发电厂变电所电气部分 第2版PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 能源和电能 2

1.1.1 能源分类 2

1.1.2 电能 3

1.1.3 发电厂 3

1.2 火力发电厂 3

1.2.1 分类 3

1.2.2 火电厂的电能生产过程 4

1.2.3 火电厂的特点 8

1.3 水力发电厂 9

1.3.1 水电厂的分类 9

1.3.2 水电厂的特点 12

1.3.3 抽水蓄能电厂 13

1.4 核能发电厂 14

1.4.1 核电厂的分类 15

1.4.2 核电厂的系统 17

1.4.3 核电厂的运行 18

1.5 新能源发电 19

1.5.1 风力发电 19

1.5.2 太阳能发电 21

1.6 变电所类型 22

1.7 发电厂和变电所电气设备简述 23

1.7.1 电气一次设备 23

1.7.2 电气二次设备 26

1.7.3 电气主接线和配电装置的概念 26

1.8 我国电力工业发展概况 27

1.8.1 电力工业加速发展，全国装机容量突破11亿kW 27

1.8.2 发展大机组，建设大电厂 27

1.8.3 发展特高压、建设大电网，全国联网格局基本形成 29

1.8.4 电网保护、控制、自动化技术进入国际行列 30

习题 31

第2章 电气设备的结构与工作原理 32

2.1 电弧的产生及物理过程 33

2.2 直流电弧的基本特性 35

2.2.1 直流电弧的静态伏安特性 35

2.2.2 直流电弧的动态伏安特性 36

2.2.3 直流电弧的能量与燃弧时间 37

2.2.4 直流电弧熄灭时的过电压 38

2.3 直流电弧的燃烧与熄灭 39

2.3.1 直流电弧的熄灭条件 39

2.3.2 直流电弧的熄灭原理 41

2.3.3 常用直流电弧熄灭方法及措施 42

2.4 交流电弧的燃烧与熄灭 44

2.4.1 交流电弧电流的过零现象 44

2.4.2 交流电弧的伏安特性 45

2.4.3 交流电弧电流的零休现象 47

2.5 交流电弧的熄灭原理 49

2.5.1 交流电弧的熄灭条件 49

2.5.2 熄灭交流电弧的基本方法 51

2.6 电气触头 54

2.6.1 触头材料的要求 54

2.6.2 触头材料的分类 55

2.6.3 不同材料的最小起弧电压和电流 59

2.6.4 触头材料的选用原则 60

2.6.5 触头材料的发展趋势 61

2.7 高压断路器概述 61

2.7.1 高压断路器的分类 61

2.7.2 断路器的技术参数 62

2.7.3 对断路器的基本要求 63

2.7.4 断路器的型号表示法 64

2.7.5 高压断路器的典型结构 64

2.8 SF6断路器 65

2.8.1 SF6气体的性能 65

2.8.2 SF6断路器的特点 66

2.8.3 SF6断路器的分类 66

2.8.4 SF6断路器灭弧室工作原理 66

2.8.5 SF6断路器结构 70

2.9 真空断路器 74

2.9.1 真空气体的特性 74

2.9.2 灭弧室结构和工作原理 75

2.9.3 真空断路器的调整与维修 78

2.10 高压断路器的操动机构 79

2.10.1 概述 79

2.10.2 操动机构的分类 79

2.11 隔离开关 82

2.11.1 隔离开关的用途与分类 82

2.11.2 屋内隔离开关 83

2.11.3 屋外隔离开关 83

2.11.4 隔离开关操动机构 84

2.12 绝缘与绝缘子 85

2.12.1 绝缘 85

2.12.2 绝缘子 86

2.12.3 复合绝缘子 88

2.13 母线 89

2.13.1 母线材料 89

2.13.2 敞露母线 90

2.13.3 封闭母线 91

2.14 电力电缆 93

2.14.1 电缆分类 93

2.14.2 结构及性能 94

2.14.3 常用电缆中间接头盒和终端接头盒的结构及性能 95

2.15 电抗器 97

2.15.1 限流电抗器 97

2.15.2 串联电抗器和并联电抗器 99

2.16 互感器 101

2.16.1 概述 101

2.16.2 电磁式电流互感器 102

2.16.3 电磁式电压互感器 110

2.16.4 电容分压式电压互感器（CCVT） 115

2.16.5 互感器的配置原则 117

2.16.6 光电式互感器简介 118

习题 120

第3章 电气主接线与厂、所自用电接线 123

3.1 电气主接线的基本要求 124

3.1.1 对电气主接线的基本要求 125

3.1.2 电气主接线的基本形式 126

3.2 单母线接线 126

3.2.1 单母线不分段接线 126

3.2.2 单母线分段接线 128

3.2.3 带旁路母线的单母线接线 129

3.2.4 带旁路母线接线的单母线分段 130

3.3 双母线接线 131

3.3.1 普通双母线接线 131

3.3.2 双母线分段接线 133

3.3.3 双母线带旁路母线接线 134

3.3.4 一台半断路器双母线接线（3/2接线） 136

3.4 无母线接线形式 138

3.4.1 单元接线 138

3.4.2 桥形接线 138

3.4.3 角形接线 140

3.5 发电厂和变电所主变压器的选择 141

3.5.1 主变压器容量、台数的选择 141

3.5.2 主变压器型式的选择 143

3.6 限制短路电流的措施 146

3.6.1 加装限流电抗器 146

3.6.2 采用低压分裂绕组变压器 149

3.6.3 选择适当的主接线形式和运行方式 150

3.7 各类发电厂、变电所主接线的特点及实例 151

3.7.1 火力发电厂电气主接线 151

3.7.2 水电厂的主接线 153

3.7.3 变电所电气主接线 155

3.8 电气主接线的设计原则和程序 156

3.8.1 主接线的设计原则 156

3.8.2 电气主接线的设计程序 156

3.8.3 电气主接线的设计举例 158

3.9 GIS的主接线及设计 161

3.9.1 GIS的特点 161

3.9.2 GIS主接线的基本形式 161

3.9.3 GIS主接线设计 162

3.9.4 GIS配电装置的布置 163

3.9.5 GIS设备的保护与接地 164

3.10 自用电及接线 166

3.10.1 概述 166

3.10.2 厂用电接线 168

3.10.3 变电所的自用电接线 169

习题 172

第4章 电气设备选择 174

4.1 载流导体的发热和电动力 175

4.1.1 概述 175

4.1.2 导体的长期发热 176

4.1.3 导体的短时发热 179

4.1.4 短路电流的电动力 183

4.2 电气设备选择的一般条件 186

4.2.1 按正常工作条件选择 187

4.2.2 按短路条件校验 188

4.3 高压断路器、隔离开关的选择 190

4.3.1 高压断路器的选择 190

4.3.2 隔离开关的选择 192

4.4 互感器的选择 193

4.4.1 互感器的配置原则 193

4.4.2 电流互感器的选择 193

4.4.3 电压互感器的选择 195

4.5 母线和电缆的选择 196

4.5.1 母线的选择 196

4.5.2 电缆的选择与校验 200

4.6 绝缘子的选择 202

习题 205

第5章 配电装置 207

5.1 概述 208

5.1.1 配电装置的分类 208

5.1.2 配电装置的基本要求及设计的基本步骤 209

5.1.3 配电装置的最小安全净距 210

5.2 户内配电装置 214

5.2.1 户内配电装置分类 214

5.2.2 户内配电装置的布置原则 214

5.2.3 户内配电装置实例 218

5.3 户外配电装置 220

5.3.1 户外配电装置的分类 220

5.3.2 户外配电装置的布置原则 221

5.3.3 户外配电装置实例 223

5.4 成套配电装置 227

5.4.1 概述 227

5.4.2 低压配电装置 227

5.4.3 高压开关柜 227

5.4.4 SF6全封闭组合电器 229

5.4.5 成套变电站 230

5.5 发电厂变电站配电装置设计 231

5.5.1 配电装置设计的基本步骤 231

5.5.2 设计要求 231

5.5.3 形式选择及辅助装置配置 233

5.5.4 发电厂电气总平面布置 234

5.5.5 变电站电气总平面布置 236

习题 237

第6章 发电厂和变电所的控制与信号 240

6.1 发电厂和变电站的控制方式 241

6.1.1 发电厂的控制方式 241

6.1.2 变电站的控制方式 242

6.2 二次接线图 242

6.2.1 概述 242

6.2.2 归总式原理接线图 243

6.2.3 展开接线图 246

6.2.4 安装接线图 246

6.3 断路器的控制与信号回路 249

6.3.1 控制开关和操动机构 249

6.3.2 断路器的控制及信号回路接线图 252

6.4 中央信号系统 264

6.4.1 事故信号 264

6.4.2 预告信号 266

6.4.3 新型中央信号装置 268

6.5 变电站计算机监控系统 269

6.5.1 变电站综合自动化 269

6.5.2 变电所计算机监控子系统的功能 270

6.5.3 变电所综合自动化系统的结构 272

习题 276

第7章 电气设备的运行与维护 278

7.1 变压器运行 279

7.1.1 概述 279

7.1.2 变压器发热时的特点 279

7.1.3 稳态温升 280

7.1.4 变压器的绝缘老化 281

7.1.5 变压器的正常过负荷 283

7.1.6 变压器的事故过负荷 283

7.1.7 变压器的投运与停运 284

7.1.8 变压器的运行维护 285

7.1.9 变压器的异常运行与分析 286

7.2 高压断路器的运行与维护 290

7.2.1 断路器正常运行的条件 290

7.2.2 断路器的巡视检查 291

7.2.3 断路器的异常运行及故障处理 293

7.3 隔离开关的运行与维护 298

7.3.1 隔离开关的正常巡视检查项目 298

7.3.2 隔离开关异常运行及分析 299

7.3.3 隔离开关的事故处理 300

7.4 互感器的运行与维护 300

7.4.1 电流互感器的运行及故障处理 300

7.4.2 电压互感器的运行及故障处理 302

7.5 导体与绝缘子的运行与维护 303

7.5.1 导体的运行与维护 303

7.5.2 绝缘子的运行与维护 304

7.6 GIS的运行与维护 304

7.6.1 气体泄漏检测及处理 304

7.6.2 水分控制和处理 305

习题 308

参考答案 311

附录1电力工程设计常用文字符号 328

附录2常用电气设备数据与系数 334

参考文献 348