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1、发电厂电气部分发电厂电气部分（32学时学时） 第四讲 第四讲 主 主 讲： 讲： 刘君 刘君 E-mail: E-mail: Tel: Tel: 8079844980798449架空线 架空线 上一讲：上一讲： 1、均匀载流导体长期发热的 、均匀载流导体长期发热的 特点特点 2、导体长期允许电流的计算 、导体长期允许电流的计算 上一讲：上一讲： 3、均匀载流导体短时发热的 、均匀载流导体短时发热的 特点特点 4、短路电流热效应的计算、短路电流热效应的计算第三章 第三章 常用计算的基本理论和方法常用计算的基本理论和方法 (2) 基本要求基本要求： ： 导体在短路时的最大短路电动力导体在短路时
2、的最大短路电动力三、载流导体短路电动力计算三、载流导体短路电动力计算 L a i i F 2 1 7 10 2 = (N) 2 1 7 10 2 i i a L K F = (N) 1、两条平行导体间的 两条平行导体间的 电动力 电动力 无线细长载流导体 无线细长载流导体 考虑截面因素 考虑截面因素 形状系数 形状系数 ?短路时，短路时，导体温度高，还受到电动力作用导体温度高，还受到电动力作用，当导体和电气设备机 ，当导体和电气设备机 械强度不够时械强度不够时，将会，将会变形或损坏变形或损坏。 。 ?必须研究短路电流产生电动力的大小和特征，以便选用适当强度 必须研究短路电流产生电动力的大小和特
3、征，以便选用适当强度 的导体和电气设备的导体和电气设备，保证足够的，保证足够的动稳定动稳定，必要时采取限制短路电 必要时采取限制短路电 流的措施流的措施。关于关于形状系数 形状系数 圆形导体： K 圆形导体： K =1 =1 槽形导体：见表3-4 槽形导体：见表3-4 矩形导体：见图3-18矩形导体：见图3-18 1 1 K h b ， 1 趋近于 增大， b h b a + 1)计算矩形导体相间电动力时不需要考虑K 1)计算矩形导体相间电动力时不需要考虑K 2)计算矩形导体同相条间电动力时必须考虑K 2)计算矩形导体同相条间电动力时必须考虑K 注意注意：例如例如：根据安装地点处应承受的最大电
4、动力，选择合适的隔离开关：根据安装地点处应承受的最大电动力，选择合适的隔离开关。 。 否则否则，短路时可能将隔离开关自动断开。 ，短路时可能将隔离开关自动断开。 V V型隔离开关型隔离开关: : 承受的电动力较小 承受的电动力较小 两柱式隔离开关:两柱式隔离开关:承受的电动力较大承受的电动力较大2、三相导体短路的电动力 三相导体短路的电动力 ? 三相短路时三相短路时 ) ( 10 2 7 C B B A BC BA B i i i i a L F F F = = ) 5 . 0 ( 10 2 7 C A B A AC AB A i i i i a L F F F + = + = 如不计短路电流
5、周期份量的衰减，如不计短路电流周期份量的衰减，三相短路电流为三相短路电流为： ( ) sin ) sin( 3 A T t A m A a e t I i + = ( ) ) 3 2 sin( ) 3 2 sin( 3 + = A T t A m B a e t I i ( ) ) 3 2 sin( ) 3 2 sin( 3 + + + = A T t A m C a e t I i) 3 4 2 2 sin( 2 3 ) 3 4 2 sin( 3 ) 3 4 2 sin( 2 3 10 2 2 2 7 + + + = A A T t A T t m B t t e e I a L F a a
6、 ) 6 1 2 2 cos( 4 3 ) 6 1 2 cos( 2 3 cos 4 3 ) 6 1 2 cos( 4 3 8 3 8 3 10 2 2 2 7 + + + + + + = A T t A T t A m A t e t t e Ia L F a a 最大电动力最大电动力： F A 的最大值出现在固定分量和非周期分量之和 的最大值出现在固定分量和非周期分量之和 为最大的瞬间为最大的瞬间； F b 的最大值出现在非周期分量为最大的瞬间。 的最大值出现在非周期分量为最大的瞬间。 临界初相角为临界初相角为 75、225 . 衰减的非周期分量 衰减的非周期分量 衰减的工频分量 衰减的工
7、频分量 不衰减的不衰减的2倍工频分量 倍工频分量 不衰减的固 不衰减的固 定分量定分量? 说明说明：短路电动力的最大值出现在短路后很短的瞬间，短路电动力的最大值出现在短路后很短的瞬间，忽 忽 略周期分量和非周期份量的衰减略周期分量和非周期份量的衰减，则则： F A 的最大值出现在固定分量和非周期分量之和为最大的瞬 的最大值出现在固定分量和非周期分量之和为最大的瞬 间间，临界初相角临界初相角 A =75、225等；等； F B 的最大值出现在非周期分量为最大的瞬间的最大值出现在非周期分量为最大的瞬间，临界初相角临界初相角 A =75、165、225等等。t=0.01s 时，短路电动力的幅值最大时
8、，短路电动力的幅值最大 2 ) 3 ( 7 max 10 616 . 1 sh A i a L F = 2 ) 3 ( 7 max 10 73 . 1 sh B i a L F = 2 ) 3 ( 7 2 ) 3 ( 7 2 ) 2 ( 7 ) 2 ( max 10 5 . 1 2 3 10 2 10 2 sh sh sh i a L i a L i a L F = = = 3、两相短路电动力、两相短路电动力 2 ) 3 ( 7 max 10 73 . 1 sh B i a L F =4、最大短路电动力 、最大短路电动力 ? 三相导体最大短路电动力出现在三相短 三相导体最大短路电动力出现在三相
9、短 路故障后的路故障后的0.01s，作用在中间作用在中间B相相， 2 7 max 10 73 . 1 sh i a L F = （N）5 5、导体振动的动态应力导体振动的动态应力 导体的固有振动频率：导体的固有振动频率：m EJ L N 2 f 1 = f L 绝缘子跨距 L 绝缘子跨距 电动力 固有频率接近电动力频率固有频率接近电动力频率（工频工频、2、2倍工频） 倍工频） 导体共振 导体共振 损坏导体及其架构损坏导体及其架构凡是连接发电机凡是连接发电机、主变压器以及配电装 主变压器以及配电装 置中的导体均应考虑共振的影响置中的导体均应考虑共振的影响 2 7 max 10 73 . 1 sh
10、 i a L F = 与导体的固有振动频率有关与导体的固有振动频率有关，见图3，见图3-23 -23 动态应力 动态应力 系数 系数 为避免共振，为避免共振，重要导体的固有频率在下述范围以外重要导体的固有频率在下述范围以外： ： （1 1）单条导体及一组中的各条导体 ）单条导体及一组中的各条导体 35-35-135Hz 135Hz （2 2）多条导体及引下线的单条导体 ）多条导体及引下线的单条导体 35-35-155Hz 155Hz （3 3）槽形和管形导体）槽形和管形导体3030- -160Hz 160Hz 导体发生振动时，导体发生振动时，内部产生动态应力内部产生动态应力：第三章小结 ? 导
11、体长期发热的特点 导体长期发热的特点 ? 提高导体载流量的措施 提高导体载流量的措施 ? 减少大电流导体附近钢构发热的措施 减少大电流导体附近钢构发热的措施 ? 导体短时发热的特点 导体短时发热的特点 ? 短路电流热效应的计算方法 短路电流热效应的计算方法 ? 三相导体最大短路电动力的计算三相导体最大短路电动力的计算第四章 第四章 电气主接线及设计（电气主接线及设计（1 1） ） 基本要求基本要求： ： 1、1、掌握电气主接线掌握电气主接线、电气主接线图的概念 电气主接线图的概念 2、2、掌握对电气主接线的基本要求 掌握对电气主接线的基本要求 3、3、掌握各典型主接线形式的特点掌握各典型主接线
12、形式的特点电力网的接线 地理 地理 接线图 接线图 ? 主要显示发电厂、主要显示发电厂、变电站的位置，变电站的位置，电力线 电力线 的路径和长度的路径和长度，以及它们之间的相互连接，以及它们之间的相互连接。电气 电气 接线图 接线图 ? 主要显示系统中发电机主要显示系统中发电机、变压器、变压器、电力线路电力线路、母线及断路器等主要元件间 母线及断路器等主要元件间 的电气接线的电气接线。一一、电气主接线及电气主接线图 电气主接线及电气主接线图 1、定义 1、定义 电气主接线电气主接线：由高压电器通过连接线由高压电器通过连接线，按其功能 ，按其功能 要求组成接受和分配电能的电路，要求组成接受和分配
13、电能的电路，成为传输强电流、 成为传输强电流、 高电压的网络，高电压的网络，又称为一次接线或电气主系统。 又称为一次接线或电气主系统。 电气主接线电路图电气主接线电路图：用规定的电气设备图形符号 用规定的电气设备图形符号 和文字符号，表示设备的连接关系的单线接线图。 和文字符号，表示设备的连接关系的单线接线图。 2、作用 2、作用 电气主接线是发电厂电气主接线是发电厂、变电站电气部分的主体。 、变电站电气部分的主体。 主接线的拟定与设备的选择、配电装置的布置、继 主接线的拟定与设备的选择、配电装置的布置、继 电保护和自动装置的确定、运行可靠性、电保护和自动装置的确定、运行可靠性、经济性以 经济
14、性以 及电力系统的稳定性和调度灵活性等密切相关。及电力系统的稳定性和调度灵活性等密切相关。（1）可靠性 （1）可靠性 分析可靠性要考虑分析可靠性要考虑： ： ? 发电厂和变电站在电力系统中的地位和作用 发电厂和变电站在电力系统中的地位和作用 ? 用户的负荷性质和类别 用户的负荷性质和类别 ? 设备制造水平 设备制造水平 ? 运行经验 运行经验 评价可靠性的具体分析内容： 评价可靠性的具体分析内容： 断路器检修 断路器检修 母线故障或检修 母线故障或检修 厂站全停及对系统稳定的影响 厂站全停及对系统稳定的影响 3 3、对电气主接线的基本要求对电气主接线的基本要求 停电范围停电范围、时间、时间（2
15、）灵活性 （2）灵活性 1）操作的方便性 1）操作的方便性 2）调度的方便性 2）调度的方便性 3）扩建的方便性 3）扩建的方便性 3 3、对电气主接线的基本要求 对电气主接线的基本要求 （3）经济性 （3）经济性 1）节省一次投资 1）节省一次投资 2）占地面积少 2）占地面积少 3）电能损耗少3）电能损耗少二、二、主接线的基本接线形式 主接线的基本接线形式 电源 电源 出线 出线 发发 电电 厂厂 220KV 出线 出线 电源电源电源 电源 出线 出线 变变 电电 站站 220KV 电源进线 电源进线 出线出线 10KV主接线的基本接线形式 主接线的基本接线形式 单元接线 单元接线 桥形接线 桥形接线 角形接线 角形接线 有母线接线 有母线接线 无母线接线 无母线接线 单母线接线 单母线接线 双母线接线 双母线接线 一台半断路器接线 一台半断路器接线 变压器母线组接线 变压器母线组接线 单母线分段 单母线分段 增设
