短路时冲击电流产生的电动力很大共63页文档
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短路电流热效应和电动力效应地实用计算
教学目标：掌握短路电流热效应和电动力效应的实用计算。
重点：短路电流的效应实用计算方法。
难点：短路电流的效应计算公式。
一、短路电流电动力效应1.电动力：载流导体在相邻载流导体产生的磁场中所受的电磁力。
当电力系统中发生三相短路后，导体流过冲击短路电流时必然会在导体之间产生最大的电动力。
2．电动力的危害：引起载流导体变形、绝缘子损坏，甚至于会造成新的短路故障。
3．两平行导体间最大的电动力载流导体之间电动力的大小，取决于通过导体电流的数值、导体的几何尺寸、形状以及各相安装的相对位置等多种因素。
（N）式中：i1 、i2—通过两根平行导体的电流瞬时最大值，A；L—平行导体长度，（m）；ɑ—导体轴线间距离，（m）；K f—形状系数。
形状系数K f：表明实际通过导体的电流并非全部集中在导体的轴线位置时，电流分布对电动力的影响。
实际工程中，三相母线采用圆截面导体时，当两相导体之间的距离足够大，形状系数K f取为1；对于矩形导体而言，当两导体之间的净距大于矩形母线的周长时，形状系数K f可取为1。
电动力的方向：两个载流导体中的电流方向相同时，其电动力为相互吸引；两个载流导体中的电流方向相反时，其电动力为相互排斥。
4．两相短路时平行导体间的最大电动力发生两相短路时，平行导体之间的最大电动力F（2）（N）：（N）式中：—两相短路冲击电流，（A）。
5．三相短路时平行导体之间的最大电动力发生三相短路时，每相导体所承受的电动力等于该相导体与其它两相之间电动力的矢量和。
三相导体水平布置时，由于各相导体所通过的电流不同，所以边缘相与中间相所承受的电动力也不相同。
边缘相U相与中间相V相导体所承受的最大电动力、分别为：（N）（N）式中：—三相冲击短路电流，（A）。
发生三相短路后，母线为三相水平布置时中间相导体所承受的电动力最大。
计算三相短路时的最大电动力时，应按中间相导体所承受的电动力计算。
6．短路电流电动力效验当系统中同一处发生三相或两相短路时，短路处三相冲击短路电流与两相冲击短路电流之比为。
短路时冲击电流产生的电动力很大
置于空气中的均匀裸导体，由于全长截面相 同、各处温度一样，因此沿导体长度方向没有热 传导，又由于空气的热传导性很差，故导体主要 是对流和辐射换热，而忽略很小的导热量。即导 体散到周围介质的热量为：
（Ql + Qf）= aw (θw-θo )F
第三节 导体的长期发热 (P.68)
即分析导体长期通过工作电流时的发热过程， 目的：计算导体长期允许通过的电流——载流量。
一、短时发热过程 由于短时发热散失的热量可以不计，基本上 是绝热过程，即导体产生的热量，全部用于使导 体温度升高，于是，在短时发热过程中，热量平 衡关系为：
QR = Qc
根据热量平衡关系，可以导出短路电流热效 应方程：
Qk /S2=Ah- Aw
因此，
Ah= Qk / S2+Aw
从最初温度（θw）求最高温度（θh）的方法：
（4）采用分相封闭导线 即每相导线分别用外壳包住，使本相导体的 磁场不易穿出外壳，邻相磁场也不易进入外壳， 从而壳内外磁场均大为降低。
第四节 导体的短时发热（P.70）
短时发热：指短路开始至短路切除为止，这一很
短时间内导体的发热过程。 特点：发热量大，持续时间短，来不及向周围环 境散热，因此导体温度升得很高。 目的：确定导体可能出现的最高温度，是校验设 备热稳定的依据。
第一节 概述(P.63)
一、发热 导体正常工作时，会产生各种损耗（电阻损 耗等），这些损耗变成热能，使导体温度升高； 导体短路时，虽然时间不长，但是短路电流 很大，发热量仍然很多。且这些热量在极短时间 内不容易散出，于是导体的温度迅速升高。
发热对导体、电器设备产生的不良影响：
（1）机械强度下降 （2）接触电阻增加 （3）绝缘性能降低 因此，为了限制发热的有害影响，规定了 导体长期发热和短时发热的允许温度。
短路电流的电动力效应热效应的研究
短路电流的电动力效应热效应的研究摘要：电气装置中的电器和载流导体通过电流时，会受到电动力的作用，同时引起发热。
特别是通过很大短路电流时，会产生很大的电动力和热效应，电器及其绝缘可能因此而被破坏。
为了正确地使用电器和载流导体，保证电气设备可靠工作，必须对它们所受的电动力和发热有所了解。
关键词：短路电流；效应；研究1 短路电流的电动力图1a为两平行导体通过电流时它们之间所产生的作用力，其大小可用下式计算（1）式中i1、i2—通过两导体中的瞬时电流值，A；L—平行导体的长度，m；a—两平行导体的中心线距，m。
上式在导体的尺寸与线间距离a相比很小，且导体很长时才正确。
对于矩形截面的母线导体，相互距离较近，其作用力仍按上式计算，但应乘以开头系数Ks加以修正，即（2）式中Ks—导体形状系数，可从图2中曲线查得。
在图1b所示三相系统中，当三相导体在同一平面平行布置时，根据理论推导在三相短路时受力最大的是中间相，约比边缘相大7%，所以在计算三相电动力F（3）时，取三相的最大值。
考虑到短路电流非周期分量的影响，最严格相的电流最大值出现在0.01s时刻，即冲击短路电流ich，而其他两相的电流最大值小于ich，因此其电动力用下式表示（3）式中ich—三相短路电流冲击值，kA。
2 短路电流的热效应短路电流通过导体时，由于发热量大，时间短（通常为几秒），其热量来不及散入周围介质中去，因此可以认为全部热量都用来升高导体温度。
导体达到最高发热温度θd的数值，与短路前导体的温度θF、短路电流的大小和通过短路的时间长短有关，如图3所示。
从图可见，在0～t1时间内导体未投入工作，导体与周围介质有同一温度θ0。
在t1～t2时间内导体通过负荷电流IF，使导体的温度上升至θF，导体与周围介质形成θF-θ0的温差。
由于温差的存在，导体产生的热量除使自身温度升高外，还会有部分热量扩散到周围介质中去。
开始时由于温差小，导体吸收的热量大于扩散的热量，导体温度上升的快；其后随着温差的增大，自身吸收的热量逐渐减少，而扩散的热量反而逐渐加大，直至最后温差增大到单位时间内电流产生的热量等于扩散的热量时，导体的温度稳定到θF，其过程如图中曲线MA所示。
短路电流热效应和电动力效应的实用计算
教学目标：掌握短路电流热效应和电动力效应的实用计算。
重点：短路电流的效应实用计算方法。
难点：短路电流的效应计算公式。
一、短路电流电动力效应1.电动力：载流导体在相邻载流导体产生的磁场中所受的电磁力。
当电力系统中发生三相短路后，导体流过冲击短路电流时必然会在导体之间产生最大的电动力。
2．电动力的危害：引起载流导体变形、绝缘子损坏，甚至于会造成新的短路故障。
3．两平行导体间最大的电动力载流导体之间电动力的大小，取决于通过导体电流的数值、导体的几何尺寸、形状以及各相安装的相对位置等多种因素。
（N）式中：i1 、i2—通过两根平行导体的电流瞬时最大值，A；L—平行导体长度，（m）；ɑ—导体轴线间距离，（m）；K f—形状系数。
形状系数K f：表明实际通过导体的电流并非全部集中在导体的轴线位置时，电流分布对电动力的影响。
实际工程中，三相母线采用圆截面导体时，当两相导体之间的距离足够大，形状系数K f取为1；对于矩形导体而言，当两导体之间的净距大于矩形母线的周长时，形状系数K f可取为1。
电动力的方向：两个载流导体中的电流方向相同时，其电动力为相互吸引；两个载流导体中的电流方向相反时，其电动力为相互排斥。
4．两相短路时平行导体间的最大电动力发生两相短路时，平行导体之间的最大电动力F（2）（N）：（N）式中：—两相短路冲击电流，（A）。
5．三相短路时平行导体之间的最大电动力发生三相短路时，每相导体所承受的电动力等于该相导体与其它两相之间电动力的矢量和。
三相导体水平布置时，由于各相导体所通过的电流不同，所以边缘相与中间相所承受的电动力也不相同。
边缘相U相与中间相V相导体所承受的最大电动力、分别为：（N）（N）式中：—三相冲击短路电流，（A）。
发生三相短路后，母线为三相水平布置时中间相导体所承受的电动力最大。
计算三相短路时的最大电动力时，应按中间相导体所承受的电动力计算。
6．短路电流电动力效验当系统中同一处发生三相或两相短路时，短路处三相冲击短路电流与两相冲击短路电流之比为。
高压电工考试题库含答案
高压电工考试题库含答案1、【单选题】2000kW以下的电动机,如果()灵敏度不能满足要求时,也可采用电流纵差动保护代替。
（A）A、电流速断保护B、过负荷保护C、纵差动保护2、【单选题】发生短路时,冲击电流会产生很大的电动力,其大小可用来校验电气设备在发生短路时的()。
（C）A、热稳定性B、动平衡性C、动稳定性3、【单选题】屋顶上单支避雷针的保护范围可按保护角()确定。
（C）A、30°B、45°C、60°4、【单选题】当电阻R两端的电压U一定时,电阻R消耗的电功率P与()成正比。
（C）A、电阻R平方的大小B、电阻R的大小C、电流I的大小5、【单选题】方向不变,大小随时间有脉动变化的电流叫做()。
（B）A、正弦交流电B、脉动交流电C、简谐交流电6、【单选题】消弧线圈实际是一个铁芯线圈,其()很小,电抗很大。
（A）A、电阻B、电压C、电抗7、【单选题】由于手持式电工工具在使用时是移动的,其电源线易受到拖拉、磨损而碰壳或脱落导致设备金属外壳带电,导致()。
（C）A、短路事故B、断电事故C、触电事故8、【单选题】由于架空电力线路与电缆电力线路相比,具有显著优点,因此除特殊情况外,电力线路一般均采用()。
（B）A、高压线路B、架空电力线路C、低压线路9、【单选题】电气设备由一种工作状态转换到另一种工作状态,或改变电气一次系统运行方式所进行的操作称为()。
（B）A、调度操作B、倒闸操作10、【单选题】目前生产的水泥电杆主要有()。
（B）A、直线杆B、锥形杆、等径杆C、耐张杆11、【单选题】绝缘棒使用完后,应()在专用的架上,以防绝缘棒弯曲。
（B）A、水平放置B、垂直悬挂C、斜靠12、【单选题】遮栏主要用来防护工作人员意外碰触或过分接近带电部分而造成人身事故的一种()。
（B）A、绝缘安全用具B、一般防护安全用具C、基本安全用具13、【单选题】6～10KV架空线路常采用的保护是()。
2023年(广东省)高压电工考证真题
10 号第 1 题：短路电流通过线路,要产生很大的电流降,使系统的电流水平骤降,引起电动机转速突然下降,甚至停转,严峻影响电气设备的正常运行。
( )答案解析：产生很大的电压降。
第2 题：S11-M(R)-100/10 表示三相油浸自冷式,双绕组无励磁调压,卷绕式铁芯(圆载面),密封式,额定容量100kVA,低压侧绕组额定电压为10kV 电力变压器。
( )答案解析：高压侧绕组额定电压为10KV第3 题：接地正确、良好,接地线连接应结实牢靠。
( )第4 题：造成高压电容器外壳膨胀的缘由之一是内部发生局部放电。
( )第 5 题：工作许可人对工作负责人应指明带电设备的位置和留意事项,然后分别在工作票上签名,工作班组方可开头工作。
( )答案解析：负责人应指明带电设备的位置和留意事项。
第6 题：电气设备运行状态指设备的开关和刀闸均在合上位置,已通电工作。
( )第7 题：架空导线多承受钢芯铝绞线,其钢芯的主要作用是提高机械强度。
( )第8 题：配电装置的长度超过6m 时,屏后应有两个通向本室或其他房间的出口,其距离不宜大于20m。
( )答案解析：距离不宜大于15m，超过应增加出口。
第9 题：钢筋混凝土杆使用最多的是锥形杆,其锥度一般为1/75。
( )第10 题：电流流过人体的路径,左手至脚对人体的损害程度最大。
( )第11 题：能使继电器动合接点由断开状态到闭合状态的最小电流称为动作电流。
( )第12 题：消雷器是利用金属针状电极的电磁感应原理,使雷云电荷被中和,从而不致发生雷击现象。
( )答案解析：利用尖端放电原理，不是电磁感应原理。
第13 题：安装或大修后的断路器,投入运行前必需验收合格才能施加运行电压。
( )第14 题：假设被测的接地电阻小于1Ω,应使用四端钮的接地电阻表。
( )第15 题：避雷针一般安装在支柱(电杆)上或其他构架、建筑物上,必需经引下线与接地体牢靠连接。
( )第16 题：绝缘安全用具分为根本安全用具及关心安全用具。
发电厂电气部分第四版课后习题答案第1章---第7章
发电厂电气部分第四版课后习题答案第1章---第7章第一章能源和发电1-1 人类所认识的能量形式有哪些？并说明其特点。
答：第一、机械能。
它包括固体一流体的动能，势能，弹性能及表面张力能等。
其中动能和势能是大类最早认识的能量，称为宏观机械能。
第二、热能。
它是有构成物体的微观原子及分子振动与运行的动能，其宏观表现为温度的高低，反映了物体原子及分子运行的强度。
第三、化学能。
它是物质结构能的一种，即原子核外进行化学瓜是放出的能量，利用最普遍的化学能是燃烧碳和氢，而这两种元素是煤、石油、天然气等燃料中最主要的可燃元素。
第四、辐射能。
它是物质以电磁波形式发射的能量。
如地球表面所接受的太阳能就是辐射能的一种。
第五、核能。
这是蕴藏在原子核内的粒子间相互作用面释放的能。
释放巨大核能的核反应有两种，邓核裂变应和核聚变反应。
第六、电能。
它是与电子流动和积累有关的一种能量，通常是电池中的化学能而来的。
或是通过发电机将机械能转换得到的；反之，电能也可以通过电灯转换为光能，通过电动机转换为机械能，从而显示出电做功的本领。
1-2 能源分类方法有哪些？电能的特点及其在国民经济中的地位和作用？答：一、按获得方法分为一次能源和二次能源；二、按被利用程度分为常规能源和新能源；三、按能否再生分为可再生能源和非再生能源；四、按能源本身的性质分为含能体能源和过程性能源。
电能的特点：便于大规模生产和远距离输送；方便转换易于控制；损耗小；效率高；无气体和噪声污染。
随着科学技术的发展，电能的应用不仅影响到社会物质生产的各个侧面，也越来越广泛的渗透到人类生活的每个层面。
电气化在某种程度上成为现代化的同义词。
电气化程度也成为衡量社会文明发展水平的重要标志。
1-3 火力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答：按燃料分：燃煤发电厂；燃油发电厂；燃气发电厂；余热发电厂。
按蒸气压力和温度分：中低压发电厂；高压发电厂；超高压发电厂；亚临界压力发电厂；超临界压力发电厂。
电力系统的短路冲击系数和最大电动力的研究
电力系统的短路冲击系数和最大电动力的研究【摘要】电力系统的短路冲击系数和最大电动力是电力系统研究领域中重要的参数之一。
本文从短路冲击系数的概念入手，介绍了其在电力系统中的作用和重要性。
随后，通过研究方法和步骤的详细说明，分析了影响短路冲击系数的因素，探讨了最大电动力的计算方法。
通过案例分析，验证了所提出的计算方法的有效性。
结合短路冲击系数与电动力的关系，总结了研究成果并提出了展望和建议。
本研究对于提高电力系统安全稳定运行具有重要意义，也为相关领域的研究提供了有益的参考。
通过本文的研究，可以对电力系统的短路冲击系数和最大电动力做进一步深入的了解，促进电力系统的发展和进步。
【关键词】电力系统、短路冲击系数、最大电动力、研究方法、影响因素、计算、案例分析、关系、研究成果、展望、建议1. 引言1.1 背景介绍电力系统作为现代社会中不可或缺的基础设施，承担着供电保障和能量传输的重要职责。
在电力系统运行过程中，短路事件不可避免地会发生，而短路冲击系数和最大电动力则成为了评估电力系统安全性和稳定性的重要指标。
背景介绍的内容主要围绕着电力系统中短路冲击系数和最大电动力的概念及意义展开。
短路冲击系数是指在电力系统发生短路时，系统各个节点之间电压的快速变化情况，是评估短路冲击影响的重要参数。
而最大电动力则是在短路事件发生时系统所能承受的最大电动力大小，直接关系到系统可靠性和安全性。
在这篇文章中，我们将通过对电力系统短路冲击系数和最大电动力的研究，探讨其概念、影响因素、计算方法以及与系统稳定性的关系。
通过案例分析和实际数据，深入探讨短路冲击系数和最大电动力对电力系统运行的影响，为提高电力系统运行的稳定性和安全性提供理论基础和实际指导。
1.2 研究意义电力系统的研究一直是电力领域的热点之一，而短路冲击系数和最大电动力作为电力系统设计和运行中的重要参数，其研究意义也越发凸显。
短路冲击系数可以反映电力系统在短路发生时对电动力的抵抗能力，对保护系统的设计和调整具有重要意义。
03-03-载流导体短路时电动力计算
第三章 常用计算的基本理论 和方法
§3.3 载流导体短路时电动力计算
引言
什么是电动力?
载流导体位于磁场中,要受到磁场力的作用,这种 力称为电动力.
为什么要进行电动力计算?
短路时,导体中通过很大的短路电流,导体会遭受 巨大的电动力作用.如果机械强度不够,将使导体 变形或损坏.
一,两条导体间的电动力
�
Nf L2 EJ m
当导体支撑方式为两端简支,查表得Nf=1.57, 故有 1.57 7 × 1010 ×10.8 × 10 8 f1 = = 96.15(Hz) 2 1.2 0.972
[例3-3] 例
某发电厂装有10kV单条矩形铝导体,尺寸为60×6mm, 支柱绝缘子之间的距离L=1.2m,相间距离a=0.35m,三 相短路冲击电流ish=45kA.导体弹性模量E=7×1010Pa, 单位长度的质量m=0.972kg/m.试求导体的固有频率及 最大电动力. 解 f1=96.15Hz在35~135Hz范围以内,应考虑动态应力系数. 查曲线,对应 f = 96.15Hz,β=1.35, 则 Fmax = 1.73 × 10 7
L ( 3) ( 3) ( ( (i A iB + 0.5i A3)iC3) ) a
L 2 3 Im a 8
a
不衰减的固定分量 按
Ta 2
2t 3 3 π T + cos 2 A + e 4 6 8 t 3 π T 3 cos ωt cos ωt + 2 A + e 2 6 4 3 π cos 2ωt + 2 A + 4 6
Fmax = 1.73 × 10
7
L ( 3) 2 [ish ] β a
动态应力 动态应力系数 = 静态应力
§3.3 载流导体短路时电动力计算
引言
什么是电动力?
载流导体位于磁场中,要受到磁场力的作用,这种 力称为电动力.
为什么要进行电动力计算?
短路时,导体中通过很大的短路电流,导体会遭受 巨大的电动力作用.如果机械强度不够,将使导体 变形或损坏.
一,两条导体间的电动力
�
Nf L2 EJ m
当导体支撑方式为两端简支,查表得Nf=1.57, 故有 1.57 7 × 1010 ×10.8 × 10 8 f1 = = 96.15(Hz) 2 1.2 0.972
[例3-3] 例
某发电厂装有10kV单条矩形铝导体,尺寸为60×6mm, 支柱绝缘子之间的距离L=1.2m,相间距离a=0.35m,三 相短路冲击电流ish=45kA.导体弹性模量E=7×1010Pa, 单位长度的质量m=0.972kg/m.试求导体的固有频率及 最大电动力. 解 f1=96.15Hz在35~135Hz范围以内,应考虑动态应力系数. 查曲线,对应 f = 96.15Hz,β=1.35, 则 Fmax = 1.73 × 10 7
L ( 3) ( 3) ( ( (i A iB + 0.5i A3)iC3) ) a
L 2 3 Im a 8
a
不衰减的固定分量 按
Ta 2
2t 3 3 π T + cos 2 A + e 4 6 8 t 3 π T 3 cos ωt cos ωt + 2 A + e 2 6 4 3 π cos 2ωt + 2 A + 4 6
Fmax = 1.73 × 10
7
L ( 3) 2 [ish ] β a
动态应力 动态应力系数 = 静态应力
2023年高压电工证试题易错题一--答案及解析
1、消雷器就是利用金属针状电极得电磁感应原理,使雷云电荷被中与,从而不致发生雷击现象。
( x)2、三相一次或二次重合闸属于110KV及以下线路保护测控装置在测控方面的主要功能。
（x）3、对于接线方式较为简单的小容量变电所，操作电源常常采用蓄电池（错）答案解析:小容量的变电所，操作电源常用交流电源4.电路中负荷为电阻性负载时,恢复电压等于电源电压,不利于电弧熄灭。
( 错)答案解析: 电阻性负载没有感应电流，利于灭弧。
5.如果电流表并联在线路中测量，则电流表有可能会因过载而被烧坏（对）6. 变压器异常运行状态主要包括:保护范围外部短路引起的过电流,电动机自起动等原因所引起的过负荷、油浸变压器油箱漏油造成油面降低、轻微匝间短路等。
(错)答案解析:电动机自起动不属变压器异常7.绝缘电阻可以用接地电阻测量仪来测量。
（错）答案解析:绝缘电阻用兆欧表测量。
8.电网谐波的产生主要在于电力系统中存在各种线性元件。
( 错)答案解析:主要是非线性元件产生谐波9. 电压互感器的容量是指其二次绕组允许接入的负载功率(以VA值表示)分额定容量和最大容量。
( 对)10.电力线路过电流保护的动作电流按躲过线路末端最大短路电流定。
（错）答案解析: 电力线路过电流保护的动作电流按躲过线路末端最大负荷电流定11. 额定电压和标定容量均相同的单相高压电容器,接入同一电压等级的电网时,电容器组的结线方式接成三角形和接成星形的补偿效果相同。
(错)答案解析:两种接法电容器的电压不同，一般三角形接法12.在过电压作用过去后,阀型避雷器中流过雷电流。
(错)答案解析: 过电压作用过去后，避雷器中不流过电流。
13.变压器并列运行一般允许阻抗电压有+10%的差值.若差值大,可能阻抗电压大的变压器承受负荷偏高,阻抗电压小的变压器承受负荷偏低,从而影响变压器的经济运行。
(错)答案解忻:阻抗电压小的变压器内阻也小，流过电流较大，与阻抗电压大的变压器并列，阻抗电压小的承受负荷偏大。