电力工程基础课件.
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《电力工程基础》课件
02 电力系统基本知识
电力系统组成与运行
电力系统组成
电力系统由发电、输电、配电等环节组成，通过变压器和输电线 路将各部分连接成一个整体。
电力系统的运行
电力系统运行是指通过控制和调节各环节的参数，实现电能的生产 、传输和分配。
电力系统的稳定性
电力系统稳定性是指系统在正常运行状态下，能够保持各参数稳定 ，不发生非正常波动或崩溃的能力。
《电力工程基础》 ppt课件
目录
CONTENTS
• 电力工程概述 • 电力系统基本知识 • 发电厂工程 • 电力系统设计与优化 • 电力系统安全与可靠性 • 电力工程案例分析
01 电力工程概述
电力工程的定义与特点
总结词
电力工程是研究电能的产生、传输、分配、使用和控制的工程领域，其特点包括系统性、复杂性和实践性。
03 发电厂工程
火力发电厂
总结词
以煤、石油或天然气为燃料的发电厂
详细描述
火力发电厂利用化石燃料（煤、石油或天然气）燃烧产生的热能，通过热能转 换为机械能，再驱动发电机产生电能。其特点是技术成熟、运行稳定，但环境 污染较大。
水力发电厂
总结词
利用水能转换为机械能，再驱动发电 机产生电能
详细描述
水力发电厂利用水位落差或水流冲击 力，驱动水轮机转动，从而带动发电 机发电。其特点是清洁可再生、运行 费用低，但受地理条件限制较大。
电力工程的历史与发展
总结词
电力工程经历了从直流电到交流电的转变，以及新能 源和智能电网等技术的发展。
详细描述
电力工程的历史可以追溯到19世纪末期，当时直流电 是主要的电能传输方式。随着三相交流电的发明和应 用，电力工程进入了一个新的时代。此后，随着科技 的不断进步，新能源技术、智能电网技术等不断涌现 和发展，为电力工程的可持续发展提供了有力支持。 未来，电力工程将继续朝着高效、清洁、安全、可靠 的方向发展，为人类社会的进步做出更大的贡献。
电力工程基础课件
第三章 电力网
❖ 3.1 概述 ❖ 3.2 电力系统元件参数和等效电路 ❖ 3.3 电力网的电压计算 ❖ 3.4 输电线路导线截面的选择
2020/5/12
河北科技大学电气工程系
1
3.1 概述
一、电力网的接线方式
1．开式电力网: 由一条电源线路向电力用户供电。 分为单回路放射式、干线式、链式和树枝式等，如图3-1所示。
➢低压树干式接线：所开关设备较少，有色金属消耗量较少， 但供电的可靠性较低，适用于供电给容量较小且分布较均匀的 用电设备。
➢低压环式接线：供电可靠性较高，在低压配电电缆的任一段 线路上发生故障或检修时，都不致造成用户长时间供电中断， 适用于住宅楼群区。
2020/5/12
河北科技大学电气工程系
12
3.2 电力系统元件参数和等值电路
2020/5/12
图河北3-1科2技大裸学导电线气的工构程造系
a）单股线 b）多股绞线 c）钢芯铝绞线
14
3.2 电力系统元件参数和等值电路
架空导线的型号有： TJ——铜绞线 LJ——铝绞线，用于10kV及以下线路 GJ——钢绞线，用作避雷线 LGJ——钢芯铝绞线，用于35kV及以上线路
✓档距：同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离称为架空线 路的档距（或跨距）。
线路或多回路电缆线路进行供电，并尽可能在两侧都有电源，
如图3-3所示。
2020/5/12
河北科技大学电气工程系
4
图3-3 两侧电源供电的双回路高压源自电网3.1 概述➢由于城网变电所相距较近，高压线路的故障机会较少，因此 也可采用图3-4所示双T接线或图3-5所示的三T接线方式。
图3-4 电缆线路的双T接线
图3-6 放射式接线
❖ 3.1 概述 ❖ 3.2 电力系统元件参数和等效电路 ❖ 3.3 电力网的电压计算 ❖ 3.4 输电线路导线截面的选择
2020/5/12
河北科技大学电气工程系
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3.1 概述
一、电力网的接线方式
1．开式电力网: 由一条电源线路向电力用户供电。 分为单回路放射式、干线式、链式和树枝式等，如图3-1所示。
➢低压树干式接线：所开关设备较少，有色金属消耗量较少， 但供电的可靠性较低，适用于供电给容量较小且分布较均匀的 用电设备。
➢低压环式接线：供电可靠性较高，在低压配电电缆的任一段 线路上发生故障或检修时，都不致造成用户长时间供电中断， 适用于住宅楼群区。
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河北科技大学电气工程系
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3.2 电力系统元件参数和等值电路
2020/5/12
图河北3-1科2技大裸学导电线气的工构程造系
a）单股线 b）多股绞线 c）钢芯铝绞线
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3.2 电力系统元件参数和等值电路
架空导线的型号有： TJ——铜绞线 LJ——铝绞线，用于10kV及以下线路 GJ——钢绞线，用作避雷线 LGJ——钢芯铝绞线，用于35kV及以上线路
✓档距：同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离称为架空线 路的档距（或跨距）。
线路或多回路电缆线路进行供电，并尽可能在两侧都有电源，
如图3-3所示。
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河北科技大学电气工程系
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图3-3 两侧电源供电的双回路高压源自电网3.1 概述➢由于城网变电所相距较近，高压线路的故障机会较少，因此 也可采用图3-4所示双T接线或图3-5所示的三T接线方式。
图3-4 电缆线路的双T接线
图3-6 放射式接线
电力工程基础课件 孙丽华 第二版 第7章
“跳闸”（不松手）：由表7-1知，SA6-7、SA10-11接通，则 +WC→SA6-7→KLB（I）→QF3-4→YR→-WC +WC→SA10-11→HLG→R1→QF1-2→KO→-WC QF跳闸
绿灯亮
松开手柄，SA自动回到“跳闸后”的位置，绿灯继续发光。
2013-7-31 河北科技大学电气信息学院 13
有将SA手柄转到“合闸后”位置，红灯才变为平光。
河北科技大学电气信息学院 12
2. 跳闸过程 手动跳闸：
“预备跳闸”：由表7-1知，触点SA13-14接通，此时
+WF→SA13-14→HLR→R2→KLB（I）→QF3-4→YR→-WC
红灯闪光 红灯闪光表明该断路器准备跳闸，以提醒运行人员核对操作的对象是否正确。
2013-7-31 河北科技大学电气信息学院 7
7.2 变电所的控制回路一 Nhomakorabea概述控制回路是由控制开关和控制对象（断路器、隔离开关）
的传送机构及执行（或操作）机构组成的。其作用是对一次
开关设备进行“跳”、“合”闸操作。
断路器的控制分为集中控制和就地控制两类：
集中控制（远方控制）：在控制室内用控制开关对断路器 进行操作，用于35kV及以上的变电所中 。 就地控制：在各个断路器安装处就地操作，用于6～10kV 的变电所中。
河北科技大学电气信息学院 9
2013-7-31
二、控制开关
控制开关又称为“万能转换开关”，是电气工作人员对
断路器进行分、合闸控制的操作元件。
目前变电所多采用LW2型控制开关，它共有六个位置： 预备操作位置：“预备合闸”和“预备跳闸”
操作位置：“合闸”和“跳闸”
固定位置：“合闸后”和“跳闸后” 合闸操作顺序：预备合闸→合闸→合闸后 跳闸操作顺序：预跳备闸→跳闸→跳闸后 LW2型控制开关的触点图表:见表7-1。
最全的电力工程基础知识(PPT82页)
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2020/1/24
* 1.1 电力系统的基本概念
四、电力系统的特点
1．电能不能大量储存。 2．电力系统的过渡过程十分短暂。 3．与国民经济各部门的关系密切。
五、对电力系统的基本要求
1．保证供电的可靠性。 2．保证良好的电能质量。 3．为用户提供充足的电能。 4．提高电力系统运行的经济性。
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2020/1/24
1.2 发电厂的生产过程
一、火力发电厂
1．火电厂的燃料：煤炭、石油、天然气等。 2．能量转换过程：燃料的化学能→热能→机械能→电能。 3．分类：汽轮机发电厂、蒸汽机发电厂、内燃机发电厂等。 4．火电厂的组成： 燃烧系统（锅炉）：燃料→灰渣，风（空气）→烟气 汽水系统（汽轮机）：水 蒸汽、循环水（冷水 热水） 电力系统：发电机、变压器、输电线路等。
6
2020/1/24
* 1.1 电力系统的基本概念
车间变电所：将6～10kV的电压降为380/220V，再通过车 间低压配电线路，给车间用电设备供电。
车间变电所可分为以下几种类型（图1-2）：
附设式变电所（1~4）
车间内变电所（5）
独立变电所（7）
露天变电所（6）
地下变电所
杆上变电所
1.2 发电厂的生产过程
5．水电厂的生产过程（见图1-4）
图1-4 堤坝式水电厂1生5产过程示意图
2020/1/24
1.2 发电厂的生产过程
6．水电厂是我国目前最重要的电源之一，比例大于10%。
葛洲坝水电站 南美伊泰普水电站 长江三峡水电站 广州抽水蓄能电站
7．水力发电的优点 是最干净的能源之一。 是最廉价的能源之一：无需燃料、无环境污染、生产效 率高、发电成本低、运行维护简单。 综合水利工程：可同时解决发电、防洪、灌溉、航运、 水产养殖等问题。 特殊的水电厂：抽水蓄能电厂，起“削峰填谷”作用。
电力工程基础课件_程灯亮_第6章继电保护
I re K rel K st I L.max
因此，保护装置的动作电流为：
I op
K rel K st K re
I L.max
则继电器的动作电流为：
I op.K
Kw Ki
I op
K rel K st K w K re K i
2021/6/22
3
三、对继电保护的基本要求
选择性：保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中 切除，使停电范围尽量缩小，最大限度地保证系统中的 非故障部分继续运行。
图6-2 电力系统继电保护选择性说明图
速动性：继电保护装置应以尽可能快的速度将故障元件 从电网中切除。
2021/6/22
4
灵敏性：指保护装置对其保护范围内的故障或不正常运 行状态的反映能力。
三、静态继电器
✓静态继电器又叫“固体”继电器，是以电子器件为主构 成的继电器。 ✓静态继电器的“静态”是相对于电磁型继电器的“触点” 动作而言的，它的信息传递是通过“0、1”开关信息传递的。 ✓静态继电器包括晶体管型和集成电路型继电器两类。
2021/6/22
16
闽南理工学院电子与电气工程系
1．晶体管型电流继电器 晶体管型电流继电器的组成 ：如图6-6所示。
动。
20保护继电器
一、电磁型继电器（DL型）
1．电磁型电流继电器
结构：如图6-3所示。
工作原理：当在继电器线圈中
通入电流IK时，电磁铁产生的电 磁转矩Fem为：
M em K
I
2 K
N
2 K
Rm2
当Mem克服弹簧的反作用转
矩Msp和摩擦转矩Mfr时，继电器
动作。
2021/6/22
➢保护装置在外部故障切除后应可靠返回到原始位置（见图 6-13）。
电力工程基础课件_孙丽华_第二版_第3章
2016/4/8 11
3.2 电力系统元件参数和等值电路
一、电力线路的结构
1．架空线路
架空线路主要由导
线、避雷线（即架空地 线）、杆塔、绝缘子和 金具等部件组成，如图 3-10所示。
图3-10 架空线路的结构
导线和避雷线：导线的作用是传导电流、输送电能；避雷线 的作用是将雷电流引入大地，以保护电力线路免遭雷击。
21
二、输电线路的参数计算及等值电路
1．输电线路的参数计算
l 电阻： 单根导线的直流电阻为：R A
导线的交流电阻比直流电阻增大0.2%～1%，主要是因为： 应考虑集肤效应和邻近效应的影响；
导线为多股绞线，使每股导线的实际长度比线路长度大; 导线的额定截面（即标称截面）一般略大于实际截面。
图3-16 双绕组变压器的等效电路 a）Γ型等效电路 b）励磁支路用功率表示的等效电路
c）简化等效电路
2016/4/8
注意：变压器等值电路中的电纳的符号与线路等值电路中电纳的符号相 反，前者为负，后者为正；因为前者为感性，后者为容性。
28
电阻RT：
2 由于 Pk PCu 3I N RT 10 3 2 SN 2 RT 10 3 UN
按材料分：有木杆、钢筋混凝土杆（水泥杆）和铁塔。
按用途分：有直线杆塔（中间杆塔）、转角杆塔、耐张杆 塔（承力杆塔）、终端杆塔、换位杆塔和跨越杆塔等。
2016/4/8 14
档距：同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离称为架空
线路的档距（或跨距）。
弧垂：导线悬挂在杆塔的绝缘子上，自悬挂点至导线最低 点的垂直距离称为弧垂。
g1 Pg U
2
10 3
因此， G g1l
Pg 为实测线路单位长度的电晕损耗功率（kW/km）。 式中，
3.2 电力系统元件参数和等值电路
一、电力线路的结构
1．架空线路
架空线路主要由导
线、避雷线（即架空地 线）、杆塔、绝缘子和 金具等部件组成，如图 3-10所示。
图3-10 架空线路的结构
导线和避雷线：导线的作用是传导电流、输送电能；避雷线 的作用是将雷电流引入大地，以保护电力线路免遭雷击。
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二、输电线路的参数计算及等值电路
1．输电线路的参数计算
l 电阻： 单根导线的直流电阻为：R A
导线的交流电阻比直流电阻增大0.2%～1%，主要是因为： 应考虑集肤效应和邻近效应的影响；
导线为多股绞线，使每股导线的实际长度比线路长度大; 导线的额定截面（即标称截面）一般略大于实际截面。
图3-16 双绕组变压器的等效电路 a）Γ型等效电路 b）励磁支路用功率表示的等效电路
c）简化等效电路
2016/4/8
注意：变压器等值电路中的电纳的符号与线路等值电路中电纳的符号相 反，前者为负，后者为正；因为前者为感性，后者为容性。
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电阻RT：
2 由于 Pk PCu 3I N RT 10 3 2 SN 2 RT 10 3 UN
按材料分：有木杆、钢筋混凝土杆（水泥杆）和铁塔。
按用途分：有直线杆塔（中间杆塔）、转角杆塔、耐张杆 塔（承力杆塔）、终端杆塔、换位杆塔和跨越杆塔等。
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档距：同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离称为架空
线路的档距（或跨距）。
弧垂：导线悬挂在杆塔的绝缘子上，自悬挂点至导线最低 点的垂直距离称为弧垂。
g1 Pg U
2
10 3
因此， G g1l
Pg 为实测线路单位长度的电晕损耗功率（kW/km）。 式中，
电力工程基础第一章绪论课件
2008年底，内蒙古赤峰市成为我国第一
个地市级百万千瓦风电基地。
2020/11/4
15
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
2020/11/4
太阳能发电
16
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
①我国电力工业发展如何？
一、基本概况
据预测
到2010年底，中国发电总装机容量预计为
8.18亿千瓦，“十一五”年均增长9.8%；
到2020年，中国大陆发电总装机容量预计
①我国电力工业发展如何？
二、电源发展情况
“大力发展水电，优化发展火电，适当发展核电，
因地制宜发展新能源发电，开发与节约并重”
2009年，全国发电量36506亿kWh。
2020/11/4
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一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
①我国电力工业发展如何？
二、电源发展情况
广东省情况：
到2008年，全省电力装机容量达 6007.85万千瓦，比1949年增长1177倍， 占全国目前的7.6％，居全国第一位。
2008年，广东全社会用电量3506.78 亿千瓦时，是1949年的5478倍，占了全国 目前的10.3％，居全国第一位。
2020/11/4
预计到2020年，广东核电装机总容量 将达到2400万千瓦。
个地市级百万千瓦风电基地。
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一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
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太阳能发电
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一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
①我国电力工业发展如何？
一、基本概况
据预测
到2010年底，中国发电总装机容量预计为
8.18亿千瓦，“十一五”年均增长9.8%；
到2020年，中国大陆发电总装机容量预计
①我国电力工业发展如何？
二、电源发展情况
“大力发展水电，优化发展火电，适当发展核电，
因地制宜发展新能源发电，开发与节约并重”
2009年，全国发电量36506亿kWh。
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一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
①我国电力工业发展如何？
二、电源发展情况
广东省情况：
到2008年，全省电力装机容量达 6007.85万千瓦，比1949年增长1177倍， 占全国目前的7.6％，居全国第一位。
2008年，广东全社会用电量3506.78 亿千瓦时，是1949年的5478倍，占了全国 目前的10.3％，居全国第一位。
2020/11/4
预计到2020年，广东核电装机总容量 将达到2400万千瓦。
电力工程基础 第二版 第5章ppt课件
3．交流电弧的特性与熄灭 交流电弧的特性
图5-1 交流电弧的伏安特性及电弧电流、电压波形
a）伏安特性 b）电流、电压波形图
16.04.2020
.
6
交流电弧的熄灭
交流电弧过零后，弧隙中同时存在着两个对立的过程： ➢弧隙介质强度的恢复过程：弧隙的绝缘能力由熄弧后的较 低值逐渐向正常值恢复的过程，取决于灭弧介质和灭弧装置 的结构； ➢弧隙电压的恢复过程：弧隙电压从熄弧电压经电磁振荡逐 渐恢复到电源电压的过程，取决于电路参数和负荷性质。
1—主闸刀底座 2—接地静触头 3—出线座 4—导电带 5—绝缘子 6—轴承座 7—伞齿轮 8—接地刀闸
16.04.2020
.
24
隔离开关的型号：
隔离开关的操作机构：手动式、电动式和气动式
16.04.2020
.
25
四、高压负荷开关
结构特点：有简单的灭弧装置。 功能：可以接通或断开正常的负荷电流，但不能切断短路 电流；多与高压熔断器配合使用。有明显的断开点，具有隔 离开关的作用。 负荷开关的分类：
利用真空作为灭弧介质和绝缘介质 的，其触头装在真空灭弧室内。图5-7 为真空断路器灭弧室的结构。
目前，国际上真空断路器的设计、制 造单位主要是德国西门子公司和ABB 公司两大派别。西门子公司的代表产 品有3AF、3AG及3AH等；ABB公司 的代表产品有VD4。
16.04.2020
图5-7 真空断路器的灭弧室结构
16.04.2020
.
33
六、低压断路器（低压自动开关或空气开关）
功能：既能带负荷通断电 路，又能在线路发生短路、 过负荷、低电压（或失压） 等故障时自动跳闸。
1. 低压断路器的工作原理
✓过流脱扣器： 用于短路或 过负荷保护； ✓失压（欠压）脱扣器：用 于失电压或欠电压保护；
图5-1 交流电弧的伏安特性及电弧电流、电压波形
a）伏安特性 b）电流、电压波形图
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交流电弧的熄灭
交流电弧过零后，弧隙中同时存在着两个对立的过程： ➢弧隙介质强度的恢复过程：弧隙的绝缘能力由熄弧后的较 低值逐渐向正常值恢复的过程，取决于灭弧介质和灭弧装置 的结构； ➢弧隙电压的恢复过程：弧隙电压从熄弧电压经电磁振荡逐 渐恢复到电源电压的过程，取决于电路参数和负荷性质。
1—主闸刀底座 2—接地静触头 3—出线座 4—导电带 5—绝缘子 6—轴承座 7—伞齿轮 8—接地刀闸
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隔离开关的型号：
隔离开关的操作机构：手动式、电动式和气动式
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四、高压负荷开关
结构特点：有简单的灭弧装置。 功能：可以接通或断开正常的负荷电流，但不能切断短路 电流；多与高压熔断器配合使用。有明显的断开点，具有隔 离开关的作用。 负荷开关的分类：
利用真空作为灭弧介质和绝缘介质 的，其触头装在真空灭弧室内。图5-7 为真空断路器灭弧室的结构。
目前，国际上真空断路器的设计、制 造单位主要是德国西门子公司和ABB 公司两大派别。西门子公司的代表产 品有3AF、3AG及3AH等；ABB公司 的代表产品有VD4。
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图5-7 真空断路器的灭弧室结构
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六、低压断路器（低压自动开关或空气开关）
功能：既能带负荷通断电 路，又能在线路发生短路、 过负荷、低电压（或失压） 等故障时自动跳闸。
1. 低压断路器的工作原理
✓过流脱扣器： 用于短路或 过负荷保护； ✓失压（欠压）脱扣器：用 于失电压或欠电压保护；
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表5-2
非周期分量时间常数Ta
17
导体短路时的电动力计算
两根细长平行导体间的电动力计算 （5-18）
三相导体水平放置受力最大的为中间相 导体短路的电动力
18
电动力最大值的计算
（5-22） 还应考虑母线共振影响对电动力 的影响，引入修正系数β
19
母线的一阶固有振动频率 ：
20
考虑共振电动力最大值的计算
电力工程基础课件
制作：福州大学 等
第五章 电气设备的选择
本章内容重点
电气设备的发热和电动力 电气设备选择的一般条件 母线、电缆和绝缘子的选择 高低压电器的选择 发电厂和变电所主变压器的选择
2
第一节 电气设备的发热和电动 力
3
发热
发热的原因: 电阻损耗 磁滞和涡流损耗 介质损耗 分类: 长期发热，由正常工作电流产生的； 短时发热，故障时由短路电流产生的。
)d
（5-2）
整理得：
1 S2
I
2 kt
dt
mC0 0
(1 ) (1 )
d
（5-3）
积分得：
1
S2
t1 t0
I
2 kt
dt
mC0 0
k l
(1 ) d (1 )
（5-4）
10
短路发热计算
1 S2
Qk
AK
AL
（5-5）
式中： QK
t1 t0
I k2t dt
AK
mC0 0
2
32
1. 按最大长期工作电流选择 保证母线正常工作时的温度不超过允许温度
（5-32）
母线实际允许载流量与周围环境温度及 母线的布置方式有关，若实际周围环境 温度与规定的环境温度不同时，母线的 允许温度要修正，即引入温度修正系数
kθ。
33
2.按经济电流密度选择 导体通过电流时,会产生电能损耗。把 投资择算到每年费用,加上年损耗费为 年计算费用,使年计算费用最小的截面
28
一、母线选择
（一）母线的材料、截面形状、布置方式
1.母线的材料： 常用的母线材料有铜、铝和铝合金三种 2.母线的结构： 硬裸母线的截面形状有矩形、槽形和管形。 矩形母线散热条件好,易于安装与连接,但集 肤效应系数大。 槽形母线通常是双槽形一起用,载流量大,集 肤效应小,用于电压等级不超过35kV,电流不 超过8000A的回路中。 管形母线的集肤效应最小,机械强度最大,还 可以采用管内通水或通风的冷却措施
29
一、母线选择
3.母线的布置形式
30
槽形形母线的布置形式
31
一、母线选择
（二）母线截面积选择 方法： 1.按最大长期工作电流选择,用于发电厂的 主母线和引下线以及持续电流较小，年利 用小时数较低的其他回路的导线 。 2.按经济电流密度选择,用于年利用小时数 高而且长度较长负荷大回路的导线 。
4、短路计算时间： tk=tpr＋tab
25
表5-3 主要电气设备的选择和校验项目
26
第三节
母线、电缆和绝缘子的选择
27
一、母线选择
母线选择和校验项目：
➢确定母线的材料、截面形状、布置方式 ➢选择母线的截面积 ➢校验母线的热稳定和动稳定 ➢对重要的和大电流的母线，要共振校验 ➢对110及以上的母线进行电晕校验
ln1 K
K
AL
mC0 0
2
ln1 L
Lபைடு நூலகம்
由此得出：AK
AL
1 S
Qk
（5-9）
11
短路发热计算
图5-2 导体的θ=f(A)曲线
12
短路电流热效应值Qk的计算
Qk常用的计算方法为近似数值积分法。 短路全电流中包含周期分量Ip和非周期分 量Inp，其热效应Qk也由两部分构成：
13
Qk的计算—周期分量Qp计算
任意函数y=f(x)的定积分采用辛普生公式计算 :
取n＝4
14
Qk的计算—周期分量Qp计算
进一步简化计算，近似认为y2=1/2(y1+y3), 称为1-10-1法
15
Qk的计算—非周期分量Qnp计算
当tk>0.1s时,
式中Ta为非周期分量时间常数值
16
Qk的计算—非周期分量Qnp计算
35
一、母线选择
（四）硬母线的动稳定校验
方法：校验导体受到电动力时，电动力产 生的计算应力与导体材料允许应力的比较， 当计算应力小于材料允许应力时，动稳定 满足。
(5-39)
36
一、母线选择
（四）硬母线的动稳定校验
1、每相为单条矩形母线的应力计算
(5-37)
3、按当地环境条件校核
要考虑气温、风速、温度、污秽等级、海 拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件 对电气设备的影响
23
电气设备选择的一般条件
二、按短路情况校验
1、短路热稳定校验，校验导体短时发热 （5-28）
2、电动力稳定校验，校验导体的最大受力 （5-29）
24
短路电流计算条件
1、容量和接线：最大运行方式 2、短路种类 ：一般为三相短路 3、计算短路点： 可能通过被选设 备的最大短路电 流
电动力的振动频率为50Hz和100Hz。导体 的固有振动频率低于30Hz或高于160Hz时， β约等于1，既不考虑共振影响。
21
第二节 电气设备选择的一般条 件
22
电气设备选择的一般条件
一、按正常工作条件选择
1、额定电压选择
UN ≥ UNS
（5－25）
2、额定电流选择
ΙN ≥ Ιmax
（5－26）
硬导体材料的最大允许应力， 硬铜 140MPa、硬铝70MPa
7
导体短时发热计算
图5-1 短路时导体的发热过程
8
短路时导体发热的平衡方程式
I
2 kt
R
dt
mC
d
（5-1）
其中：
m＝m LS
R＝0
(1
)
L S
C＝C0 (1 )
代入式（5-1）得： （5-2）
9
I
2 kt
（0 1
）L
S
dt
mLSC0 (1
为经济截面Se,J为经济密度,与年最大
负荷利用小时数有关 。
（5-34）
选出的导体还要按按最大长期工作电流校验
（5-32）
34
一、母线选择
（三）母线的热稳定校验 方法： 计算满足短时发热要求的最小截面积,只 要选择的导体截面积大于此面积,就满足热 稳定要求.
(5-35)
只要S＞Smin就满足热稳定要求
4
发热
发热对电气设备的影响： （1）使绝缘材料的绝缘性能降低
（2）使金属材料的机械强度下降 （3）使导体接触部分的接触电阻增加
5
导体在正常和短路时的最高允许温度及热稳定系数
6
电动力
载流导体通过电流时，相互之间的作 用力，称为电动力。
短路时冲击电流所产生的交流电动力 达到很大的数值，可能导致设备变形 或损坏。为保证电器和导体不致破坏， 电器和导体因短路冲击电流产生的电 动力作用下的应力不应超过材料的允 许应力。