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第1章 工厂供电的基本知识 1

1.1 电力系统概述 1

1.1.1 概述 1

1.1.2 电力系统 1

1.1.3 电力系统运行的特点 4

1.1.4 电力系统的要求 4

1.2 电力系统额定电压的确定 5

1.2.1 额定电压的国家标准 5

1.2.2 电网额定电压的确定 6

1.3 电力系统中性点的运行方式 7

1.3.1 概述 7

1.3.2 中性点不接地的电力系统 7

1.3.3 中性点经消弧线圈接地的电力系统 9

1.3.4 中性点直接接地的三相系统 11

1.4 工厂供电系统及供电质量的主要指标 11

1.4.1 工厂供电系统概述 11

1.4.2 供电质量的主要指标 14

1.4.3 提高电能质量的措施 16

1.5 工厂供电设计的基本知识 17

1.5.1 概述 17

1.5.2 一般设计原则 17

1.5.3 工厂供电设计的程序与要求 17

本章小结 19

习题与思考题 19

第2章 工厂供电系统电力负荷的计算 21

2.1 电力负荷的有关知识 21

2.1.1 电力负荷的分级及对供电电源的要求 21

2.1.2 电力负荷的类别 22

2.1.3 用电设备的设备容量及其确定 23

2.1.4 负荷曲线 24

2.1.5 有关负荷曲线和负荷计算的物理量 26

2.2 电力负荷的计算方法 27

2.2.1 概述 27

2.2.2 按需要系数法确定计算负荷 28

2.2.3 按二项式法确定计算负荷 30

2.2.4 单相用电设备组的负荷计算 32

2.3 工厂供电系统功率损耗和电能损耗的计算 35

2.3.1 工厂供电系统的功率损耗 35

2.3.2 工厂供电系统的电能损耗 38

2.4 全厂计算负荷及年电能消耗量的计算 39

2.4.1 全厂计算负荷的确定 39

2.4.2 工厂年电能消耗量的计算 40

2.5 尖峰电流的计算 40

2.5.1 概述 40

2.5.2 单台用电设备尖峰电流的计算 40

2.5.3 多台用电设备尖峰电流的计算 41

本章小结 41

习题与思考题 42

第3章 工厂功率因数的确定及提高 44

3.1 工厂功率因数的确定 44

3.1.1 功率因数的基本概念 44

3.1.2 工厂常用功率因数的计算方法 45

3.1.3 功率因数的人工补偿 46

3.2 提高工厂自然功率因数的措施 48

3.2.1 逐步更新淘汰现有低效耗能的供电设备 48

3.2.2 改造现有能耗大的供用电设备和不合理的供配电系统 49

3.2.3 合理选择供用电设备的容量，或进行技术改造，提高设备的负荷率 49

3.2.4 改革落后工艺，改进操作方法 50

3.3 工厂功率因数的人工补偿 50

3.3.1 功率因数的人工补偿 50

3.3.2 并联电容器的接线与装设 50

3.3.3 并联电容器的控制和保护 54

本章小结 56

习题与思考题 56

第4章 工厂供电一次系统 58

4.1 工厂供电方案的比较及供电电压的确定 58

4.1.1 工厂供电方案的比较 58

4.1.2 供电电压的确定 61

4.2 变电所电气主接线的选择 64

4.2.1 概述 64

4.2.2 车间及小型企业变电所的主接线 65

4.2.3 工厂总降压变电所的主电路图 67

4.2.4 高压配电所的主电路图 69

4.3 变电所电力变压器的选择 73

4.3.1 电力变压器的类别 73

4.3.2 电力变压器的额定容量、实际容量和过负荷能力 73

4.3.3 变电所主变压器台数的选择 75

4.3.4 变电所主变压器容量的选择 76

4.3.5 变压器型式和连接组别的选择 77

4.4 工厂电力线路 78

4.4.1 电力线路 78

4.4.2 电力线路的接线方式 78

4.4.3 电力线路的结构与敷设 81

本章小结 83

习题与思考题 84

第5章 短路电流及其计算 85

5.1 短路的基本概念 85

5.1.1 发生短路的原因和短路的类型 85

5.1.2 短路的后果 85

5.1.3 计算短路电流的目的 87

5.1.4 计算短路电流的基本假设条件 87

5.2 无限大容量系统三相短路过程分析 88

5.2.1 无限大容量系统 88

5.2.2 无限大容量系统三相短路电流的变化过程 88

5.2.3 短路电流的有关物理量 92

5.3 三相短路电流的计算 94

5.3.1 概述 94

5.3.2 采用欧姆法进行短路计算 95

5.3.3 采用标幺值法进行短路计算 99

5.4 两相和单相短路电流的计算 102

5.4.1 两相短路电流的计算 102

5.4.2 单相短路电流的计算 102

5.5 短路电流的效应 103

5.5.1 概述 103

5.5.2 短路电流的电动效应 103

5.5.3 短路电流的热效应 104

本章小结 107

习题与思考题 107

第6章 工厂供电系统一次设备及选择 109

6.1 工厂供电系统一次设备及选择的一般原则 109

6.1.1 概述 109

6.1.2 按正常工作条件选择电气设备 109

6.1.3 按短路情况校验电气设备的动稳定和热稳定 110

6.2 高压开关电器及选择 112

6.2.1 高压熔断器 112

6.2.2 高压隔离开关 114

6.2.3 高压负荷开关 115

6.2.4 高压断路器 115

6.2.5 高压开关柜 120

6.2.6 高压一次设备的选择 121

6.3 互感器及选择 123

6.3.1 概述 123

6.3.2 电流互感器 124

6.3.3 电压互感器 128

6.4 低压开关电器及选择 131

6.4.1 概述 131

6.4.2 低压熔断器 131

6.4.3 低压刀开关 134

6.4.4 低压刀熔开关和负荷开关 134

6.4.5 低压断路器 135

6.4.6 低压配电屏 139

6.4.7 低压一次设备的选择 140

6.5 工厂电力线路的选择 140

6.5.1 概述 140

6.5.2 按周围环境及敷设方式选择导线和电缆的型号 141

6.5.3 按发热条件选择导线和电缆的截面 144

6.5.4 按经济电流密度选择导线和电缆的截面 145

6.5.5 线路电压损耗的计算 146

6.5.6 按机械强度校验导线截面积 148

本章小结 148

习题与思考题 149

第7章 工厂供电系统的保护装置 151

7.1 保护装置的基本知识 151

7.1.1 保护装置的作用和任务 151

7.1.2 继电保护装置的基本原理和组成 151

7.1.3 对继电保护装置的基本要求 152

7.1.4 继电保护的发展现状 154

7.2 工厂供配电系统的保护装置 156

7.2.1 概述 156

7.2.2 低压熔断器保护 157

7.2.3 低压断路器保护 160

7.3 工厂电力线路的保护装置 161

7.3.1 概述 161

7.3.2 继电器及电流互感器的接线方式 162

7.3.3 电流速断保护 165

7.3.4 带时限的过电流保护 167

7.3.5 中性点不接地系统的单相接地保护 173

7.4 工厂电力变压器的保护配置 175

7.4.1 概述 175

7.4.2 变压器瓦斯保护 176

7.4.3 变压器电流速断保护 177

7.4.4 变压器的过电流保护 178

7.4.5 变压器过负荷保护 178

7.4.6 变压器低压侧单相接地保护 179

7.4.7 变压器的差动保护 180

7.5 工厂高压电动机的保护配置 183

7.5.1 概述 183

7.5.2 电动机的相间短路保护 184

7.5.3 电动机的过负荷保护 184

7.5.4 高压电动机的纵差保护 185

7.5.5 高压电动机的单相接地保护 185

7.5.6 高压电动机的低电压保护 186

本章小结 187

习题与思考题 188

第8章 工厂供电二次系统 190

8.1 二次回路的基本知识 190

8.1.1 变、配电所二次回路的基本知识 190

8.1.2 二次回路标号 193

8.2 二次回路的操作电源 195

8.2.1 概述 195

8.2.2 直流操作电源 195

8.2.3 交流操作电源 197

8.3 断路器的控制回路 198

8.3.1 概述 198

8.3.2 断路器控制电路的基本要求 199

8.3.3 断路器控制回路的动作原理 199

8.4 中央信号装置 202

8.4.1 概述 202

8.4.2 对中央信号回路的要求 202

8.4.3 中央事故信号回路 203

8.4.4 中央预告信号回路 204

8.5 电气测量仪表 206

8.5.1 概述 206

8.5.2 电气测量仪表的配置 206

8.5.3 对电气测量仪表的一般要求 207

8.5.4 电气测量仪表接线举例 207

8.6 备用电源自动投入装置 208

8.6.1 备用电源自动投入的基本形式 208

8.6.2 对APD装置的基本要求 209

8.6.3 APD装置的接线 209

8.7 电力线路自动重合闸装置 212

8.7.1 概述 212

8.7.2 自动重合闸装置的分类 212

8.7.3 对自动重合闸装置的基本要求 213

8.7.4 电气一次自动重合闸装置 213

8.8 工厂供电系统的远动装置 215

8.8.1 概述 215

8.8.2 微机控制的供电系统远动装置简介 216

8.8.3 电力系统实现无人值班必须具备的两个条件 219

8.8.4 系统“四遥”的实现 219

本章小结 220

习题与思考题 221

第9章 防雷与接地 222

9.1 防雷的基本知识 222

9.1.1 过电压及其分类 222

9.1.2 雷电的基本知识 223

9.1.3 防雷装置 225

9.2 供电系统防雷保护的设置 230

9.2.1 变配电所雷电过电压保护的设置 230

9.2.2 架空线路防雷保护的设置 232

9.2.3 高压电动机的防雷保护设置 233

9.3 接地的基本知识 233

9.3.1 接地的有关知识 233

9.3.2 工厂供电系统的接地类型 235

9.4 变电所接地装置及接地电阻的计算 239

9.4.1 变电所接地装置的设置 239

9.4.2 接地电阻的组成 239

9.4.3 接地电阻计算 241

本章小结 242

习题与思考题 242

第10章 工厂电气照明 244

10.1 电气照明的基本知识 244

10.1.1 照明方式和照明种类的划分 244

10.1.2 电气照明的基本概念 245

10.2 工厂常用的电光源和灯具 247

10.2.1 工厂常用电光源的类型及其特性与选择 247

10.2.2 工厂常用灯具的类型及其选择与布置 251

10.3 照度标准和照度计算 254

10.3.1 工厂照明的照度标准 254

10.3.2 照度计算 254

10.4 工厂电气照明系统设计 257

10.4.1 概述 257

10.4.2 供电电压的选择 257

10.4.3 供电方式的确定 258

10.4.4 照明负荷计算 258

10.4.5 照明系统导线截面的选择 259

10.4.6 工厂照明系统保护装置的设置 260

本章小结 260

习题与思考题 261

第11章 工厂变配电所的电气安全与运行维护 262

11.1 工厂变配电所的电气安全 262

11.1.1 电气安全的概念 262

11.1.2 触电事故及其急救措施 263

11.1.3 电气安全的一般措施 265

11.2 工厂变配电所的运行维护 267

11.2.1 变配电所的值班制度和值班员职责 267

11.2.2 变配电所的送电和停电操作 268

11.2.3 电力变压器的运行维护 270

11.2.4 配电装置的运行维护 270

11.2.5 工厂电力线路的运行维护 271

11.2.6 并联电容器的运行维护 274

本章小结 275

习题与思考题 275

附录 276

附录表1 用电设备组的需要系数、二项式系数及功率因数值 276

附录表2 LJ型铝绞线的主要技术数据 277

附录表3 SL7系列低损耗配电变压器的主要技术数据 277

附录表4 部分工厂的全厂需要系数、功率因数及年最大有功负荷利用小时参考值 277

附录表5 并联电容器的无功补偿率 278

附录表6 BW型并联电容器的主要技术数据 278

附录表7 导体在正常和短路时的最高允许温度及热稳定系数 279

附录表8 常用高压断路器的主要技术数据 279

附录表9 LQJ-10型电流互感器的主要技术数据 280

附录表10 RM10型低压熔断器的主要技术数据和保护特性曲线 281

附录表11 RT0型低压熔断器的主要技术数据和保护特性曲线 281

附录表12 DW16低压断路器的主要技术数据 282

附录表13 低压绝缘电线（电缆）的常用型号及其规格 283

附录表14 各种电力电缆的使用特性 283

附录表15 常用电力电缆的外护层类型和主要适用范围 284

附录表16 架空裸导线的最小截面 285

附录表17 绝缘导线心线的最小截面 285

附录表18 绝缘导线明敷、穿钢管和穿塑料管时的允许载流量 285

参考文献 288