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电力设备发热现象分析

发布日期:2017-06-14 来源: 本网 查看次数: 743 

核心提示:  技术创新电力设备发热现象分析许建科①范镇南①②(①国家电网内江电业局生产技术部②国家电网四川省电力公司培训中心)数,近年来,我国电力工业的发展取得了巨大成就。但同时,各类电力设备的温升发热问题也逐

  技术创新电力设备发热现象分析许建科①范镇南①②(①国家电网内江电业局生产技术部②国家电网四川省电力公司培训中心)数,近年来,我国电力工业的发展取得了巨大成就。但同时,各类电力设备的温升发热问题也逐渐突出。为提高电力系统的运行与维护水平,有必要对电力系统的损耗发热进行认真探讨。

  1电力设备热源分类电力设备的常见热源有以下几类。

  导体焦耳损耗。电力设备中常有大量导体绕组,当有电流通过时由于电阻的存在,会产生损耗,该损耗通常称为焦耳损耗。

  可用公式表达如下:铁磁损耗。在电力设备中,绕组中交变电流将产生交变磁场,在其作用下,铁磁材料中将产生铁磁损耗,其瞬时体密度为:f为频率,为铁心电导率;k为附加损耗系数;k为铁心叠片系在1个周期T内,铁心损耗的平均体密度为:因此,铁心总损耗可通过下式计算得到:电介质损耗。电介质处于电力设备交变电场的作用下,可生成能量,使电介质升温引起热击穿。相应损耗可分为弛豫损耗、共振损耗和电导损耗。

  当交变电场频率达到则驰豫损耗有最大值。其中,T为组成介质的极生分子和热离子的弛豫时间对于共振损耗而言,当电场频率达到电介质振子固有频率时,该损耗最大。而电导损耗则与材料电流与电导有关。

  谐波损耗。由于电力系统中谐波电压与电流的存在,将导致变压器、电容等电器设备铁心损耗与铜耗增加,且导致集肤效应加剧,使损耗分布更为集中2电力设备发热危害以上各种损耗共同构成了电力设备的热源。其中部分热量将通过传导、对流获辐射方式散逸,而其余热量将被电力设备吸收,使设备温度升高,带来以下几类危害。

  导致材料的劣化。过高的温升将导致有机绝缘材料脆化,绝缘性能下降,甚至击穿,对无机材料也产生影响。还可能半导体元件热击穿,性能变劣,甚至使导线绕断,形成断路。

  引发火灾事故。当电力设备温升过高时,将造成绝缘击穿诱发严重短路事故,巨大的短路电流将产生极大短路热效应引起燃烧。另外如果电力设备散热不良,将导致设备产生局部高温,引燃周围易燃物造成火灾。

  增加电能损耗。无论是导体发热还是集肤效应,将不可避免地增大电阻,使电能损耗与损耗进一步增大,造成恶性循环,最总损坏设备。

  应对措施为降低电力设备损耗发热的危害,可取以下措施。

  铁心用高磁导率材料,加强叠片间的绝缘,用先进工艺,减少铁磁损耗。

  用绕组或导线换位技术,减少绕组导体环流损耗。

  用谐波抑制技术,提高电能质量。

  改善设备通风散热条件,抑制设备温升。

  结论正确认识电力设备发热的原理与危害,并取可靠措施,抑制损耗发热,提高电力系统运行的安全性和可靠性。

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