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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1

1.1.1电力系统1

1.1.2供配电系统3

1.1.3供配电的要求和课程任务3

1.2电力系统的额定电压4

1.3电力系统的中性点运行方式6

1.3.1中性点不接地的电力系统6

1.3.2中性点经消弧线圈接地的电力系统7

1.3.3中性点直接接地的电力系统8

1.3.4中性点经电阻接地的电力系统8

1.4电能质量指标8

1.4.1电压质量指标8

1.4.2频率质量指标10

1.4.3供电可靠性指标10

1.5电力负荷10

1.5.1按对供电可靠性要求的负荷分类10

1.5.2按工作制的负荷分类11

小结12

思考题和习题12

第2章 负荷计算14

2.1负荷曲线14

2.1.1日负荷曲线14

2.1.2年负荷曲线14

2.1.3负荷曲线的有关物理量15

2.2用电设备的设备容量16

2.2.1设备容量的定义16

2.2.2设备容量的确定17

2.3负荷计算的方法17

2.3.1估算法18

2.3.2需要系数法19

2.3.3二项式法21

2.3.4单相负荷计算法22

2.4功率损耗和电能损耗24

2.4.1功率损耗25

2.4.2电能损耗26

2.5用户负荷计算27

2.6尖峰电流的计算31

2.7功率因数和无功功率补偿32

2.7.1功率因数的计算32

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33

2.7.3并联电容器补偿35

2.7.4并联电容器的装设与控制36

2.7.5补偿后用户的负荷计算和功率因数计算39

小结41

思考题和习题41

第3章 短路电流计算44

3.1短路概述44

3.2无限大容量供电系统三相短路分析45

3.2.1无限大容量供电系统的概念45

3.2.2无限大容量供电系统三相短路暂态过程46

3.2.3三相短路的有关物理量48

3.3无限大容量供电系统短路电流的计算50

3.3.1标么制50

3.3.2短路回路元件的标幺值阻抗51

3.3.3三相短路电流计算53

3.3.4电动机对三相短路电流的影响56

3.3.5两相短路电流的计算56

3.3.6单相短路电流的计算57

3.4短路电流的效应57

3.4.1短路电流的电动力效应57

3.4.2短路电流的热效应59

小结62

思考题和习题62

第4章 变配电所及其一次系统65

4.1电压的选择65

4.1.1供电电压的确定65

4.1.2配电电压的确定66

4.2变电所的配置66

4.2.1变电所的类型66

4.2.2变电所的位置选择67

4.3变压器的选择69

4.3.1变压器型号选择69

4.3.2变压器台数和容量的确定70

4.3.3变压器的实际容量和过负荷能力71

4.4变电所主要电气设备72

4.4.1高压断路器72

4.4.2高压隔离开关75

4.4.3高压负荷开关75

4.4.4高压熔断器76

4.4.5互感器78

4.4.6避雷器84

4.4.7高压开关柜84

4.4.8低压电气设备85

4.5变配电所主接线88

4.5.1变配电所主接线概述88

4.5.2变电所常用主接线89

4.5.3总降压变电所主接线92

4.5.4独立变电所主接线92

4.5.5车间变电所主接线94

4.5.6配电所主接线94

4.5.7主接线实例95

4.6变电所的布置和结构97

4.6.1变电所的布置97

4.6.2变电所的结构98

4.6.3变电所布置和结构实例101

小结103

思考题和习题103

第5章 电气设备的选择105

5.1电气设备选择的一般原则105

5.2高压开关电器的选择105

5.2.1高压断路器的选择106

5.2.2高压隔离开关的选择107

5.2.3高压熔断器的选择108

5.3互感器的选择109

5.3.1电流互感器的选择109

5.3.2电压互感器的选择111

5.4母线、支柱绝缘子和穿墙套管选择113

5.4.1母线的选择113

5.4.2支柱绝缘子的选择114

5.4.3穿墙套管的选择114

5.5高压开关柜选择116

5.6低压熔断器选择117

5.7低压断路器选择119

5.7.1低压断路器选择的一般原则119

5.7.2低压断路器脱扣器的选择和整定119

5.7.3前后级低压断路器选择性的配合121

5.7.4低压断路器灵敏度的校验121

小结122

思考题和习题123

第6章 电力线路124

6.1电力线路的接线方式124

6.1.1放射式接线124

6.1.2树干式接线124

6.1.3环形接线126

6.2导线和电缆选择的一般原则126

6.2.1导线和电缆型号的选择原则126

6.2.2导线和电缆截面的选择原则128

6.3按允许载流量选择导线和电缆截面128

6.3.1三相系统相线截面的选择128

6.3.2中性线和保护线截面的选择129

6.4按允许电压损失选择导线和电缆截面130

6.4.1线路电压损失的计算131

6.4.2按允许电压损失选择导线和电缆截面134

6.5按经济电流密度选择导线和电缆截面136

6.6电力线路的结构和敷设137

6.6.1电力线路的结构137

6.6.2电力线路的敷设139

6.6.3车间动力电气平面布置142

小结143

思考题和习题143

第7章 供配电系统的继电保护146

7.1继电保护的基本知识146

7.1.1继电保护的任务146

7.1.2对继电保护的要求146

7.1.3继电保护的基本工作原理147

7.1.4电流保护的接线方式和接线系数147

7.2常用的保护继电器149

7.2.1电磁式继电器149

7.2.2感应式电流继电器152

7.3电力线路的继电保护154

7.3.1电力线路的常见故障和保护配置154

7.3.2过电流保护154

7.3.3电流速断保护158

7.3.4单相接地保护162

7.3.5过负荷保护164

7.4电力变压器的继电保护165

7.4.1电力变压器的常见故障和保护配置165

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165

7.4.3变压器的电流保护167

7.4.4变压器的气体保护170

7.4.5变压器的差动保护172

7.5高压电动机的继电保护179

7.5.1高压电动机的常见故障和保护配置179

7.5.2高压电动机的过负荷保护和电流速断保护179

7.5.3高压电动机的单相接地保护180

7.66～10kV电容器的继电保护181

7.6.16～10kV电容器的常见故障和保护配置181

7.6.2电容器的电流速断保护181

7.7配电系统微机保护182

7.7.1配电系统微机保护的现状和发展182

7.7.2配电系统微机保护的功能182

7.7.3微机保护装置的硬件结构183

7.7.4微机保护装置的软件系统184

小结186

思考题和习题187

第8章 变电所二次回路和自动装置189

8.1二次回路与操作电源189

8.1.1二次回路概述189

8.1.2直流操作电源189

8.1.3交流操作电源192

8.1.4所用变压器193

8.2高压断路器控制回路193

8.2.1对高压断路器控制回路的要求194

8.2.2电磁操动机构的断路器控制回路194

8.2.3弹簧操动机构的断路器控制回路197

8.3中央信号回路198

8.3.1对中央信号回路的要求198

8.3.2中央事故信号回路198

8.3.3中央预告信号回路200

8.4测量和绝缘监视回路201

8.4.1测量仪表配置201

8.4.2直流绝缘监视回路203

8.5自动重合闸装置（ARD）204

8.5.1对自动重合闸的要求204

8.5.2电气一次自动重合闸装置204

8.6备用电源自动投入装置（APD）206

8.6.1对备用电源自动投入装置的要求207

8.6.2备用电源自动投入装置的接线207

8.7二次回路安装接线图208

8.7.1二次回路安装接线图基本知识208

8.7.2屏面布置图210

8.7.3端子排图211

8.7.4屏后接线图213

8.8变电所综合自动化213

8.8.1变电所综合自动化系统的基本功能214

8.8.2变电站综合自动化系统的硬件结构215

8.8.3变电所综合自动化的软件系统216

小结218

思考题和习题219

第9章 电气安全、防雷和接地221

9.1电气安全221

9.1.1电气安全的含义和重要性221

9.1.2电气安全措施221

9.1.3电气防火和防爆222

9.1.4触电及防护222

9.2过电压和防雷223

9.2.1过电压及雷电概述223

9.2.2防雷设备224

9.2.3防雷保护230

9.3电气装置的接地234

9.3.1接地概述234

9.3.2接地装置238

9.3.3接地电阻240

9.3.4低压配电系统的等电位连接243

小结244

思考题和习题245

第10章 电气照明247

10.1电气照明概述247

10.1.1照明技术的有关概念247

10.1.2照明方式和种类249

10.2常用照明光源和灯具250

10.2.1照明光源250

10.2.2灯具类型及选择与布置253

10.3照度计算257

10.3.1照度标准257

10.3.2照度计算257

10.4照明供电260

10.4.1照明供电方式的选择260

10.4.2照明供电网络261

10.4.3照明供电系统图262

10.4.4电气照明平面布置262

小结264

思考题和习题264

第11章 供配电系统的运行和管理265

11.1节约电能265

11.1.1节约电能的意义265

11.1.2节约电能的一般措施265

11.1.3电力变压器的经济运行266

11.2电压偏差与调节268

11.2.1电压偏差与调节概述268

11.2.2电压调节的方法269

11.3电压波动、闪变与抑制273

11.3.1电压波动和闪变273

11.3.2电压波动和闪变的估算274

11.3.3电压波动和闪变的抑制276

11.4谐波与抑制276

11.4.1谐波计算与标准276

11.4.2谐波源278

11.4.3谐波的危害280

11.4.4电网谐波的抑制280

11.5变配电所的运行和维护283

11.5.1变配电所的规章制度和值班制度283

11.5.2变配电所的送电和停电操作284

11.5.3变配电设备的巡视规定285

11.6电力线路的运行和维护286

11.6.1架空线路的运行维护286

11.6.2电缆线路的运行维护287

11.6.3车间配电线路的运行维护287

11.6.4线路运行中突遇停电的处理288

小结289

思考题和习题289

附录A常用设备的主要技术数据291

参考文献311