电气设备的发热和电动力计算

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。

电气设备发热损耗计算公式在电气设备的运行过程中，会产生一定的发热损耗，这是由于电流通过导线、绕组等部件时产生的电阻，导致电能转化为热能。

了解和计算电气设备的发热损耗对于设备的设计、运行和维护都具有重要意义。

本文将介绍电气设备发热损耗的计算公式及其应用。

电气设备发热损耗的计算公式主要涉及到电阻、电流、电压等参数。

在直流电路中，电气设备的发热损耗可以通过以下公式进行计算：P = I^2R。

其中，P代表发热损耗（单位为瓦特），I代表电流（单位为安培），R代表电阻（单位为欧姆）。

在交流电路中，由于电流和电压是变化的，所以电气设备的发热损耗需要通过平均功率进行计算。

在交流电路中，电气设备的发热损耗可以通过以下公式进行计算：P = I^2R。

其中，P代表发热损耗（单位为瓦特），I代表电流的有效值（单位为安培），R代表电阻（单位为欧姆）。

在实际应用中，为了更准确地计算电气设备的发热损耗，还需要考虑到电气设备的工作环境、温度、材料等因素。

在高温环境下，电气设备的发热损耗会增加，因此需要对发热损耗进行修正计算。

电气设备的发热损耗对于设备的安全运行和寿命具有重要影响。

过大的发热损耗会导致设备过热，影响设备的性能和寿命，甚至引发火灾等安全事故。

因此，在设计和运行电气设备时，需要对发热损耗进行合理的计算和评估，以确保设备的安全运行。

除了在设计和运行阶段对发热损耗进行计算外，还可以通过监测电气设备的温度和电流等参数来评估设备的发热情况。

通过实时监测设备的发热情况，可以及时发现设备存在的问题，并采取相应的措施进行修复和维护，以确保设备的安全运行。

总之，电气设备的发热损耗是一个重要的参数，对于设备的设计、运行和维护都具有重要意义。

通过合理的计算和评估发热损耗，可以确保设备的安全运行和延长设备的使用寿命。

希望本文介绍的电气设备发热损耗计算公式及其应用能够对读者有所帮助。

高压柜、低压柜、变压器的发热量计算方法变压器损耗可以在生产厂家技术资料上查到铜耗加铁耗；高压开关柜损耗按每台200W估算；高压电容器柜损耗按3W/kvar估算；低压开关柜损耗按每台300W估算；低压电容器柜损耗按4W/kvar估算;一条n芯电缆损耗功率为：Pr=nI2r/s,其中I为一条电缆的计算负荷电流A,r为电缆运行时平均温度为摄氏50度时电缆芯电阻率Ωmm2/m,铜芯为,铝芯为,S为电缆芯截面mm2；计算多根电缆损耗功率和时,电流I要考虑同期系数; 上面公式中的"2"均为上标,平方;一、如果变压器无资料可查,可按变压器容量的1~%左右估算；二、高、低压屏的单台损耗取值200~300W,指标稍高尤其是高压柜；三、除设备散热外,还应考虑通过围护结构传入的太阳辐射热;主要电气设备发热量电气设备发热量继电器小型继电器 ~1W中型继电器 1~3W励磁线圈工作时8~16W功率继电器 8~16W灯全电压式带变压器灯的W数带电阻器灯的W数+约10W控制盘电磁控制盘依据继电器的台数,约300W程序盘主回路盘低压控制中心 100~500W高压控制中心 100~500W高压配电盘 100~500W变压器变压器输出kW1／效率-1 KW电力变换装置半导体盘输出kW1／效率-1 KW照明灯白炽灯灯W数放电灯灯W数假设变压器为1000KVA,其有功输出为680KW,则其效率大致为680/850=,根据上述计算损耗的公式,该变压器的损耗为6801/=170KW变压器的热损失计算公式:△Pb=Pbk+△Pb-变压器的热损失kW Pbk-变压器的空载损耗kW Pbd-变压器的短路损耗kW具体的计算方法：一、 发电机组发热量发电机组的散热量主要来自于两个方面,一是发电机组的盖板传热和机壳围护结构传热,另一是发电机组的冷却循环风的漏风所带来的热量;大、中型发电机组的冷却方式通常采用封闭式空气自循环冷却方式,发电机绕组的损耗传给冷却空气,空气的热量再通过机组水冷却器由冷却水带走;根据实测的数据,定子排出的空气温度一般不超过65℃,而进入转子的空气温度一般不低于5℃;发电机机壳的散热量可以按下式计算：()n g t t KA q k -=w 1 1其中：K ——发电机机壳的传热系数 w/㎡·℃A ——发电机机壳的面积 ㎡ gt ——发电机冷却循环风的平均温度℃n t ——室内空气温度℃发电机的漏风散热量可以按下式计算：()n f t t vc q f -=γβw 1 2其中：β——漏风系数,钢盖板取%v ——发电机的冷却循环风量m3/h c ——空气比热 w/kg ·℃γ——空气容重取m3f t ——发电机漏风温度℃ n t ——室内空气温度℃根据发电机组内部的冷却风温和发电机的表面积,我们不难计算机组壳体的传热量;但漏风热量的计算上却有较大的差异,随着机械制造技术的不断提高,特别是空气冷却器的效率的提高,发电机组的冷却循环风量各个厂商有较大区别;例如按机电设计手册计算,30万KW 机组的冷却循环风量约为200m ３/h,但多数国际厂商提供的冷却风量约为120m ３/h,这就给计算结果产生较大的出入;机组的冷却风量不仅和机组的容量有关,而且和机组的水头、转速、尺寸有关;一般情况下,冷却风温越低,发电机的线圈温度也越低,发电机的效率就越高,但是冷却风温受冷却器的布置尺寸影响,冷却器大,机组的制造难度相对增大,经济性下降,冷却风温不可能无限降低,机组制造厂设计时考虑一个经济区域,达到机组的最大性价比;因此,在实际的设计计算中,应由发电机厂商提供冷却循环风量参数对漏风热量加以核算;二、 变压器发热量变压器散热散热主要指变压器内部的能量损耗,由铜损电阻损耗和铁损铁磁损耗两部分组成,其中铜损是随负荷大小而变化,而铁损与负荷的大小无关,可以看成一定值;通常将额定负荷时的铜损定为短路损耗,额定电压下的铁损定为空载损耗;自冷、风冷和干式变压器的损耗,全部散发到周围空气中,而水冷变压器的损耗则大部份由水冷却系统带走,一小部份由于油温高于周围空气温度而将热量散入空气中;一般情况下,封闭厂房、地下厂房和抽水蓄能电站,布置于厂房内部或地下的主变多采用库水冷却的主变,而电站中的其他变压器还有厂用变、照明变、事故变、励磁变等,多采用风冷或干式变压器;风冷变压器的散热量,简单地可以按下式计算：dk P P Q ＋=Kw 3其中：kP ——变压器的空载损耗 KwdP ——变压器的短路损耗 Kw水冷变压器的散热量可以按下式计算：()325.1n y 105.5-⨯-⨯=A t t Q Kw 1 4其中：yt ——油箱的平均油温 ℃,一般在65~70℃之间n t ——室内气温 ℃A ——油箱的散热面积 ㎡电站的水冷却主变,受到冷却水温和水冷却器效率的影响较大,特别是抽水蓄能电站,由于库容较小,冷却水温受季节的影响较大,应按正常运行时,可能产生的最高水温核算变压器的散热量;三、 母线、电缆发热量在电站中,发电机和变压器之间的连接多用自冷却式封闭母线;母线的发热量包括母线的功率损耗发热和外壳感应散热两部分;由于主线的两端分别分别连接发电机和变压器设备,实际上母线与外壳之间的空气是封闭的,外壳起到一个保护和屏蔽电磁波的作用,以减少母线电磁场对周围电气设备和环境的影响,并没有减小母线的散热;母线的功率损耗散热传给母线和外壳间的空气,然后通过外壳壳体传入环境;而外壳感应散热则直接传入环境;母线功率损耗引起的散热量可以按下式计算：3s Z 2103-⨯⨯=L R I q s ϕKw 1 5母线外壳感应散热量可以按下式计算：3k k 2103-⨯⨯=L R I q k ϕKw 1 6其中：I ——母线的相电流AZ R ——母线在工作温度时的直流电阻Ω/m k R ——母线外壳在工作温度时的直流电阻Ω/ms ϕ——母线集肤效应系数k ϕ——母线外壳集肤效应系数L ——母线的长度m以下是某电站的母线参数：表1 母线参数序号 基本参数 主母线 分支母线 启动母线 1 额定电压 KV 18 18 18 2 工作电压KV 3 额定电流A 13000 250 3000 4 导体正常温度℃ 87 50 74 5外壳正常温度℃6747546 导体截面积mm2 25 3358 33587 外壳截面积mm2 15944836983698 导体电阻μΩ/m 9外壳电阻μΩ/m按上面两式计算,主母线单相的散热量约为550W/m,和母线制造商提供的母相散热损耗600 W/m 基本相近; 母线的发热损耗和母线的材质、制造技术、焊接工艺水平关系较大;材质越好,母线接头的焊接工艺水平越高,其直流电阻就越小,发热损耗也就越小;另外,在水电站厂房内敷设了各种电压等级的动力、照明、控制电缆,在运行中会散发出一定的热量,如果电缆温度过高,将导致电缆表面绝缘老化,电缆的载流量下降;在各种电缆中,低压动力电缆发热量较大,电气设计手册上,对电缆损耗大于150W/m 的有通风要求;一般的3000V 以下的铜芯电缆的散热损失较小;电缆截面3×50mm 的发热量约为25W/m,3×150mm 的发热量约为40W/m,电压等级越高,散热量越小;因此,除在主厂房中设有大量的电缆桥架如母线层、母线洞、水轮机层等和专门的电缆层、电缆廊道应核算电缆的发热量,其他部位的电缆发热可以忽略不计;四、 电抗器发热量电抗器用于较大容量的配电装置中,起到限制短路电流的作用,也可以用于整流装置中作滤波电抗器; 电抗器的散热量可以按下式计算：P Q 21ηη=Kw 7其中：1η——电抗器的利用系数,一般取1η=2η——电抗器的负荷系数,一般取2η=P ——电抗器在额定功率下的功率损耗Kw,根据额定电流、额定电抗和型号确定;电抗器是由绕组组成的,发热特性是热容量和发热量较大,达到稳定发热量需要一段时间;如果是长期运行的电抗器,其发热量是稳定的,如果是间歇运行的电抗器,应按运行时间和电抗器的发热特性曲线确定发热量;五、 高、低压盘柜发热量高压配电盘柜的散热量可以按下式计算：e 2egq II Q ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=Kw 1 8其中：gI ——高压开关的工作电流 Ae I ——高压开关的额定电流 Aeq ——高压开关的额定电流时的散热量 Kw高压开关柜分为进线开关柜和馈电开关柜,一般说来进线开关柜的发热量要比馈电开关柜的发热量大;低压配电盘柜的散热量可以按下式计算：P ex Q ∑=Kw 9其中：e ——盘柜的利用系数x ——盘柜的实耗系数P ∑——低压盘柜的功率损耗之和 Kw由于电站内各种盘柜的用途不同,盘柜的工作电流不同,一般说来,工作电流越大,盘柜内的电器元件发热量也越大;对于集中布置的配电盘柜尽可能由设备制造商提供发热量较为准确;特别的,对于重要的配电盘柜,由于制造商对盘柜内的电气元件的保护,防止运行湿度过大,绝缘性能的下降,在盘柜内本身另设有电加热器;一般每只盘柜在～左右,集中布置的继电保护室等应加以考虑;在高压盘柜中,励磁柜的发热量较大;根据某电站外商提供的发热资料：表2 励磁柜的发热量序号 名 称发热量1 整流闸管 8Kw2 母线组 2Kw3 散热风机 2Kw4 其它继电器 2Kw 5合计14Kw由于励磁系统关系到机组的安全启动和运行,对于集中或封闭布置的励磁盘柜应较为准确地核算其发热量; 六、 SFC 静态变频启动装置发热量SFC 称为静态变频启动装置,主要用于抽水蓄能电站的机组抽水工况的启动;它由输入电抗器、输出电抗器、滤波器、功率柜和直流电抗器组成;某个单机容量30万千瓦的抽水蓄能电站,根据外商提供的SFC 装置各设备的容量如下：表3 SFC 装置的容量序号 设备名称 运行时 停止时 1 输入电抗器 27Kw 3Kw 2 输出电抗器 63Kw 0 3 滤波器 83Kw 28Kw 4 功率柜 15Kw 6Kw 5 直流电抗器 200Kw 0 6合计388Kw37Kw我们可以看出,如果按照满负荷计算,SFC 装置的热量高达388Kw;按照一些已运行的抽水蓄能电站的实际运行分析统计,一台机组的启动,从静止拖动到并网时间仅需240秒,六台机组的启动时间约为25分钟;根据外商提供的SFC 装置运行特性曲线,输入电抗器、输出电抗器和直流电抗器运行25分钟,发热达到额定发热量的20%,滤波器、功率柜发热达到额定发热量的70%左右;按此计算SFC 装置的发热量约为,是额定发热量的%;SFC 装置的发热量和SFC 的容量、运行时间有极为密切的关系,如果要较为准确的确定设备发热量,应请有关制造商提供设备的运行特性曲线,然后根据设备的容量和运行时间确定;七、 照明设备发热量大、中型电站随着建筑装修景观设计对灯光的需求,照明功率有增加的趋势;虽然照明设备的发展,电站的照明应用从白炽灯和荧光灯向碘钨灯和金卤灯等高亮度灯源转变;但照明设备散热量属于稳定得热,只要电压、功率稳定,散热量是不变化的;照明所耗电能的一部分直接转化为热能,此热能以对流、传导和向周围散出;光能以红外辐射方式向外辐射,但红外辐射不能直接被空气吸收,而是透过空气被周围物体吸收,尔后再给予空气;转化为光的那部分也是先射向周围物体,被物体吸收后再转化为热能,再以对流、传导或辐射等方式传给空气和其他物体;照明发热量为：N n Q 1 Kw 1 10其中：1n ——镇流器消耗的功率系数,一般取N——照明灯具功率 Kw一般情况下,全厂的照明发热量约为照明变压器容量的80%左右;但随着电站自动化程度的提高和无人值班的推广,厂房内部的实际照明设备开启情况变化较大,可考虑正常运行时照明的利用系数;。

电气设备发热量计算
电气设备的发热量计算是一个重要的工程问题，它涉及到能源
消耗、设备运行安全性以及环境影响等方面。

在进行发热量计算时，需要考虑以下几个方面：
1. 设备功率，首先需要确定电气设备的额定功率，通常可以从
设备的技术参数或者设备铭牌上找到。

如果是多个设备并联使用，
需要将它们的功率相加。

2. 运行时间，确定设备的运行时间，不同的运行时间会影响设
备的发热量累积。

如果设备是间歇性运行的，需要考虑到这一点。

3. 环境温度，环境温度对设备散热的影响很大，通常情况下，
环境温度越高，设备的发热量就越大。

4. 设备效率，不同的设备有不同的能量转换效率，这也会影响
到设备的发热量。

一般来说，可以使用以下公式来计算电气设备的发热量：
发热量 = 设备功率× 运行时间。

在实际工程中，还需要考虑到设备的散热方式、设备的安装环境、设备的热损耗等因素，以及可能的温度补偿等。

另外，还需要根据具体情况考虑设备的功率因数、谐波产生等因素对发热量的影响。

总之，电气设备的发热量计算是一个复杂的工程问题，需要综合考虑多个因素，以确保设备的安全运行和能源的合理利用。

第02章导体的发热、电动⼒及开关电器的灭弧原理第⼆章导体的发热、电动⼒及开关电器的灭弧原理2－1 导体的发热和散热⼀、概述1．导体和电器的三种运⾏状态（1）正常运⾏状态，即电压和电流都不超过额定值的允许偏移范围。

正常运⾏状态是⼀种长期⼯作状态。

（2）故障运⾏状态，即系统发⽣故障⾄故障切除的短时间内的⼯作状态。

短路故障将引起电流突然增加，短路电流要⽐额定电流⼤⼏倍甚⾄⼏⼗倍。

（3）不正常运⾏状态，即介于上述两种运⾏状态之间的⼀种运⾏状态。

它不能够长期运⾏，但也不需⽴即切除，即可以继续运⾏⼀定的时间。

——设备选择中常⽤“正常”和“短路”两种运⾏状态。

2．发热的形成电流通过导体和电器时，由于有功功率损耗引起发热。

这些损耗包括：1）电阻损耗2）介质损耗3）磁滞和涡流损耗3．发热将对导体和电器产⽣不良的影响。

1）机械强度下降2）接触电阻增加3）绝缘性能下降4．最⾼发热允许温度为了保证导体可靠地⼯作，规定了导体长期⼯作发热和短路时发热的温度限值，称为最⾼允许温度。

1）裸导体长期⼯作发热的最⾼允许温度⼀般为70℃；裸导体通过短路电流时的短时最⾼允许温度，对硬铝及铝锰合⾦为200℃，对硬铜为300℃。

2）电⼒电缆的最⾼允许温度与其导体材料、绝缘材料及电压等级等因素有关。

3）有关规程还规定了交流⾼压电器各部分长期⼯作发热的最⾼允许温度。

——导体发热过程不可避免，则影响不可避免，所以应规定最⾼温度，以减少影响程度，保证设备的正常预期寿命（正常使⽤年限）。

——进⾏发热计算的⽬的，是为了校验导体或电器各部分发热温度是否超过允许值。

⼆、导体的发热1．导体电阻损耗的热量⽆论通过正常⼯作电流或短路电流，导体都要发热，即由其电阻损耗引起的发热。

单位长度(1m )的导体通过电流（A ）时，由电阻损耗产⽣的热量为：Q R =I W 2R W m (2?1) R =K s R dc =K s ρ 1+αt θw ?20 Ωm 2．太阳照射的热量太阳照射的热量会造成导体温度升⾼，故凡装于屋外的⽆遮阳措施的导体应考虑⽇照的影响。

名词解释（按章整理）第一章概述1、发电厂：把各种一次能源（如燃料的化学能、水能、风能等）转化成电能的工厂。

发电厂所产生的电能，一般还要由升压变压器升压，经高压输电线输送，再由变电站降压，才能供给各种不同用户使用。

2、火力发电厂：以煤炭、石油或天然气为燃料的发电厂称为火力发电厂3、供热式发电厂：汽轮机中一部分作过功的蒸汽、在中间段被抽出来供给热用户使用的发电厂。

4、水力发电厂：把水的位能和动能转变为电能的工厂。

5、坝后式水电厂：指水电厂的厂房建在坝的后面，全部水头压力由坝体承受，水库的水由压力水管引入厂内推动水轮发电机组发电。

6、河床式水电厂：指水电厂的厂房和挡水堤坝连成一体，厂房也起挡水作用。

7、引水式水电厂：这种水电厂建筑在山区水流湍急的河道上或河床坡度陡峭的地段，由引水渠道提供水头，且一般不需要修筑堤坝，只修低堰即可。

8、枢纽变电站：联络本电力系统中的各大电厂与大区域或大容量的重要用户，并实施与远方其它电力系统的联络，是实现联合发、输、配电的的枢纽，其电压最高，容量最大，是电力系统的最上层变电站。

9、区域变电站：对一个大区域供电。

高压进线来自枢纽变电站或附近的大型发电厂，中、低压对多个小区域负荷供电。

是电力系统的中层变电站。

10、配电变电站：对一个小区域或较大容量的工厂供电，是电力系统最下层的变电站。

第二章开关电器1、碰撞游离：电子在电场力的作用下，向阳极作加速运动，并碰撞弧隙中的中性质点（如气体原子、分子），由于电子的运动速度很高，其动能大于中性质点的游离能，将中性质点撞击成正离子和自由电子，这种游离称为碰撞游离。

2、复合：带有异性电荷的质点相遇而结合成中性质点的现象。

3、间接复合：电子碰撞中性质点时，一个电子可能先附着在中性质点上形成负离子，其速度大大减慢，然后与正离子复合，形成两个中性质点。

4、表面复合：在金属表面进行的复合。

5、扩散：电弧中的电子和正离子，从浓度高的空间向浓度低的介质周围移动的现象。

电气设备的电动力计算电气设备的电动力是指在设备运行过程中，设备对电能的转换和利用情况。

电动力计算是评估和确定电气设备的工作性能和能效的重要指标之一、本文将介绍电动力的基本概念和计算方法，并以电机为例，详细解析电动力的计算过程。

一、电动力的基本概念电动力是指电气设备在工作过程中所转换和利用的电能的大小。

电动力计算的目的是确定设备的能效和工作性能，为设备的选择和设计提供依据。

电动力通常包括直流电机的输出功率、交流电动机的输出功率、变压器的输出功率等。

二、电动力计算方法直流电机的电动力计算可以通过以下公式进行：P=V×I其中P为电动力，单位为瓦特（W）；V为电机的电压，单位为伏特（V）；I为电机的电流，单位为安培（A）。

交流电动机的电动力计算方法比较复杂，可以通过以下公式进行计算：P = √3 × V × I × Cosθ其中P为电动力，单位为瓦特（W）；V为电机的电压，单位为伏特（V）；I为电机的电流，单位为安培（A）；Cosθ为功率因数。

根据不同类型的电动机和工作条件，可以选择不同的功率因数。

变压器的电动力计算可以通过以下公式进行：P=U1×I1=U2×I2其中P为电动力，单位为瓦特（W）；U1为变压器的一次电压，单位为伏特（V）；I1为变压器的一次电流，单位为安培（A）；U2为变压器的二次电压，单位为伏特（V）；I2为变压器的二次电流，单位为安培（A）。

三、电动力计算的实际案例分析以一个三相交流电机为例，电机参数如下：额定功率PRated = 5 kW额定电压VRated = 380 V额定电流IRated = 10 A功率因数Cosθ = 0.9利用上述公式，可以计算出电机的电动力P：P = √3 × V ×I × Cosθ=√3×380V×10A×0.9≈5.37kW结果表明，该电机的电动力为5.37kW。

电气设备发热量的估算及计算方法电气设备的发热量估算及计算方法:1.电源参数：首先，我们需要确定电源参数，包括电压和电流。

大部分电气设备都会在设备本身或产品说明书上标明。

2.功率计算：根据电源参数，可以计算出设备的功率。

功率的单位是瓦特(W)。

功率的计算公式是功率=电压×电流。

3.储能计算：电气设备在工作时，会产生一定程度的能量损失，这部分能量会转化为热能。

根据设备的功率，可以计算出设备的能量损失。

能量损失的计算公式是能量损失=功率×时间。

其中，时间的单位可以是小时、分钟或秒。

4.热量传输计算：设备产生的热量会通过传导、对流和辐射等方式传输到周围环境中。

因此，我们需要考虑设备周围的温度和散热条件。

如果设备有外壳，我们还需要考虑外壳的散热特性和面积。

-传导热量计算：传导热量是通过物体直接接触而传输的热量。

传导热量主要通过材料的导热性质来计算。

公式为Q=λ×A×ΔT/δx，其中Q表示传导热量，λ表示导热系数，A表示传导面积，ΔT表示温度差，δx表示传导路径的长度。

-对流热量计算：对流热量是通过流体（如气体或液体）介质的对流传输而产生的热量。

对流热量的计算比较复杂，需要考虑流体的速度、密度、粘度和传热系数等因素。

公式为Q=hc×A×ΔT，其中Q表示对流热量，hc表示对流传热系数，A表示传热面积，ΔT表示温度差。

-辐射热量计算：辐射热量是通过辐射方式传输的热量，主要是通过热辐射和光辐射来计算。

辐射热量的计算公式为Q=εσA(T^4-T0^4)，其中Q表示辐射热量，ε表示发射率，σ表示斯特藩-玻尔兹曼常数，A表示辐射面积，T表示物体温度，T0表示周围环境温度。

5.散热设计：通过计算出设备产生的热量，我们可以进行散热设计。

散热设计包括散热方式、散热器材料和散热器大小等。

通过合适的散热设计，可以确保设备在工作时能够保持正常的温度。

总结：电气设备的发热量估算及计算方法包括电源参数的确定、功率计算、能量损失计算和热量传输计算等。

载流导体的发热和电动力一、发热和电动力对电气设备的影响电气设备在运行中有两种工作状态，即正常工作状态和短路时工作状态。

电气设备在工作中将产生各种损耗，如：①“铜损”，即电流在导体电阻中的损耗；②“铁损”，即在导体周围的金属构件中产生的磁滞和涡流损耗；③“介损”，即绝缘材料在电场作用下产生的损耗。

这些损耗都转换为热能，使电气设备的温度升高，进而受到各种影响：机械强度下降；接触电阻增加；绝缘性能下降。

当电气设备通过短路电流时，短路电流所产生的巨大电动力对电气设备具有很大的危害性。

如载流部分可能因为电动力而振动，或者因电动力所产生的应力大于其材料允许应力而变形，甚至使绝缘部件（如绝缘子）或载流部件损坏；电气设备的电磁绕组，受到巨大的电动力作用，可能使绕组变形或损坏；巨大的电动力可能使开关电器的触头瞬间解除接触压力，甚至发生斥开现象，导致设备故障。

二、导体的发热和散热1. 发热导体的发热主要来自导体电阻损耗的热量和太阳日照的热量。

2. 散热散热的过程实质是热量的传递过程，其形式一般由三种:导热；对流和辐射。

三、提高导体载流量的措施在工程实践中，为了保证配电装置的安全和提高经济效益，应采取措施提高导体的载流量。

常用的措施有：（1）减小导体的电阻。

因为导体的载流量与导体的电阻成反比，故减小导体的电阻可以有效的提高导体载流量。

减小导体电阻的方法：①采用电阻率ρ较小的材料作导体，如铜、铝、铝合金等；②减小导体的接触电阻（R j）；③增大导体的截面积(S),但随着截面积的增加，往往集肤系数(K f)也跟着增加，所以单条导体的截面积不宜做得过大，如矩形截面铝导体，单条导体的最大截面积不超过1250mm2。

（2）增大有效散热面积。

导体的载流量与有效散热表面积(F)成正比，所以导体宜采用周边最大的截面形式，如矩形截面、槽形截面等，并采用有利于增大散热面积的方式布置，如矩形导体竖放。

（3）提高换热系数。

提高换热系数的方法主要有：①加强冷却。

第五章 电气设备的发热和电动力计算第4节 导体短路时的电动力计算众所周知，通过导体的电流产生磁场，因此，载流导体之间会受到电动力的作用。

正常工作情况下，导体通过的工作电流不大，因而电动力也不大，不会影响电气设备的正常工作。

短路时，导体通过很大的冲击电流，产生的电动力可达很大的数值，导体和电器可能因此而产生变形或损坏。

闸刀式隔离开关可能自动断开而产生误动作，造成严重事故．开关电器触头压力明显减少，可能造成触头熔化或熔焊，影响触头的正常工作或引起重大事故。

因此，必须计算电动力，以便正确地选择和校验电气设备，保证有足够的电动力稳定性，使配电装置可靠地工作。

一、两平行圆导体间的电动力如图所示，长度为l 的两根平行圆导体，分别通过电流i 1和i 2，并且i 1=i 2，两导体的中心距离为a,直径为d ，当导体的截面或直径d 比a 小得很多以及a 比导体长度l 小得很多时，可以认为导体中的电流i 1和i 2集中在各自的几何轴线上流过。

计算两导体间的电动力可以根据比奥—沙瓦定律。

计算导体2所受的电动力时，可以认为导体2处在导体1所产生的磁场里，其磁感应强度用B1表示，B1的方向与导体2垂直，其大小为)(22417171011010T aa i i H B --⨯=⨯==ππμ 式中H 1—导体1中的电流i 1所产生的磁场在导体2处的磁场强度μ0—空气的倒磁系数则导体2全长l 上所受的电动力为⎰--⨯=⨯=l N l adx a i i i i F 02172172)(221010 同样，计算导体1所受的电动力时，可认为导体1处在导体2所产生的磁场里，显然，导体1所受到的电动力与导体2相等。

有公式可知，两平行圆导体间的电动力大小与两导体通过的电流和导体长度成正比，与导体间中心距离成反比。

二、两平行矩形截面导体间的电动力如图为两条平行矩形截面导体，其宽度为h,厚度为b,长度为l,两导体中心的距离为a ，通过的电流为i1和i2，当b 与a 相比不能忽略或两导体之间布置比较近时，不能认为导体中的电流集中在几何轴线流过，因此，应用前述公式求这种导体间的电动力将引起较大的误差。

浅探水电站电气设备发热量确定国家电力公司华东勘测设计研究院林志勇310014【关键词】水电站、电气设备、发热量【摘要】本文探讨了水力发电站的电气设备发热量确定存在的一些问题，对水电站内的发电机、变压器、母线、电缆、电抗器、高低压盘柜、静止变频器和照明设备等主要电气设备的发热量确定进行了介绍和研究。

近二十年来，随着国民经济的高速发展，我国的水电建设也进入一个高速发展阶段内，大量现代科学及技术和先进设备在水电站得到广泛运用。

随着技术的进步和生活水平的提高，对水电站运行环境的温、湿度要求也越来越被人们重视。

一方面是为了满足机电设备，特别是电子控制元件对运行环境要求的提高，另一方面是满足运行人员的舒适度要求的提高。

要较为准确的控制环境的温、湿度，就需要对厂房的热负荷及其特性有比较深入的了解，这是一个好的通风空调系统设计的基础。

水电站厂房的热负荷主要来自两个方面，一方面是建筑围护结构的得热量，另一方面是来自于电站内各种机电设备的发热。

这几年，随着国内大型电站和抽水蓄能电站建设和国际的接轨，大量国际先进的制造技术和发电设备被引进、消化、运用。

我们在建设和实践中遇到越来越多的新问题。

电气设备的发热主要来源于发电机组、各类变压器、母线、电缆、高低压配电盘柜、电抗器和照明设备等。

在这里，我们主要对大型电站和抽水蓄能电站中的电气设备发热特性进行一些初步探讨。

一、发电机组发热量发电机组的散热量主要来自于两个方面，一是发电机组的盖板传热和机壳围护结构传热，另一是发电机组的冷却循环风的漏风所带来的热量。

大、中型发电机组的冷却方式通常采用封闭式空气自循环冷却方式，发电机绕组的损耗传给冷却空气，空气的热量再通过机组水冷却器由冷却水带走。

根据实测的数据，定子排出的空气温度一般不超过65℃，而进入转子的空气温度一般不低于5℃。

发电机机壳的散热量可以按下式计算： ()n g k t t A K q -••= w其中：K ——发电机机壳的传热系数 w/㎡·℃A ——发电机机壳的面积 ㎡g t ——发电机冷却循环风的平均温度℃n t ——室内空气温度℃发电机的漏风散热量可以按下式计算： ()n f f t t c v q -••••=γβ w 其中：β——漏风系数，钢盖板取0.3%v ——发电机的冷却循环风量m 3/h c ——空气比热 w/kg ·℃γ——空气容重取1.2kg/m 3f t ——发电机漏风温度℃n t ——室内空气温度℃根据发电机组内部的冷却风温和发电机的表面积，我们不难计算机组壳体的传热量。