东北农大变电工程设计课件第5章 电气设备发热和电动力计算-7电气设备两相及三相电动力

电气设备两相及三相电动力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：（1）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。电气设备流过短路电流时的巨大危害：（2）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。（3）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。电气设备流过短路电流时的巨大危害：两根平行圆导体间的电动力两根平行矩形截面导体间的电动力一、两平行导体间的电动力计算当两个平行导体通过电流时，由于磁场相互作用而产生电动力，电动力的方向与所通过的电流的方向有关。如图所示，当电流的方向相反时，导体间产生斥力；而当电流方向相同时，则产生吸力。一、两平行圆导体间的电动力两平行导体间电动力的计算如图：如图所示，长度为的两根平行圆导体，分别通过电流和，并且，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比导体长度小得多时，可以认为导体中的电流和集中在各自的几何轴线上流过。1i2i1i2i=1i2ill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：一、两平行圆导体间的电动力两平行导体间电动力的计算771111042()21010TaaiiBH式中—导体1中的电流所产生的磁场在导体2处的磁场强度—空气的磁导率则导体2全长上所受的电动力为：一、两平行圆导体间的电动力两平行导体间电动力的计算1H07712212022()1010lldxNaaiiiiF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,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。二、两平行矩形截面导体电动力的计算两平行导体间电动力的计算l实际应用中，在上述公式里引入一个截面形状系数，以计及截面对导体间电动力的影响，即得出求两平行矩形截面导体间电动力的计算公式：二、两平行矩形截面导体电动力的计算两平行导体间电动力的计算7122()10xlFNaiiK式中—截面形状系数截面形状系数的计算比较复杂，对于常用的矩形母线截面形状系数，已经绘制成曲线，设计的时候可查得。二、两平行矩形截面导体电动力的计算两平行导体间电动力的计算7122()10xlFNaiiKxK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。三相导体布置在同一平面时，各相导体所通过的电流不同，故边缘相与中间相所承受的电动力也不同。右图为对称三相短路时的电动力示意图。三、三相母线短路时的电动力两平行导体间电动力的计算最大冲击力发生在短路后0.1s，而且以中间相受力最大。用三相冲击短路电流ich(kA)表示的中间相的最大电动力为三、三相母线短路时的电动力两平行导体间电动力的计算721.7310zdchlFiNa根据电力系统短路故障分析的知识：，故两相短路时的冲击电流为。发生两相短路时，最大电动力为两相短路时最大电动力小于同一地点三相短路时的最大电动力，要用三相短路时的最大电动力校验电气设备的动稳定。三、三相母线短路时的电动力两平行导体间电动力的计算(2)(3)32II(2)(3)32chchii237272max210[]1.510[]chchllFiiaa