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第1章 供电系统基本概念1

1.1电力系统组成1

1.1.1电力工业生产特点1

1.1.2电力系统的基本概念2

1.2中国电网概况3

1.2.1中国电网发展趋势3

1.2.2发电厂概述4

1.3电力系统的电压等级8

1.4供电系统及接线方式9

1.5电网中性点运行方式10

思考题与习题13

第2章 工厂电力负荷及其计算15

2.1工厂的电力负荷与负荷曲线15

2.1.1工厂的电力负荷及对供电的要求15

2.1.2工厂用电设备的工作制16

2.1.3负荷曲线16

2.1.4与负荷曲线和负荷计算有关的物理量18

2.2工厂电力负荷的计算19

2.2.1计算负荷的概念19

2.2.2用电设备组计算负荷的确定19

2.2.3供电系统的功率损耗和电能损耗27

2.2.4无功功率的补偿29

2.2.5全厂计算负荷的确定33

2.3尖峰电流及其计算33

思考题与习题35

第3章 短路电流计算36

3.1短路概述36

3.2无限大容量供电系统三相短路分析38

3.2.1无限大容量供电系统的概念38

3.2.2无限大容量供电系统三相短路暂态过程38

3.2.3三相短路电流的有关参数41

3.3无限大容量供电系统三相短路电流的计算42

3.3.1标幺制42

3.3.2短路回路元件的标幺值阻抗44

3.3.3三相短路电流计算45

3.3.4电动机对三相短路电流的影响50

3.4单相和两相短路电流的计算50

3.4.1单相短路电流的计算50

3.4.2两相短路电流的计算51

3.5短路电流的效应51

3.5.1 短路电流的热效应52

3.5.2短路电流的电动效应53

思考题与习题55

第4章 供配电一次系统58

4.1供配电设备概述58

4.1.1供配电一次设备58

4.1.2供配电二次设备58

4.1.3一次设备选择的一般原则59

4.1.4电弧的基本知识61

4.2变电所主要一次设备63

4.2.1变压器63

4.2.2高压断路器66

4.2.3高压隔离开关73

4.2.4高压负荷开关75

4.2.5高压熔断器76

4.2.6母线81

4.2.7避雷器82

4.2.8高压成套设备85

4.2.9低压断路器88

4.2.10低压熔断器和低压负荷开关95

4.2.11低压成套设备99

4.3供配电主接线100

4.3.1供配电主接线的基本要求101

4.3.2供配电主接线的基本形式101

4.3.3供配电所主接线方案选择112

4.4变电所主接线设计及设备选择举例118

4.4.1供配电主接线设计的基本步骤118

4.4.2 35kV/10kV变电所主接线设计及设备选择举例119

思考题与习题129

第5章 供配电系统二次接线131

5.1二次接线概述131

5.1.1二次接线的基本概念131

5.1.2二次接线的分类131

5.2二次接线图132

5.2.1原理接线图132

5.2.2展开接线图132

5.2.3安装接线图133

5.3变电所二次回路的操作电源137

5.3.1直流操作电源137

5.3.2交流操作电源139

5.3.3所用变压器140

5.4高压断路器的控制与信号回路141

5.4.1高压断路器141

5.4.2高压断路器的控制方式与控制要求141

5.4.3灯光监视的控制回路和信号回路143

5.5变电所中央信号系统147

5.5.1中央信号系统的分类147

5.5.2中央信号系统的基本功能149

5.6电气测量仪表149

5.6.1电气测量仪表的准确度等级150

5.6.2变配电装置中测量仪表的配置151

5.6.3三相电路电能的测量151

5.6.4电气测量仪表接线举例153

5.7供配电系统常用的自动装置155

5.7.1备用电源自动投入装置155

5.7.2供配电线路自动重合闸装置157

5.8互感器159

5.8.1.电流互感器159

5.8.2电压互感器167

5.8.3组合互感器174

思考题与习题175

第6章 供电系统的继电保护176

6.1继电保护概述176

6.1.1继电保护基本工作原理176

6.1.2继电保护装置的任务和基本要求177

6.2电流保护常用的继电器179

6.2.1电磁式继电器179

6.2.2感应式电流继电器180

6.3工厂高压线路的继电保护181

6.3.1线路的过电流保护181

6.3.2单相接地保护184

6.3.3过负荷保护186

6.4电力变压器保护187

6.4.1变压器故障类型及保护方式187

6.4.2变压器的继电保护187

6.5电力电容器的保护189

6.5.1电容器保护方式190

6.5.2电容器组与断路器之间连线短路故障时的电流保护191

6.5.3电容器组的横联差动保护191

6.6高压电动机的保护193

6.6.1高压电动机故障类型193

6.6.2电动机的相间短路保护193

6.6.3电动机的过负荷保护195

思考题与习题195

第7章 供配电系统的微机保护与综合自动化197

7.1供配电系统的微机保护197

7.1.1概述197

7.1.2微机保护的硬件构成197

7.1.3微机保护的软件系统199

7.1.4微机保护的算法199

7.2线路的微机保护202

7.2.1线路保护配置的基本原则202

7.2.2 10 kV线路微机保护203

7.3变压器的微机保护205

7.3.1变压器微机保护的种类和配置205

7.3.2中小型工厂10kV/0.4kV变压器微机保护205

7.4高压电动机的微机过电流保护208

7.4.1概述208

7.4.2 10kV异步电动机微机保护209

7.5配电网自动化212

7.5.1概述212

7.5.2数据采集与监控系统213

7.5.3配电网地理信息系统213

7.5.4配电网管理信息系统214

7.5.5配电网负荷管理214

7.5.6典型配电自动化系统214

7.6工厂变电所综合自动化216

7.6.1概述216

7.6.2变电所综合自动化的结构217

思考题与习题219

第8章 电气安全与防雷接地220

8.1电气安全和触电知识220

8.1.1电气安全措施220

8.1.2电气防火和防爆221

8.1.3人体触电的类型和原因223

8.1.4触电救护225

8.2过电压和防雷225

8.2.1过电压的概念225

8.2.2雷电的形成和分类226

8.3防雷设备和防雷保护228

8.3.1建筑物的防雷保护228

8.3.2电力系统的防雷保护234

8.4接地和接地保护236

8.4.1接地的类型和接地装置236

8.4.2接地保护242

思考题与习题243

第9章 节约用电和电力谐波244

9.1节约用电244

9.1.1节约用电的一般知识244

9.1.2电力用户企业中的电能节约244

9.1.3功率因数246

9.2供配电系统的无功补偿247

9.2.1电力用户的功率因数及其对供电系统的影响247

9.2.2提高供配电系统的自然功率因数248

9.2.3采用电力电容器无功补偿提高功率因数的方法249

9.2.4并联电容器的装设地点250

9.2.5采用静止补偿装置提高功率因数的方法251

9.3电力谐波和补偿滤波措施258

9.3.1电力谐波及其性质258

9.3.2有源补偿滤波理论262

9.3.3供电系统中谐波抑制的方法264

9.3.4电力谐波谐振和无功补偿266

思考题与习题271

第10章 工厂电气照明272

10.1电气照明概述272

10.1.1照明技术的有关概念272

10.1.2照明方式和种类274

10.1.3绿色照明274

10.2常用的光电源和灯具276

10.2.1照明光源276

10.2.2灯具279

10.3电气照明的照度计算283

10.4照明供电系统288

10.4.1照明供电方式的选择288

10.4.2照明配电网络的设计289

10.4.3照明配电线路导线的选择289

思考题与习题290

第11章 漏电保护291

11. 1低压电网的漏电保护291

11.1. 1电流型漏电保护器291

11.1.2脉冲相位型漏电保护器工作原理及组成框图293

11.2电能计量295

11.2.1电能计量装置295

11.2.2单相有功电能的计量296

11.2.3三相四线制电路有功电能的测量296

思考题与习题297

附录299

附表1需要系数和二项式系数299

附表2并联电容器的技术数据300

附表3 S9系列6kV～10kV级铜绕组低损耗电力变压器的技术数据301

附表4常用高压断路器的技术数据302

附表5常用高压隔离开关的技术数据302

附表6照明技术数据303

附表7导线和电缆的电阻和电抗303

附表8导体在正常和短路时的最高允许温度及热稳定系数305

参考文献306