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第1章 概论1

1.1 供配电系统的基本知识1

1.1.1 电力系统1

1.1.2 供配电系统2

1.2 电力系统的电压3

1.2.1 额定电压的国家标准3

1.2.2 电压高低的划分4

1.3 供电系统的电能质量4

1.3.1 电能质量简介4

1.3.2 电压的质量要求5

1.4 电力系统中性点运行方式及低压配电系统接地方式6

1.4.1 电力系统的中性点运行方式6

1.4.2 低压配电系统的接地方式9

1.5 工厂供电的相关知识11

1.5.1 工厂供电的意义和要求11

1.5.2 工厂供电系统概况12

1.6 项目实训：电力系统图的分析14

思考题15

第2章 电力负荷及其计算16

2.1 电力负荷和负荷曲线16

2.1.1 电力负荷的概念16

2.1.2 负荷曲线及相关参数16

2.2 用电设备的工作制与设备容量的计算18

2.2.1 用电设备的工作制18

2.2.2 设备容量的计算19

2.3 三相用电设备组计算负荷的确定20

2.3.1 需要系数法确定计算负荷20

2.3.2 二项式法确定计算负荷23

2.4 单相用电设备组计算负荷的确定24

2.5 工厂供电系统的功率损耗和电能损耗27

2.5.1 工厂供电系统的功率损耗27

2.5.2 工厂供电系统的电能损耗28

2.6 工厂的计算负荷与年耗电量29

2.6.1 工厂计算负荷的确定29

2.6.2 工厂年耗电量的计算30

2.7 尖峰电流及其计算30

2.8 工厂的功率因数及其补偿技术31

2.8.1 功率因数概论31

2.8.2 提高功率因数的方法32

2.8.3 并联电力电容器组提高功率因数33

2.8.4 高压集中补偿提高功率因数的计算35

2.9 项目实训：某机械厂计算负荷及无功补偿量的确定37

2.9.1 项目分析37

2.9.2 项目实施38

思考题39

第3章 常用电气设备42

3.1 概述42

3.2 电弧问题及其对触头的基本要求42

3.2.1 电弧问题42

3.2.2 对电器触头的基本要求45

3.3 常用高压一次设备45

3.3.1 高压熔断器45

3.3.2 高压隔离开关47

3.3.3 高压负荷开关49

3.3.4 高压断路器49

3.3.5 高压开关柜53

3.4 低压一次设备55

3.4.1 低压熔断器55

3.4.2 低压刀开关和负荷开关57

3.4.3 低压断路器58

3.4.4 低压配电屏和配电箱60

3.5 电力变压器和应急柴油发电机组及其选择62

3.5.1 电力变压器的作用、分类和结构62

3.5.2 电力变压器的联结组别63

3.5.3 电力变压器的容量和过负荷能力65

3.5.4 电力变压器的并列运行条件67

3.5.5 变电所主变压器台数和容量的选择68

3.6 互感器69

3.6.1 电流互感器69

3.6.2 电压互感器72

3.7 项目实训：高压隔离开关的常见故障分析与维护74

3.7.1 故障分析与处理74

3.7.2 隔离开关的运行维护76

3.7.3 隔离开关的检修76

3.8 项目实训：电力变压器的维护77

3.8.1 电力变压器维护的一般要求77

3.8.2 变压器的巡视项目78

3.8.3 变压器的负荷检查78

3.8.4 变压器的停电清扫78

3.8.5 变压器的异常情况78

3.9 项目实训：GG-IA型高压开关柜的检修、操作79

3.9.1 控制回路查线79

3.9.2 常见故障的处理方法79

3.9.3 闸失灵处理方法（电气故障）79

思考题79

第4章 工厂变、配电所的电气主接线及结构81

4.1 工厂变、配电所的任务、类型及所址选择81

4.1.1 工厂变、配电所的任务与类型81

4.1.2 工厂变、配电所的所址选择及负荷中心的确定82

4.2 工厂变、配电所的主接线图84

4.2.1 高压配电所的主接线图84

4.2.2 车间和小型工厂变电所的主接线图86

4.2.3 工厂总降压变电所的主接线图90

4.2.4 接有应急柴油发电机组的变电所主接线图92

4.3 工厂变、配电所的布置、结构及安装图92

4.3.1 变、配电所的总体布置92

4.3.2 变、配电所及柴油发电机组机房的结构布置94

4.3.3 组合式成套变电所的结构96

4.3.4 工厂应急柴油发电机组机房的结构布置97

4.3.5 变、配电所的电气安装图97

4.4 项目实训：变、配电所的运行值班制度与要求98

4.4.1 变、配电所的运行值班制度98

4.4.2 变、配电所值班员的职责98

4.4.3 变、配电所运行值班注意事项99

4.5 项目实训：变、配电所的送电和停电操作99

4.5.1 操作的一般要求99

4.5.2 变、配电所的送电操作100

4.5.3 变、配电所的停电操作101

4.6 项目实训：某机械厂变电所的位置与型式确定101

4.6.1 项目任务101

4.6.2 分析101

4.7 项目实训：某机械厂主接线方案的确定102

思考题104

第5章 短路电流计算及电气设备的选择105

5.1 短路的原因、后果及形式105

5.1.1 短路的原因及后果105

5.1.2 短路的种类106

5.2 无限大容量系统三相短路电流的物理过程及有关物理量107

5.2.1 无限大容量系统概念107

5.2.2 无限大容量系统发生三相短路时的物理过程107

5.2.3 与短路有关的物理量108

5.3 无限大电源容量供电系统三相短路电流计算110

5.3.1 欧姆法110

5.3.2 标幺制法114

5.3.3 低压电网的短路计算118

5.4 两相和单相短路电流的计算118

5.4.1 两相短路电流的计算118

5.4.2 单相短路电流的计算118

5.5 大功率电动机对短路电流的影响119

5.5.1 同步电动机119

5.5.2 异步电动机120

5.6 短路电流的效应122

5.6.1 短路电流的电动效验和动稳定度校验122

5.6.2 短路电流的热效应和热稳定度校验125

5.7 常用一次电气设备的选择及校验127

5.7.1 高压一次设备的选择及校验127

5.7.2 低压一次设备的选择128

5.7.3 应急柴油发电机组的选择129

5.7.4 电流互感器的选择和校验129

5.8 项目实训：某机械厂供配电所电气设备选择131

5.8.1 短路电流计算131

5.8.2 变电所一次设备的选择校验132

思考题133

第6章 工厂电力线路135

6.1 工厂电力线路的类型及接线方式135

6.1.1 电力线路类型135

6.1.2 高压线路的接线方式135

6.1.3 低压线路的接线方式137

6.2 工厂电力线路的结构和敷设138

6.2.1 架空线路的结构和敷设138

6.2.2 电缆线路的结构和敷设144

6.2.3 车间线路的结构和敷设149

6.3 导线和电缆的选择及截面积的计算150

6.3.1 导线和电缆选择的一般规定150

6.3.2 导线和电缆截面积选择计算的条件151

6.3.3 按发热条件选择导线和电缆截面积152

6.3.4 按经济电流密度选择导线和电缆截面积153

6.3.5 线路电压损耗的计算155

6.4 车间动力电气平面布线图160

6.5 项目实训：电力线路的运行与维护161

6.5.1 架空线路的运行维护161

6.5.2 电缆线路的运行维护162

6.5.3 车间配电线路的运行维护162

6.5.4 线路运行中突然停电的处理163

6.6 项目实训：变电所进出线和与邻近单位联络线的选择163

6.6.1 10kV高压进线和引入电缆的选择164

6.6.2 380V低压出线的选择164

6.6.3 作为备用电源的高压联络线的选择校验165

思考题166

第7章 工厂供电系统的继电保护168

7.1 继电保护的基本知识168

7.1.1 继电保护装置的任务168

7.1.2 继电保护装置的基本要求168

7.1.3 常用的保护继电器169

7.2 供配电线路的继电保护175

7.2.1 电力线路继电保护概述175

7.2.2 继电保护装置的接线方式175

7.2.3 带时限的过电流保护176

7.2.4 电流速断保护179

7.2.5 单相接地保护181

7.2.6 线路的过负荷保护182

7.3 电力变压器的继电保护182

7.3.1 电力变压器继电保护概述182

7.3.2 变压器的过电流保护、电流速断保护和过负荷保护182

7.3.3 变压器的气体继电保护184

7.3.4 变压器的差动保护185

7.3.5 变压器低压侧的单相短路保护186

7.4 母线保护187

7.4.1 母线保护的配置原则187

7.4.2 单母线完全差动保护188

7.4.3 固定连接母线的差动保护189

7.4.4 电流比相式母线保护190

7.4.5 母联相位差动保护191

7.5 微机继电保护191

7.5.1 输入信号的预处理192

7.5.2 微机保护装置的实例193

7.6 项目实训：电流互感器、电压互感器的故障处理与维护194

7.6.1 电流互感器、电压互感器的故障与处理194

7.6.2 电流互感器、电压互感器使用与运行中的维护和检查196

7.7 项目实训：继电器特性的测量197

7.7.1 电流继电器特性实验197

7.7.2 电压继电器特性实验198

7.7.3 时间继电器特性测试实验198

思考题199

第8章 工厂供电系统的二次回路和自动装置201

8.1 二次回路及其操作电源201

8.1.1 概述201

8.1.2 直流操作电源201

8.1.3 交流操作电源203

8.2 高压断路器的控制和信号回路203

8.2.1 概述203

8.2.2 采用手动操作的断路器控制和信号回路204

8.2.3 采用电磁操动机构的断路器控制和信号回路204

8.2.4 采用弹簧操动机构的断路器控制和信号回路205

8.3 变、配电所的中央信号装置206

8.3.1 中央事故信号装置206

8.3.2 中央预告信号装置208

8.3.3 闪光信号装置208

8.4 电测量仪表与绝缘监视装置209

8.4.1 电测量仪表209

8.4.2 绝缘监视装置210

8.5 自动重合闸与备用电源自动投入装置212

8.5.1 自动重合闸装置212

8.5.2 备用电源自动投入装置215

8.6 二次回路的安装接线和接线图217

8.6.1 二次回路的安装接线要求217

8.6.2 二次回路接线图的绘制要求217

8.6.3 二次回路接线图的绘制方法218

8.7 项目实训：变电所二次回路常见故障判断221

8.8 项目实训：变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定222

8.8.1 高压断路器的操动机构控制与信号回路222

8.8.2 变电所的电能计量回路222

8.8.3 变电所的测量和绝缘监察回路222

8.8.4 变电所的保护装置222

思考题223

第9章 电气照明225

9.1 照明技术的基本概念225

9.1.1 光和光谱225

9.1.2 光通量225

9.1.3 光强及其分布曲线225

9.1.4 照度和亮度226

9.1.5 发光效率226

9.1.6 物体的光照性能227

9.1.7 光源的发光效能、显色性能和色温227

9.1.8 照明的方式和种类227

9.2 工厂常用照明光源和灯具228

9.2.1 工厂常用照明光源228

9.2.2 工厂常用灯具的选择与布置232

9.3 照明质量及照度计算235

9.3.1 照明质量235

9.3.2 照度标准及其计算236

9.4 照明供电系统及其选择239

9.4.1 照明的供电电压239

9.4.2 电气照明的平面布线图239

9.4.3 照明供电系统导线截面积的选择241

9.4.4 照明线路导线及保护装置的选择242

9.5 项目实训：某工厂照明供电系统图认识243

9.6 项目实训：初步确定灯具的布置方案245

思考题245

第10章 电气安全、防雷与接地247

10.1 电气安全基本知识247

10.1.1 电气安全的重要性247

10.1.2 电流对人体的作用247

10.1.3 电气安全措施248

10.2 过电压与防雷设备250

10.2.1 过电压250

10.2.2 防雷设备251

10.2.3 防雷措施255

10.3 电气装置的接地260

10.3.1 接地的有关概念260

10.3.2 电气设备中必须接地和不需接地的部分262

10.3.3 接地电阻的要求及计算263

10.3.4 接地装置的装设263

10.3.5 接地装置的计算264

10.3.6 低压配电系统的等电位连接268

10.4 项目实训：触电急救269

10.4.1 脱离电源269

10.4.2 急救处理269

10.4.3 人工呼吸法270

10.4.4 胸外按压心脏的人工循环法270

10.5 项目实训：接地电阻的测量271

10.6 项目实训：某机械厂供配电所防雷与接地装置的设计272

10.6.1 变电所的防雷保护272

10.6.2 变电所公共接地装置的设计272

思考题273

附录 供用电技术常用数据274

参考文献288