第三章常用计算的基本理论和方法本章主要内容: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。学习目的: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当电器和载流导体通过电流时,有部分电能以不同的损耗形式转换为热能,使电器和载流导体的温度升高,这就是电能的热效应。一、电气设备和载流导体的发热1.为什么会发热?2.发热的两种形式☆长期发热:☆短时发热:由正常工作电流产生由短路电流产生通过分析导体长期通过工作电流时的发热过程,计算导体的温度,使其不超过正常最高允许温度。二、正常情况下导体发热的计算1.计算目的2.导体的温升过程对于均匀导体,其持续发热的热平衡方程式为:RQmWQQQQflcR/)(cQ)(flQQ导体产生的热量导体温升所需的热量导体散失到周围介质的热量,包括对流和辐射散热在时间dt内,由于得到:I)/()(mWQQQQflcRRm——通过导体的电流(A)——已考虑集肤系数的导体交流电阻——导体质量(kg)RdtI2c——导体比热容w——导体总的散热系数F——导体散热表面积——导体温度0——导体周围空气温度注意:导体通过正常工作电流时,其温度变化范围不大,因此电阻、比热容以及散热系数均可视为常数mcddtFw)(0)/(mJ将上式整理得:tkFRIFRIdFmcdtwwwt)()]([02020)]([)(10202FRIdFRIFmcdtwww)/()(02mJdtFmcdRdtIw0kk对上式积分得:解得:)()(ln0202kwtwwFRIFRIFmct设开始温升为:0t对应时间t的温升为:若已知导体的稳定温升,可计算导体的载流量。二、正常情况下导体发热的计算3.导体载流量的计算)()(0ARQQRFIflwwFRIww2flwwQQFRI2导体的总散热我国生产的各类导体截面已标准化,有关部门已经计算出其载流量,选用导体时只需查表即可。◆减小导体交流电阻)()(0ARQQRFIflww采用电阻率ρ小的导体;增大导体截面积S;采用槽形、管形导体以减小集肤效应系数Kf等。◆增大散热面积F和换热系数αF—如:矩形导体竖放;在相同截面下,矩形、槽形比圆形导体的表面积大;Α—如:导体表面涂油漆;合理布置导体;强迫冷却。4.如何提高导体的载流量?...