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第1章 电工基础知识和基本计算1

1.1常用物理量的单位符号2

1.2电气图用图形符号和电气设备文字符号9

1.2.1新旧电气图用图形符号对照9

1.2.2电气设备文字符号26

1.3基本定义、定律和电工学基本计算31

1.3.1电、磁量的定义31

1.3.2左手定则和右手定则35

1.3.3欧姆定律36

1.3.4焦耳-楞次定律和基尔霍夫定律38

1.3.5戴维南定理40

1.3.6支路电流法和节点电位法41

1.3.7磁路的基本物理量及计算公式44

1.3.8星-三角变换计算50

1.3.9交流电路计算51

1.3.10含电感、电容电路的瞬变现象57

1.3.11电磁波在导体中透入深度的计算62

1.3.12热敏电阻及阻值的计算63

1.3.13直流电阻的温度换算66

1.3.14绝缘电阻的温度换算67

1.3.15热传递和热膨胀计算70

1.4电感和电容的计算72

1.4.1电感计算72

1.4.2各种形状线圈的电感和互感的计算74

1.4.3单层圆柱形无槽骨架线圈的固有电容计算91

1.4.4电容及最大场强的计算91

1.4.5电容式物位仪表电容量的计算99

1.4.6电缆的电感、电容的计算101

1.4.7电感和电容的测算105

1.4.8印刷电路板导线的电阻、电感和电容的计算109

第2章 输配电111

2.1常用导线的技术数据及计算112

2.1.1常用导线、电缆、母线的电阻和电抗112

2.1.2常用导线的安全载流量121

2.1.3铜、铝导线的等值换算133

2.1.4导线在短路状态下的允许电流计算134

2.1.5电缆屏蔽层的短路负载能力135

2.2电压损失和线损计算136

2.2.1供电电压允许偏差的规定136

2.2.2线路电压损失计算139

2.2.3线路损耗计算148

2.3导线的选择及计算151

2.3.1按安全载流量选择导线截面151

2.3.2按允许电压损失选择导线截面153

2.3.3按机械强度校验导线截面155

2.3.4按短路热稳定性校验导线截面所选导线截面积应满足下列要求：156

第3章 变压器160

3.1变压器基本关系式及计算161

3.1.1变比、容量和等值阻抗161

3.1.2变压器负荷率、效率及损耗计算164

3.1.3变压器绝缘电阻、tanδ和温升要求167

3.2常用变压器的技术数据170

3.2.1 S7、 S9、 SZ9和SH-M系列变压器的技术数据170

3.2.2 D11、 S11和DH 15系列变压器的技术数据172

3.2.3干式变压器性能及技术数据175

3.3变压器运行计算及保护179

3.3.1变压器过负荷能力179

3.3.2封闭式变压器室通风窗有效面积查算表182

3.3.3变压器高、低压熔丝的选择184

3.3.4变压器并联运行186

3.3.5变压器是否需要更新的计算190

3.3.6变压器断相报警装置193

3.3.7变压器防雷措施和接地要求193

3.4变压器容量选择及计算197

3.4.1采用低损耗变压器节电的计算197

3.4.2农用变压器容量的选择计算200

3.5变压器大、小修标准和试验204

3.5.1变压器小修、大修的内容和周期204

3.5.2变压器小修和大修的修理标准206

3.5.3修理后的试验和标准207

3.5.4变压器常用绝缘材料213

3.5.5硅钢片222

3.6接触式调压器227

3.6.1工作原理及工作条件227

3.6.2型号含义及技术数据228

3.7感应式调压器229

3.7.1工作原理及工作条件229

3.7.2型号含义及连接法230

3.7.3技术数据及使用维护230

第4章 电动机237

4.1异步电动机的型号及结构特点238

4.1.1异步电动机的型号238

4.1.2Y系列异步电动机的结构特点242

4.2电动机基本公式及计算244

4.2.1异步电动机基本公式244

4.2.2绕组温升及计算249

4.2.3电动机空载电流和功率因数的计算252

4.2.4电动机负载率和效率计算254

4.2.5Y系列三相异步电动机的技术数据255

4.2.6YR系列三相异步电动机的技术数据260

4.2.7 KLF11、 KLF12系列同步电动机励磁装置的技术数据262

4.3电动机维修常用材料的选用266

4.3.1电磁线和铝、铜线的规格266

4.3.2电机常用绝缘材料的选用266

4.3.3电刷的选用275

4.3.4电机用润滑油和润滑脂的选用279

4.3.5短路探测器的设计281

4.4电动机运行及保护计算283

4.4.1异步电动机的工作条件283

4.4.2“大马拉小车”节电计算284

4.4.3星-三角变换的节电计算286

4.4.4在不同环境温度时电动机功率的计算292

4.4.5采用寿命期费用分析法选定电动机294

4.4.6电动机保护装置的选择与整定296

4.5电动机启动、调速装置的选择和计算305

4.5.1星-三角启动时启动电流和启动转矩等计算305

4.5.2异步电动机电阻降压启动的计算307

4.5.3无触点启动器的选择310

4.5.4软启动器的选择312

4.5.5同步电动机晶闸管励磁装置318

4.5.6变频器的选择322

4.6电动机试验339

4.6.1交流电动机试验要求339

4.6.2直流电动机试验要求342

第5章 高低压电器345

5.1高压电器的选用346

5.1.1高压断路器的选用346

5.1.2高压隔离开关和负荷开关的选用353

5.1.3高压熔断器和避雷器的选用357

5.2低压电器的选用366

5.2.1低压断路器的选用366

5.2.2刀开关和漏电保护器的选用379

5.2.3熔断器和热继电器的选用386

5.2.4接触器的选用395

5.2.5中间继电器和时间继电器的选用403

5.2.6牵引电磁铁的选用408

5.2.7固体继电器的选用410

第6章 电容器及无功补偿418

6.1电容器及其使用与保护419

6.1.1电容器的型号及技术数据419

6.1.2电容器的使用、安装与保护422

6.1.3并联电容器的试验433

6.1.4切换电容器专用接触器的选择437

6.1.5电容器串联电抗器和限流器的选择439

6.1.6电容器放电电阻和放电电抗器的计算445

6.2功率因数和无功补偿容量的计算447

6.2.1电力负荷的自然功率因数447

6.2.2功率因数的测算448

6.2.3用户功率因数的规定451

6.2.4改善功率因数的最佳值确定453

6.2.5无功补偿容量的确定454

6.2.6补偿容量的配置及计算456

6.2.7异步电动机无功补偿容量的计算459

6.2.8采用并联电容器改善异步电动机启动条件的计算466

6.2.9农用水泵类电动机补偿容量的计算468

6.2.10荧光灯、高压钠灯和高压汞灯补偿容量的计算469

6.3无功补偿装置471

6.3.1几种简单的自动无功投切线路471

6.3.2几种自动无功补偿装置474

第7章 继电保护479

7.1短路电流计算480

7.1.1各种短路电流值的概念480

7.1.2短路冲击电流、全电流最大有效值和短路容量的计算482

7.1.3短路电流的计算方法483

7.1.4短路类型及其短路电流周期分量值的计算490

7.1.5中性点不接地系统接地电流的计算492

7.2短路电流的电动力及发热计算494

7.2.1短路电流的电动力计算和动稳定校验495

7.2.2短路电流的发热计算和热稳定校验497

7.3继电保护的灵敏度要求和电流互感器的接线501

7.3.1继电保护的灵敏度要求501

7.3.2电流互感器与电流继电器的接线方式及计算504

7.4线路及电气设备继电保护的配置508

7.4.1 3～10kV电力线路继电保护的配置508

7.4.2电力变压器和电炉变压器继电保护的配置509

7.4.3 3～10kV分段母线继电保护的配置511

7.4.4高压电动机继电保护的配置511

7.4.5并联补偿电容器继电保护的配置512

7.4.6小型发电机继电保护的配置514

7.5常用保护继电器及选型515

7.5.1保护继电器的分类及型号命名515

7.5.2电流继电器517

7.5.3电压继电器526

7.5.4中间继电器529

7.5.5时间继电器535

7.5.6信号继电器539

7.5.7串接信号继电器和附加电阻的计算542

7.5.8冲击继电器546

7.6直流操作电源551

7.6.1铅酸蓄电池直流屏容量的计算551

7.6.2镉镍蓄电池直流屏容量的计算555

7.6.3免维护铅酸蓄电池直流屏容量的计算556

第8章 水泵、风机和起重机559

8.1水泵的基本参数及计算560

8.1.1水泵的基本参数和特性曲线560

8.1.2流量和扬程损失计算562

8.1.3水泵轴功率和效率计算568

8.1.4泵电动机功率计算和电动机选择569

8.2水泵的选择571

8.2.1水泵选择的步骤571

8.2.2水泵扬程和安装高度计算572

8.3风机的基本参数及计算573

8.3.1风机的基本参数和特性曲线573

8.3.2风量和风压的计算576

8.3.3风机参数的换算577

8.3.4风机轴功率和电动机功率的计算578

8.4起重机计算580

8.4.1起重机电动机功率计算580

8.4.2桥式起重机干线和滑接线的选择583

8.4.3保护设备及电源线的选择586

8.5农业和矿山机械电动机功率的计算596

8.5.1农业机械电动机功率的计算596

8.5.2矿山机械电动机功率的计算602

第9章 电加热612

9.1电热元件的选用及计算613

9.1.1电热元件的选用613

9.1.2以辐射为主电热元件温度和允许表面负荷620

9.2电热炉计算622

9.2.1以辐射为主的电热炉的计算622

9.2.2硅碳电热炉的计算630

9.3改善炉体保温结构的节能计算638

9.3.1电弧炉炉衬质量降低后热能损耗的计算638

9.3.2改善箱式电阻炉保温结构的节能计算639

9.3.3炉体保温材料641

9.4电弧炉和感应加热炉计算644

9.4.1电弧炉电气设备和导线的选用644

9.4.2感应炉的阻抗、电效率及功率因数等计算645

9.4.3感应炉补偿容量的计算647

9.4.4工频感应加热器的计算648

9.4.5工频无芯感应炉的计算652

9.5远红外加热计算657

9.5.1红外区的划分657

9.5.2远红外辐射器和远红外涂料659

9.5.3辐射元件表面温度和受热物最佳加热温度及辐射距离的选择661

9.5.4远红外加热炉体容积和所需电功率的计算665

9.5.5远红外加热炉热效率计算668

9.5.6远红外加热炉的设计670

第10章 电焊机678

10.1弧焊机的型号、结构与技术数据679

10.1.1弧焊机的型号与结构679

10.1.2常用弧焊机的技术数据693

10.2弧焊机负载持续率、功率因数、效率及容量的计算714

10.2.1弧焊机负载持续率的概念及计算714

10.2.2弧焊机功率因数及效率的计算715

10.2.3弧焊机电源容量的计算716

10.3改善电焊机的功率因数降低损耗的计算718

10.3.1计算法确定补偿容量719

10.3.2查表法确定补偿容量720

10.3.3加补偿电容后节电量计算721

10.4电焊机加装空载自停装置的节电计算及评价722

10.4.1电焊机加装空载自停装置的节电计算723

10.4.2电焊机空载自停线路724

10.5合理选择电焊机和焊接方法的节电计算732

10.5.1常用弧焊机的节能效果比较732

10.5.2电弧焊的几种焊接方法比较734

10.5.3焊条的选择738

10.6电焊机导线（电缆）的选择746

10.6.1电焊机初级电源线的选择746

10.6.2电焊机次级电缆的选择747

10.6.3电阻焊机焊接回路组件的导线截面选择748

10.6.4交流弧焊机的保护设备及导线的选择748

第11章 小型发电752

11.1小水电站的基本计算753

11.1.1水电站出力及调节池计算753

11.1.2压力水管管路计算756

11.1.3有关水轮机的计算761

11.1.4小型水电站流量、水头和发电量的计算764

11.2小型水轮机的选择770

11.2.1 水轮机的形式及适用范围770

11.2.2小型水轮机的选择773

11.2.3常用小型水轮机的技术数据及配套设备773

11.3小型水轮发电机的选择791

11.3.1水轮发电机的型号及选择791

11.3.2常用小型水轮发电机的技术数据794

11.3.3手控电动调速器线路799

11.4水轮发电机组的常见故障及处理801

11.4.1小型水轮机的常见故障及处理801

11.4.2小型水轮发电机的常见故障及处理802

11.4.3小型发电机的干燥处理807

11.4.4微型整装水轮发电机组的选择809

11.5小水电站励磁装置的选用811

11.5.1晶闸管励磁装置811

11.5.2无刷励磁调节器816

11.5.3励磁变压器的设计818

11.6小水电站控制柜的选用821

11.6.1控制柜的选用821

11.6.2三合一发电机控制柜的选用822

11.6.3自动化控制柜的选用824

11.7小水电站发电机保护及计算826

11.7.1小型发电机继电保护的配置826

11.7.2小水电站飞车自动保护及水电阻计算827

11.7.3小型水轮发电机过电流、过电压及失磁、过速保护的整定830

11.8余热发电计算834

11.8.1工厂余热能量的估算834

11.8.2余热发电装机容量的计算840

11.8.3汽轮机基本参数及计算842

11.8.4余热发电燃料节约量的计算844

11.8.5背压式汽轮发电机组的技术参数847

11.8.6同步发电机的特性及基本参数计算852

11.9电动机改作发电机的计算857

11.9.1异步电动机改作发电机的计算858

11.9.2电容器的配置和电压调节862

11.9.3绕线式电动机改作发电机的计算863

11.10柴油发电机计算867

11.10.1柴油发电机组的选型867

11.10.2常用柴油发电机组的技术数据869

11.10.3柴油发电机组容量的选择872

11.10.4柴油发电机组台数的选择878

11.10.5柴油和机油的选用及耗油量计算879

11.10.6冷却水、冷却泵和空压机的选择881

11.10.7柴油发电机组的安装与试验884

11.10.8柴油发电机的励磁装置及故障处理885

11.11风力发电892

11.11.1风能和发电机输出功率及年发电量计算892

11.11.2风力发电机组安全运行的条件894

11.11.3风力发电机组的保护及防雷、接地895

11.11.4小型风力发电机组的常见故障及处理899

11.11.5小型风力发电机组的技术数据900

11.11.6蓄电池及其使用与维护901

11.12太阳能光伏发电907

11.12.1独立太阳能光伏发电系统的简易计算908

11.12.2太阳电池阵列容量及年发电量计算911

11.12.3太阳能光伏发电系统的防雷与接地913

11.12.4太阳电池的技术数据914

第12章 照明916

12.1照明术语及常用电光源917

12.1.1照明术语、单位及计算公式917

12.1.2常用电光源的种类、特点及适用场所922

12.1.3常用电光源的技术数据925

12.2灯具的选择和照度标准932

12.2.1灯具的分类932

12.2.2照明质量的要求933

12.2.3灯具的选择935

12.2.4照度标准937

12.2.5火灾应急照明要求947

12.2.6常用材料的反射率、透射率和吸收率948

12.3照度计算951

12.3.1点光源照度计算951

12.3.2室内照度计算954

12.3.3道路照度计算957

12.3.4投光灯照明的照度计算962

12.4照明设计964

12.4.1室内照明设计964

12.4.2厂房照明设计966

12.4.3道路照明设计969

12.5照明线路的设计971

12.5.1照明供电的设计要求971

12.5.2照明负荷的计算973

12.5.3导线截面的选择974

12.5.4灯具、插座、开关和配电箱的安装要求979

12.5.5照明线路材料损耗率及导线预留长度981

12.5.6室内配电线路保护设备的配置984

12.5.7住宅主开关、电能表及进户线的选择985

第13章 仪器仪表988

13.1电工仪表的选择989

13.1.1电工仪表的准确度及误差989

13.1.2电工仪表的选择990

13.1.3计量用电流互感器的选择993

13.1.4计费用电能表和互感器准确度的选择994

13.1.5温度测控仪表的选择994

13.1.6常用电工仪表的技术数据998

13.1.7住宅电能表的选择1005

13.1.8三相三线或三相四线有功电能表的选择1006

13.1.9三相三线或三相四线无功电能表的选择1007

13.1.10常用电能表的技术数据1007

13.2电工仪表的基本计算1013

13.2.1电测量仪表的基本计算1013

13.2.2常用阻抗比电桥的特点和原理1021

13.2.3热电偶的选用及计算1023

13.2.4热电阻的选用及计算1029

13.2.5温度指示、控制仪表的计算1031

13.2.6热电偶补偿导线的选择1034

13.2.7温度传感器的选择和安装使用1036

13.3仪表正确接法的分析1038

13.3.1两表法测量三相有功功率的分析1038

13.3.2三表法测量三相有功功率的分析1041

13.3.3一表法测量三相无功功率的分析1041

13.3.4两表法测量三相无功功率的分析1042

13.3.5三表法测量三相无功功率的分析1042

13.3.6具有人工中点的两表法测量三相无功功率的分析1043

13.3.7具有90°相角差的无功电能表的接线和分析1043

13.3.8具有60°相角差的无功电能表的接线和分析1046

13.3.9功率因数的测算1047

13.3.10两相380V交流电焊机电能计量接线和分析1051

13.3.11用单相电能表测量两相380V负荷的方法1055

13.3.12校验及更换表刻度1057

13.4仪表错误接线的分析1061

13.4.1电能表错误接线的分析与更正1061

13.4.2三相电能表电压线圈断路时计量分析与更正1073

13.4.3电流互感器二次公用线断路时计量分析与更正1075

13.4.4电流互感器变比不同时计量分析与更正1076

13.4.5三相四线有功电能表错误接线时计量分析与更正1078

13.5有关仪表的其他计算1079

13.5.1电能表与互感器的合成倍率计算1079

13.5.2电能表所测电量的计算1080

13.5.3直流电流表、电压表的扩程1081

13.5.4交流电流表、电压表的扩程1082

13.5.5电气测量仪表的功率损耗估算1084

第14章 电子技术基础1086

14.1电子元件1087

14.1.1二极管、稳压管和三端集成稳压器1087

14.1.2常用光电元件1094

14.1.3三极管、场效应管和单结晶体管1100

14.1.4运算放大器、555时基集成电路1110

14.2晶闸管1118

14.2.1晶闸管的基本参数及触发方式1118

14.2.2晶闸管的保护1122

14.2.3晶闸管基本电路1126

14.2.4晶闸管智能控制模块1131

14.3TTL和CMOS集成门电路1140

14.3.1 TTL和CMOS集成门电路简介1140

14.3.2常用数字集成电路及芯片1143

14.3.3由TTL门电路驱动大功率负载的接口电路1152

14.3.4由CMOS门电路驱动继电器的接口电路1153

第15章 接地与防雷1155

15.1基础知识1156

15.1.1接地与接零的一般要求1156

15.1.2保护接地与保护接零的范围1157

15.1.3接触电压和跨步电压的计算1158

15.1.4TT系统用电设备不接地（接零）时接地电流的计算1159

15.1.5TT系统用电设备接地时接地电流的计算1160

15.1.6接地电阻的要求1162

15.1.7土壤电阻率1166

15.2特殊环境的接地要求1168

15.2.1浴室的接地要求1168

15.2.2腐蚀环境的接地要求1169

15.2.3盐渍土地区的接地1171

15.2.4爆炸和火灾危险环境的接地要求1172

15.2.5防静电接地要求1174

15.2.6计算机系统的接地要求1175

15.3接地电阻计算1177

15.3.1垂直接地体的接地电阻计算1177

15.3.2水平接地体的接地电阻计算1179

15.3.3几种人工接地装置的接地电阻值1181

15.3.4工频接地电阻与冲击接地电阻的换算1182

15.3.5自然接地体的接地电阻估算1183

15.3.6接地电阻的测量1186

15.4接地电阻降阻剂1187

15.4.1典型的降阻剂1187

15.4.2降阻剂的特点及实施方法1189

15.5接地装置的截面要求和埋设要求1191

15.5.1人工接地体和接地线的最小尺寸1191

15.5.2对自然接地体的要求1193

15.5.3接地装置的埋设要求1195

15.6防雷保护1196

15.6.1基础知识1196

15.6.2各种防雷设施的要求和规定1199

15.6.3防雷装置的材料及最小尺寸1202

15.7避雷装置及计算1214

15.7.1单支避雷针保护范围的计算1214

15.7.2两支等高避雷针保护范围的计算1215

15.7.3两支不等高避雷针保护范围的计算1217

15.7.4单根避雷线保护范围的计算1219

15.7.5两根等高避雷线保护范围的计算1220

15.7.6氧化锌避雷器的选择1222

15.7.7电涌保护器的选择1226

第16章 电工的其他计算1231

16.1逻辑电路及简化1232

16.1.1逻辑代数及其基本运算1232

16.1.2逻辑关系式的简化1234

16.1.3逻辑电路的设计1240

16.2不间断电源（UPS）的选用1244

16.2.1 UPS的选用要点1244

16.2.2与UPS配套的蓄电池的选择1247

16.3安全用电及其他1248

16.3.1安全用电的基本知识1248

16.3.2电磁场对人体的影响1252

16.3.3静电安全知识及计算1253

16.3.4分频器设计1259

16.3.5用少数电阻得到多种电阻值的方法1261

16.3.6能输出多种电压的变压器1261

参考文献1263