ）导体升温过程的快慢取决 于导体的发热时间常数，即与 导体的吸热能力成正比，与导 体的散热能力成反比，而与通 过的电流大小无关； 3 ）导体达到稳定发热状态后， 由电阻损耗产生的热量全部以对 流和辐射的形式散失掉，导体的 温升趋于稳定，且稳定温升与导 体的初始温度无关。
发电厂电气部分第三章
学习目的：
了解发热对电气设备的影响、导体短路时电动力的危害；
掌握常用计算的基本原理和方法，包括载流导体的发热和电 动力理论。
本章主要内容：
导体载流量和运行温度计算 载流导体短路时发热计算 载流导体短路时电动力计算 电气设备及主接线的可靠性分析 技术经济分析
第一节 导体载流量和运行温度计算
=0.0436Ω
由 f 50 33.88 及 b 8 0.08
Rdc 0.0337
h 100
查集肤系数曲线得：Kf 1.05 R acKfR d c1.0 5 0.041 33 0 6 0.04 517 03Ω/m
（2）对流换热量
对流换热面积为 F c 2 ( A 1 A 2 ) ( 2 1/ 1 0 0 2 0 8 / 0 1) 0 m 0 2 / 0 m 0 .2 01 m2/m6 对流换热系数为
令：Tr
mc
wF
—导体的热时间常数
I2R(1eTtr wF
t
)ke Tr
由上式可得出导体温升曲线如下图所示：
I2R(1eTtr
wF
t
)ke Tr
其中：Tr
mc
wF
—导体的热时间常数
由温升变化曲线可得出 如下结论：
（1）温升起始阶段上升很快， 但是随着时间的延长，上升速 度降低。
（2）稳定温升时间理论上而言是无穷的，实际上，当大于 3~4倍热时间常数时，其温升即可视为稳定。
解得：
tm wFclnII2 2R R w wF F((kt 0 0))
tm wFc lnII2 2R R w w F F(( k t 0 0)) 设开始温升为：
k
k
发电厂电气部分昆工电自题库
第一章概述电力网=变电所+送电线路+用户电力系统=发电厂+变电所+输电线路+用户动力系统=电力系统+动力装置1、一次电气设备定义: 通常把生产、变换、输送、分配和使用电能的设备，如发电机、变压器和断路器等称为一次设备。
(1)生产和转换电能的设备。
如发电机、电动机、变压器。
(2)接通或断开电路的开关电器。
如断路器、隔离开关、负荷开关，熔断器、接触器等，它们用于正常或事故时，将电路闭合或断开。
(3)限制故障电流和防御过电压的保护电器。
如限制短路电流的电抗器和防御过电压的避雷器等。
(4)载流导体。
如传输电能的裸导体、电缆等。
(5)接地装置。
无论是电力系统中性点的工作接地，还是保护人身安全的保护接地，均同埋入地中的接地装置相连。
2、二次设备定义:对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备,称为二次设备。
(1)仪用互感器，如电压互感器和电流互感器，可将电路中的高电压、大电流转换成低电压、小电流，供给测量仪表和保护装置使用。
(2)测量表计，如电压表、电流表、功率表和电能表等，用于测量电路中的电气参数。
(3)继电保护及自动装置，这些装置能迅速反应系统不正常情况并进行监控和调节或作用于断路器跳闸，将故障切除。
(4)直流电源设备，包括直流发电机组、蓄电池组和硅整流装置等，供给控制、保护用的直流电源和厂用直流负荷、事故照明用电等。
(5)操作电器、信号设备及控制电缆，如各种类型的操作把手、按钮等操作电器实现对电路的操作控制，信号设备给出信号或显示运行状态标志，控制电缆用于连接二次设备。
3、电气接线电气接线--各种电气设备依其电力生产中的作用、功能等要求连接成的电路。
用规定的图形、文字符号描述电气设备，按一次(二次)电路的实际连接而绘制出的电路图。
一般画成单线图形式(局部三线)电气主接线- --由一次设备，如发电机、变压器、断路器等，按预期生产流程所连成的电路(又称为一次主回路，一次主接线)二次接线--由二次设备所连成的电路(或称二次回路)4、配电装置配电装置一根据电气主接线的连接方式和要求，由开关电器、母线、保护和测量设备以及必要的辅助设备和建筑物组建而成的总体电气装置。
第四章 载流导体的发热、电动力
非周期分量等效时间T(s)
T(s) 短路点 td≤0.1 发电机出口及母线 发电机电压电抗器 后 发电厂升高电压 母线及出线 变电所各级电压 母线及出线
中国电力出版社
td>0.1
0.15
0.2
0.08
0.1
0.05
短路电流热效应Qk的计算举例
例4.4 发电机出口的短路电流I“(0)=18（kA）， I（0.5）=9（kA），I（1）=7.8（kA），短路电流持续 时间td=l（s），试求短路电流热效应。 解：短路电流周期分量热效应：
中国电力出版社
载流导体热稳定校验举例
例4.5：截面为150×10-6(m2)的10kV铝芯纸绝缘电 缆，正常运行时温度θL为50℃，短路电流热效应 为165.8(kA2·s)，试校验该电缆能否满足热稳定要 求。 解：由图查得AL=0.38×1016 (A2·s／m4)
Qk Ah = AL + 2 = 0.38 × 1016 + 165.8 × 106 /(150 ×10 -6 ) 2 S = 1.12 × 1016 (A 2 ⋅ s/m 4 )
• 例4.6 10kV铝芯纸绝缘电缆，截面 S 为150×10 6 (m2)，Q =165.8(kA2·s)。试用最小允许截面法校 k 验导体的热稳定。 解：由表中查得C=97×106
S min Qk 165.8 × 10 6 = 132.7 × 10 −6 (m 2 ) = = C 97×106
• 由于电缆截面 S=150×106(m2)>Smin=132.7×106(m2) • 所以热稳定满足要求。
中国电力出版社
导体额定电流IN的修正
• 当周围介质的温度θ0 不等于规定的周 围介质极限温度θtim时，应将导体额定 电流IN乘以修正系数Kl。 • 当实际并列敷设的电缆根数不是1时，IN 还要乘以修正系数K2。 • 如果还有其它因素要考虑时，还要乘以 其它的修正系数。
第八章 载流导体的发热电动力及选择PPT课件
9 7 5 3 0 0 6 1
7 2 05
9 0 .8 0 6 1 59 .6 8 A 55
中国电力出版社
载流导体的长期发热计算举例
• 例8.2 铝猛合金管状裸母线 ，直径为Ф120／
110（mm）,最高容许工作温度80℃时的额定载流 量是2377(A)。如果正常工作电流为1875(A),周
td
1 S2
I2fdtmC 00h(11 )d
0
l
中国电力出版社
短时发热过程
• 左边的 I2f dt与短路电流产生的热量
成正比，称为短路电流的热效应，用Qk 表示。右边为导体吸热后温度的变化。
中国电力出版社
短路电流热效应Qd的计算
td
td
td
Q kI2 fd t Ip 2d t t i2 fpdt tQ pQ np
中国电力出版社
一、载流导体的长期发热
1. 导体中通过负荷电流及短路电流时温度的变化
中国电力出版社
正常负荷电流的发热温度的计算
L0(N0)(IIN 'L)2
• 式中
θ0---导体周围介质温度； θN---导体的正常最高容许温度； IL ---导体中通过的长期最大负荷电流； IN′ ---导体容许电流，为导体额定电流IN
载流导体的发热
➢发热对导体和电器产生的不良影响包括： (1)机械强度下降 (2)接触电阻增加 (3)绝缘性能降低
➢导体最高允许温度 为了保证导体可靠地工作，必须使其发热 温度不得超过一定数值，这个限值叫做最 高允许温度。
中国电力出版社
导体最高允许温度的规定
导体的正常最高允许温度θN : 一般不超过+70℃。 在计及太阳辐射(日照)的影响时，钢芯铝绞线及 管形导体，可按不超过+80℃来考虑。 当导体接触面处有镀(搪)锡的可靠覆盖层时，可 提高到+85℃。 短时最高允许温度θht: 对硬铝及铝锰合金可取220℃，硬铜可取320℃。
18第七章 导体的发热和电动力(1)讲解
①计算短路电流热效应Qk
②计算短路前导体温度θw对应的Aw
③由上式计算短路最高温度对应的Ah
④由Ah反计算θh。
为了简化Ah和Aw的计算，已按各种材料的平均 参数，做出θ＝f(A)的曲线。如下图所示：
θ [℃]
A (×1016)[J/Ωm4]
使用该θ ＝f(A)曲线计算θ h 的步骤如下： ①求出导体正常工作时的温度θw 。
左边积分从 0 到 tk（短路持续时间，等于继电保 护动作时间与断路器全开断时间之和）
右边从起始温度θw 到最高温度θh
则有:
K f
S2
tk 0
ik2tdt
c0 m 0
h (1 )d w 1
对上式右边进行积分运算，得：
1
S2
tk 0
i
2 kt
dt
c0 w 0
R － 导体的电阻 c － 导体的比热容 F － 导体的换热面积 θ0 － 周围空气的温度
导体通过正常工作电流时，其温度变化范围不大，
因此认为Rac、c、α为常数（实际上，Rac、c、α为 温度θ的函数），该方程为一阶常系数线性非齐次方 程。设温升τ＝θ－θ0，则dτ＝ dθ，有
d w F I2 Rac 0
Fd 导热面积 物体厚度 1 2高温区和低温区的温度
二、导体载流量的计算
1、导体的温升过程
是指导体的温度由最初温度（环境温度）开始 上升，经过一段时间后达到稳定温度（正常工作时 的温度）的过程。
导体的升温过程符合热平衡关系：
QR Qc QI Q f
式中： QR － 导体产生的热量 Qc － 导体本身温度升高所需的热量 QI － 通过对流方式散失的热量 Qf － 通过辐射方式散失的热量
发电厂电气部分教学大纲
《水电站电气设备》课程教学大纲课程编号: 000300930课程名称：水电站电气设备英文名称：Electrical Equipment of hydro power plant总学时：32总学分：2适用对象: 水电专业的本科生。
先修课程：电路原理一、课程性质、目的和任务本课程目的在于使学生获得和掌握发电、变电和输电的电气主系统的构成、设计和运行的基本理论和计算方法，熟悉和掌握主要水电站常用电气设备的原理和性能，了解同步发电机和电力变压器运行方面的简单常识。
二、教学要求和内容基本要求1、了解发电厂的类型，熟悉火电厂、水电厂、核电站的电能生产过程及其特点；掌握发电厂和变电站中主要的一次设备和二次设备的作用；了解典型的300MW发电机电气主接线、600MW发电机电气主接线的特点。
2、理解载流导体的发热和电动力的理论和计算方法，掌握载流导体长期发热、短时发热的特点，熟悉提高导体载流量的措施，掌握短路电流热效应的计算方法，掌握最大短路电动力的计算方法；熟悉电气主接线可靠性的分析方法；熟悉技术经济分析的基本原则和常用的分析方法。
3、掌握电气主接线的概念；熟悉发电厂、变电站电气主接线设计的原则和程序；掌握各典型的电气主接线（单母线（带旁路母线）、单母线分段（带旁路母线）、双母线（带旁路母线）、双母线分段（带旁路母线）、一台半断路器接线、变压器母线组接线、单元接线、桥形接线、角形接线等）的特点和适用范围；掌握主变压器的选择方法；掌握限制短路电流的方法；了解不同类型的发电厂、变电站电气主接线的特点；熟悉电气主接线运行中典型的倒闸操作的原则和步骤。
4、掌握厂用电及厂用电率的概念；掌握厂用电负荷的分类及供电特点；掌握厂用电的电压等级、厂用电系统中性点的接地方式以及厂用电源引接方式的设计原则；了解不同类型发电厂的厂用电接线的特点；熟悉厂用变压器的选择方法；熟悉厂用电动机的选择方法；掌握厂用电动机自启动校验的方法；了解厂用电源的切换问题。
发电厂电气部分(第五版) 苗世洪主编
发电厂电气部分
二、电力系统发展前景
为国民经济各部门和人民生活供给充足、可靠、优质、廉价的电能，是电力系统 的基本任务。节能减排，“一特四大”，实现高度自动化，西电东送，南北互供，发 展联合电力系统，是我国电力工业的发展方向，也是一项全局性的庞大系统工程。为 了实现这一目标，还有很多事要做，且依赖于各方面相关技术的全面进步。如下为相 关的技术与目标。
发电厂电气部分 （第五版）
苗世洪 朱永利 主编
“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材 中国电力出版社
发电厂电气部分
前言
本课件是为了配合“十二五”普通高等教育本 科国家级规划教材《发电厂电气部分》的教学需要 而制作的。本课件采用PowerPoint软件。
本课件中所使用的章节号，公式、图及表的编 号均与原书一致。课件中未覆盖带“*”号标记供 选学的内容，特此说明。
1.节能减排，世纪之约 2.做好电力规划，加强电网建设
3.电力工业现代化
4.联合电力系统
5.电力市场
6.IT技术
7.洁净煤发电技术
8.绿色能源的开发和利用
发电厂电气部分
第二节 发电厂类型
一、电能与发电厂
电能是由一次能源经加工转换而成的能源，称为二次能源。 电能与其他形式的能源相比，其特点有： （1）电能可以大规模生产和远距离输送
发电厂电气部分
燃烧系统包括如下子系统：
（1）运煤系统。 （2）磨煤系统。 （3）燃烧系统。
（4）风烟系统。 （5）灰渣系统。
2. 汽水系统
火电厂的汽水系统由锅炉、汽轮机、凝汽器、除氧器、加热器等设备及管道构成 ，包括给水系统、循环水系统和补充给水系统，如图1-3所示。
发电厂电气部分
图1-3 火电厂汽水系统流程示意图
发电厂电气部分第三章习题解答
第三章 导体的发热与电动力3-1 研究导体与电气设备的发热有何意义？长期发热与短时发热各有何特点？答:电流将产生损耗,这些损耗都将转变成热量使电器设备的温度升高。
发热对电气设备的影响:使绝缘材料性能降低;使金属材料的机械强度下降;使导体接触电阻增加。
导体短路时,虽然持续时间不长,但短路电流很大,发热量仍然很多。
这些热量在适时间内不容易散出,于就是导体的温度迅速升高。
同时,导体还受到电动力超过允许值,将使导体变形或损坏。
由此可见,发热与电动力就是电气设备运行中必须注意的问题。
长期发热就是由正常工作电流产生的;短时发热就是由故障时的短路电流产生的。
3-2 为什么要规定导体与电气设备的发热允许温度？短时发热允许温度与长期发热允许温度就是否相同,为什么？答:导体连接部分与导体本身都存在电阻(产生功率损耗);周围金属部分产生磁场,形成涡流与磁滞损耗;绝缘材料在电场作用下产生损耗,如:δtg 值的测量载流导体的发热:长期发热:指正常工作电流引起的发热短时发热:指短路电流引起的发热一 发热对绝缘的影响绝缘材料在温度与电场的作用下逐渐变化,变化的速度于使用的温度有关;二发热对导体接触部分的影响温度过高→表面氧化→电阻增大↑→↑→R I 2恶性循环三发热对机械强度的影响温度达到某一值→退火→机械强度↓→设备变形如:3-3 导体长期发热允许电流就是根据什么确定的？提高允许电流应采取哪些措施？ 答:就是根据导体的稳定温升确定的。
为了载流量,宜采用电阻率小的材料,如铝与铝合金等;导体的形状,在同样截面积的条件下,圆形导体的表面积较小,而矩形与槽形的表面积则较大。
导体的布置应采用散热效果最最佳的方式。
3-4 为什么要计算导体短时发热最高温度？如何计算？答:载流导体短路时发热计算的目的在于确定短路时导体的最高温度不应超过所规定导体短路时发热允许温度。
当满足这个条件时,则认为导体在短路时,就是具有热稳定性的。
计算方法如下:1)有已知的导体初始温度θw;从相应的导体材料的曲线上查出A w;2)将A w与Q k值代入式:1/S2Q k=Ah-Aw求出A h;3)由A h再从曲线上查得θh值。