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第1章　电力系统概论1

1.1　电力系统和供配电系统概述2

1.1.1　电力系统2

1.1.2　供配电系统4

1.1.3　供配电的要求和课程任务5

1.2　电力系统的额定电压5

1.3　电力系统的中性点运行方式7

1.3.1　中性点不接地的电力系统7

1.3.2　中性点经消弧线圈接地电力系统8

1.3.3　中性点直接接地的电力系统9

1.4　电能的质量指标9

1.4.1　电压质量指标9

1.4.2　频率质量指标11

1.4.3　供电可靠性指标11

1.5　电力负荷11

1.5.1　按对供电可靠性要求的负荷分类12

1.5.2　按工作制的负荷分类12

小结13

思考题和习题13

第2章　负荷计算15

2.1　负荷曲线16

2.1.1　日负荷曲线16

2.1.2　年负荷曲线16

2.1.3　负荷曲线的有关物理量17

2.2　用电设备的设备容量18

2.2.1　设备容量的定义18

2.2.2　设备容量的确定19

2.3　负荷计算的方法20

2.3.1　计算负荷的估算法20

2.3.2　需要系数法22

2.3.3　二项式法24

2.3.4　单相负荷计算25

2.4　功率损耗和电能损耗28

2.4.1　功率损耗28

2.4.2　供配电系统的电能损耗29

2.5　用户负荷计算30

2.6　尖峰电流的计算33

2.7　功率因数和无功功率补偿34

2.7.1　功率因数的计算34

2.7.2　功率因数对供配电系统的影响及提高功率因数的方法35

2.7.3　并联电容器补偿37

2.7.4　并联电容器的装设与控制39

2.7.5　补偿后用户的负荷计算和功率因数计算41

小结44

思考题和习题44

第3章　短路电流计算47

3.1　短路概述48

3.2　无限大容量供电系统三相短路分析49

3.2.1　无限大容量供电系统的概念49

3.2.2　无限大容量供电系统三相短路暂态过程49

3.2.3　三相短路的有关物理量52

3.3　无限大容量供电系统三相短路电流的计算54

3.3.1　标幺制54

3.3.2　短路回路元件的标幺值阻抗55

3.3.3　三相短路电流计算57

3.3.4　电动机对三相短路电流的影响60

3.4　两相和单相短路电流的计算61

3.4.1　两相短路电流的计算61

3.4.2　单相短路电流的计算61

3.5　短路电流的效应62

3.5.1　短路电流的电动力效应62

3.5.2　短路电流的热效应63

小结66

思考题和习题67

第4章　供配电系统69

4.1　电压的选择70

4.1.1　供电电压确定70

4.1.2　配电电压70

4.2　变电所的配置71

4.2.1　变电所的类型71

4.2.2　变电所的位置选择72

4.3　变压器的选择74

4.3.1　变压器型号选择74

4.3.2　变压器台数和容量的确定75

4.3.3　变压器的容量和过负荷能力76

4.4　变电所主要电气设备77

4.4.1　高压断路器77

4.4.2　高压隔离开关80

4.4.3　高压负荷开关80

4.4.4　高压熔断器81

4.4.5　互感器84

4.4.6　避雷器90

4.4.7　高压开关柜90

4.4.8　低压电气设备91

4.5　变电所主接线95

4.5.1　变电所的构成95

4.5.2　对变电所主接线的要求95

4.5.3　变电所常用主接线95

4.5.4　总降压变电所主接线98

4.5.5　独立变电所主接线100

4.5.6　车间变电所主接线101

4.5.7　配电所主接线101

4.5.8　主接线实例102

4.6　变电所的布置和结构105

4.6.1　变电所的布置105

4.6.2　变电所的结构106

4.6.3　变电所布置和结构实例109

小结111

思考题和习题111

第5章　电气设备的选择113

5.1　电气设备选择的一般原则114

5.2　高压开关电器的选择114

5.2.1　高压断路器的选择115

5.2.2　高压隔离开关的选择116

5.2.3　高压熔断器的选择116

5.3　互感器的选择118

5.3.1　电流互感器选择118

5.3.2　电压互感器选择121

5.4　母线、支柱绝缘子和穿墙套管选择122

5.4.1　母线选择122

5.4.2　支柱绝缘子的选择123

5.4.3　穿墙套管的选择124

5.5　高压开关柜选择126

5.5.1　开关柜的技术参数126

5.5.2　高压开关柜的选择126

5.6　低压熔断器选择127

5.7　低压断路器选择129

5.7.1　低压断路器选择的一般原则129

5.7.2　低压断路器脱扣器的选择和整定130

5.7.3　前后级低压断路器选择性的配合131

5.7.4　低压断路器灵敏度的校验131

小结132

思考题和习题133

第6章　电力线路135

6.1　电力线路的接线方式136

6.1.1　高压电力线路的接线方式136

6.1.2　低压电力线路的接线方式138

6.2　导线和电缆选择的一般原则140

6.2.1　导线和电缆型号的选择原则140

6.2.2　导线和电缆截面的选择原则142

6.3　按允许载流量选择导线和电缆截面142

6.3.1　三相系统相线截面的选择142

6.3.2　中性线和保护线截面的选择143

6.4　按允许电压损失选择导线和电缆截面144

6.4.1　线路电压损失的计算145

6.4.2　按允许电压损失选择导线和电缆截面148

6.5　按经济电流密度选择导线和电缆截面150

6.6　电力线路的结构和敷设151

6.6.1　电力线路的结构152

6.6.2　电力线路的敷设153

6.6.3　车间动力电气平面布置156

小结158

思考题和习题158

第7章　供配电系统的继电保护161

7.1　继电保护的基本知识162

7.1.1　继电保护的任务162

7.1.2　对继电保护的要求162

7.1.3　继电保护的基本工作原理163

7.1.4　电流保护的接线方式和接线系数163

7.2　常用的保护继电器165

7.2.1　电磁式继电器165

7.2.2　感应式电流继电器168

7.3　电力线路的继电保护170

7.3.1　电力线路的常见故障和保护配置170

7.3.2　过电流保护170

7.3.3　电流速断保护175

7.3.4　单相接地保护178

7.3.5　过负荷保护181

7.4　电力变压器的继电保护182

7.4.1　电力变压器的常见故障和保护配置182

7.4.2　变压器二次侧短路流经一次侧的穿越电流和电流保护的接线方式182

7.4.3　变压器的电流保护184

7.4.4　变压器的气体保护187

7.4.5　变压器的差动保护189

7.5　高压电动机的继电保护197

7.5.1　高压电动机的常见故障和保护配置197

7.5.2　高压电动机的过负荷保护和电流速断保护197

7.6　6～10kV电容器的继电保护199

7.6.1　6～10kV电容器的常见故障和保护配置199

7.6.2　电容器的电流速断保护199

7.7　配电系统微机保护200

7.7.1　配电系统微机保护的现状和发展200

7.7.2　配电系统微机保护的功能201

7.7.3　微机保护装置的硬件结构201

7.7.4　微机保护装置的软件系统202

小结205

思考题和习题206

第8章　变电所二次回路和自动装置208

8.1　二次回路概述209

8.2　操作电源210

8.2.1　直流操作电源210

8.2.2　交流操作电源214

8.2.3　所用变压器214

8.3　高压断路器控制回路215

8.3.1　高压断路器控制回路的要求215

8.3.2　电磁操动机构的断路器控制回路216

8.3.3　弹簧操动机构的断路器控制回路219

8.4　中央信号回路220

8.4.1　对中央信号回路的要求221

8.4.2　中央事故信号回路221

8.4.3　中央预告信号回路223

8.5　测量和绝缘监视回路225

8.5.1　测量仪表配置225

8.5.2　直流绝缘监视回路226

8.6　二次回路安装接线图228

8.6.1　二次回路安装接线图基本知识228

8.6.2　屏面布置图229

8.6.3　端子排图230

8.6.4　屏后接线图233

8.6.5　二次回路的接线要求234

8.7　自动重合闸装置（ARD）236

8.7.1　对自动重合闸的要求236

8.7.2　电气一次自动重合闸装置237

8.8　备用电源自动投入装置（APD）239

8.8.1　对备用电源自动投入装置的要求239

8.8.2　备用电源自动投入装置的接线239

8.9　变电所综合自动化241

8.9.1　变电所综合自动化系统的基本功能241

8.9.2　变电站综合自动化系统的硬件结构243

8.9.3　变电所综合自动化的软件系统244

小结247

思考题和习题248

第9章　电气安全、防雷和接地250

9.1　电气安全251

9.1.1　电气安全的含义和重要性251

9.1.2　电气安全措施251

9.1.3　电气防火和防爆252

9.1.4　触电及防护252

9.2　过电压和防雷253

9.2.1　过电压及雷电概述253

9.2.2　防雷设备254

9.2.3　防雷保护261

9.3　电气装置的接地265

9.3.1　接地概述265

9.3.2　接地装置270

9.3.3　接地电阻272

9.3.4　低压配电系统的等电位连接275

小结277

思考题和习题277

第10章　电气照明279

10.1　电气照明概述280

10.1.1　照明技术的有关概念280

10.1.2　照明方式和种类282

10.2　常用照明光源和灯具283

10.2.1　照明光源283

10.2.2　灯具287

10.3　照度计算290

10.3.1　照度标准290

10.3.2　照度计算291

10.4　照明供电系统294

10.4.1　照明供电方式的选择294

10.4.2　照明供电网络296

10.4.3　照明供电系统图296

10.4.4　电气照明平面布置297

小结298

思考题和习题299

第11章　供配电系统的运行和管理300

11.1　节约电能301

11.1.1　节约电能的意义301

11.1.2　节约电能的一般措施301

11.1.3　电力变压器的经济运行302

11.1.4　电动机的电能节约304

11.1.5　其他电气设备的电能节约305

11.2　电压偏差与调节306

11.2.1　电压偏差与调节概述306

11.2.2　电压调节的方法306

11.2.3　有载调压自动装置310

11.3　电压波动、闪变与抑制312

11.3.1　电压波动和闪变312

11.3.2　电压波动和闪变的估算314

11.3.3　电压波动和闪变的抑制317

11.4　谐波与抑制317

11.4.1　谐波计算与标准317

11.4.2　谐波源319

11.4.3　谐波的危害322

11.4.4　电网谐波的抑制322

11.5　变配电所的运行和维护325

11.5.1　变配电所的规章制度和值班制度325

11.5.2　变配电所的送电和停电操作326

11.5.3　变配电设备的巡视规定327

11.6　电力线路的运行和维护329

11.6.1　架空线路的运行维护329

11.6.2　电缆线路的运行维护329

11.6.3　车间配电线路的运行维护330

11.6.4　线路运行中突遇停电的处理330

小结331

思考题和习题332

附录A　常用设备的主要技术数据334

参考文献356