牽引變電所設(shè)計.ppt

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1、供變電工程課程設(shè)計概述變電所設(shè)計步驟1.選擇供變電工程的主結(jié)線2.根據(jù)設(shè)備工作的正常條件對設(shè)備進行初步選擇3.根據(jù)設(shè)備工作的異常條件對設(shè)備進行校驗4.在完成高壓設(shè)備的選擇設(shè)計后，進行配電裝置的設(shè)計，繪出平面布置圖和斷面圖5.完成配電裝置的設(shè)計后，進行防雷系統(tǒng)的設(shè)計概述6.在完成一次系統(tǒng)的設(shè)計后，分別對二次系統(tǒng)的控制、測量和保護部分進行設(shè)計，完成對二次設(shè)備的選擇和校驗，繪出二次系統(tǒng)展開圖7.對交流電源、直流電源系統(tǒng)進行設(shè)計上述步驟僅僅是一個一般性流程，在實際設(shè)計中，可能存在某些步驟的反復(fù)。概述對于具體的高壓設(shè)備來說，設(shè)計可歸納為：選擇、校驗；如果校驗通過，則

2、選擇合格，否則重新選擇，再校驗。對于設(shè)備的選擇依據(jù)通常是設(shè)備工作的正常條件；對于設(shè)備的校驗依據(jù)通常是設(shè)備工作的異常條件。針對設(shè)備校驗，主要從發(fā)熱和受力兩個方面考慮。§1.電器與載流導(dǎo)體的發(fā)熱和負載能力1、電器與載流導(dǎo)體正常工作下的發(fā)熱容許溫度電氣設(shè)備的發(fā)熱：導(dǎo)體和電接觸部分電阻的存在—電阻損耗由于交變磁場的作用，在周圍的鐵磁體內(nèi)—渦流、磁滯損耗絕緣體內(nèi)的介質(zhì)損耗損耗→熱能，加熱了導(dǎo)體，電氣設(shè)備溫度升高。發(fā)熱的結(jié)果可能引起：發(fā)熱導(dǎo)致金屬材料的機械強度下降；發(fā)熱導(dǎo)致電器設(shè)備的絕緣熱老化；發(fā)熱導(dǎo)致電能損耗增加；大電流甚至?xí)龤щ娖鳎ㄈ鐚?dǎo)體之間的連接處）。為了防止

3、出現(xiàn)以上情況，在電器與載流導(dǎo)體的選擇時，要根據(jù)負荷電流選擇電器的額定電流，根據(jù)經(jīng)濟電流密度計算并選擇導(dǎo)線截面。2、電器和載流導(dǎo)體在正常工作容許發(fā)熱下的過載能力發(fā)熱導(dǎo)致的溫度升高，分兩種情況：一種是長期發(fā)熱，另一種是短期發(fā)熱。導(dǎo)體的散熱形式有：傳導(dǎo)、輻射和對流。無論是何種發(fā)熱情況，其熱平衡方程式都是：發(fā)熱量=散熱量+導(dǎo)致溫度升高所需要的熱量電氣設(shè)備的長期發(fā)熱允許溫度主要由絕緣材料的允許溫度和接觸部分的允許溫度確定。短時發(fā)熱允許溫度主要取決于導(dǎo)體的機械強度和絕緣材料的性能。容許溫度（允許溫度）：指使電氣設(shè)備能保持正常的連續(xù)工作所允許的最高發(fā)熱溫度。限制條件：(

4、容許電流)(長期工作電流)§2.短路電流通過導(dǎo)體時的發(fā)熱和電動力計算1.導(dǎo)體長期發(fā)熱導(dǎo)體中沒有通過電流時，其溫度與周圍溫度相等。導(dǎo)體內(nèi)通過電流時，其內(nèi)部產(chǎn)生的熱量一部分使導(dǎo)體本身溫度升高，另一部分散失到周圍介質(zhì)中去，它們之間呈動態(tài)分配，直至導(dǎo)體發(fā)熱過渡到穩(wěn)態(tài)時，導(dǎo)體發(fā)熱溫度達到穩(wěn)態(tài)溫升。這一變化過程可以用熱平衡方程描述：dt時間內(nèi)的總發(fā)熱導(dǎo)體質(zhì)量導(dǎo)體比熱導(dǎo)體溫度周圍環(huán)境溫度導(dǎo)體散熱系數(shù)導(dǎo)體散熱面積求解微分方程，得到穩(wěn)定溫升：最后得到：工程中常采用查表的方式求母線和導(dǎo)體的容許電流(載流量)，它是按環(huán)境溫度為25℃時由IXU計算式得到的(附錄二附表1～3)，當(dāng)

5、實際環(huán)境溫度變化時，需按采用的環(huán)境溫度乘以校正系數(shù)Kt2.導(dǎo)體短時發(fā)熱上面在進行導(dǎo)線溫升計算時，并沒有考慮一旦出現(xiàn)短路的情況，在導(dǎo)線中流過短路電流時，由于短路發(fā)生到消失過程很短暫，因此，可以認為，短路電流產(chǎn)生的熱量幾乎無法散發(fā)到大氣中，也就是說，短路電流產(chǎn)生的熱量全部為導(dǎo)線吸收。為了保證系統(tǒng)中的導(dǎo)體設(shè)備能滿足惡劣工況的要求，必須進行短路電流通過時熱穩(wěn)定校驗。目的：找出短路時的發(fā)熱溫度，以便與導(dǎo)體規(guī)定的短時發(fā)熱容許溫度比較。短路電流引起的導(dǎo)體發(fā)熱，可以不考慮發(fā)熱過程中的散熱。導(dǎo)體短路時，熱平衡方程為：任一時刻的短路電流有效值溫度為時的導(dǎo)體電阻溫度為時的導(dǎo)體比

6、熱整理后：要求短路最高發(fā)熱溫度，對上式兩邊積分：與短路存在過程中產(chǎn)生的熱量成比例，因而稱為短路電流的熱效應(yīng)右邊的積分結(jié)果為：則原積分式變?yōu)椋鹤兞緼的數(shù)值與導(dǎo)體材料和導(dǎo)體實際溫度有關(guān)。實際應(yīng)用中，往往將A與導(dǎo)體溫度的關(guān)系按各種材料的平均參數(shù)值代入上式，計算后制成相應(yīng)曲線。將短路全電流id分解為周期分量電流izt與非周期分量電流ift兩部分，則代入后并化簡得到：QZ、Qfi分別為短路周期分量電流、非周期分量電流的發(fā)熱效應(yīng)。3.短路電流周期分量和非周期分量熱效應(yīng)的計算(1)用數(shù)值積分法計算QZ(2)Qfi的計算當(dāng)td<0.1s當(dāng)td≥0.1s4.短路電流作用下母

7、線電動力計算電動力的實質(zhì)是載流導(dǎo)體所受磁場力，可用畢奧-沙伐定律計算實用中引形狀系數(shù)Kx修正對于圓形導(dǎo)體，Kx=1三相導(dǎo)體短路時的電動力B相受的力最大，應(yīng)以中間B相電動力值為標(biāo)準(zhǔn)同一地點發(fā)生短路時，以三相短路時最大電動力為大，因此應(yīng)以三相短路來計算最大電動力。選擇電氣設(shè)備時短路計算點的確定在進行變電所電器設(shè)備選擇時，需要對電器設(shè)備進行熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗，進行上述校驗的數(shù)據(jù)來源于短路電流計算的結(jié)果，因此在進行上述校驗前，要進行短路計算，就必須首先確定假想短路點。把可能出現(xiàn)的最大短路電流計算出來，因此計算短路電流的條件是最大運行方式下的最大短路電流。我們知道：

8、在最大運行方式（可能投運的發(fā)電機投入運行、可能出現(xiàn)的變壓器并聯(lián)運行