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第1章　绪论 1

本章教学目标与要求 1

1.1　能源和电能 1

1.1.1　能源分类 1

1.1.2　电能 2

1.1.3　发电厂 2

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 3

1.2.3　火电厂的特点 7

1.3　水力发电厂 8

1.3.1　水电厂的分类 8

1.3.2　水电厂的特点 11

1.3.3　抽水蓄能电厂 12

1.4　核能发电厂 13

1.4.1　核电厂的分类 14

1.4.2　核电厂的系统 16

1.4.3　核电厂的运行 17

1.5　新能源发电 18

1.5.1　风力发电 18

1.5.2　海洋能发电 19

1.5.3　地热发电 21

1.5.4　太阳能发电 22

1.5.5　生物质能发电 23

1.5.6　磁流体发电 23

1.6　变电所类型 23

1.7　发电厂和变电所电气设备简述 25

1.7.1　电气一次设备 25

1.7.2　电气二次设备 27

1.7.3　电气主接线和配电装置的概念 28

1.8　我国电力工业发展概况 28

1.8.1　电力工业加速发展，全国装机容量突破8亿kW 29

1.8.2　发展大机组，建设大电厂 29

1.8.3　发展特高压、建设大电网，全国联网格局基本形成 31

1.8.4　电网保护、控制、自动化技术进入国际行列 32

1.9　本课程的目的和任务 32

本章知识构架 33

阅读材料 33

习题 34

第2章　电气设备的结构及工作原理 35

本章教学目标与要求 35

2.1　开关电器中的电弧 36

2.1.1　电弧现象 36

2.1.2　电弧的产生与维持 36

2.1.3　电弧的熄灭 37

2.1.4　交流电弧的特性 38

2.1.5　交流电弧的熄灭条件 39

2.1.6　弧隙电压恢复过程分析 41

2.1.7　熄灭交流电弧的基本方法 47

2.2　高压断路器 49

2.2.1 高压断路器的分类及基本参数 49

2.2.　SF6断路器 53

2.2.3　真空断路器 62

2.2.4　断路器的操动机构 66

2.3　隔离开关 67

2.3.1　隔离开关的用途与分类 67

2.3.2　屋内隔离开关 68

2.3.3　屋外隔离开关 68

2.3.4　隔离开关操动机构 69

2.4　高压负荷开关 69

2.5　熔断器 70

2.5.1　概述 70

2.5.2　低压熔断器 71

2.5.3　高压熔断器 73

2.6　低压开关电器 74

2.6.1　刀开关 75

2.6.2　接触器 75

2.6.3　磁力起动器 76

2.6.4　自动空气开关 78

2.7　绝缘子 80

2.7.1　概述 80

2.7.2　复合绝缘子 81

2.8　母线 88

2.8.1　母线材料 89

2.8.2　敞露母线 89

2.8.3　封闭母线 91

2.9　电力电缆 92

2.9.1　电缆分类 93

2.9.2　结构及性能 93

2.9.3　常用电缆中间接头盒和终端接头盒的结构及性能 94

2.10　电抗器 96

2.10.1　限流电抗器 97

2.10.2　串联电抗器和并联电抗器 98

2.11　互感器 100

2.11.1　概述 100

2.11.2　电磁式电流互感器 101

2.11.3　电磁式电压互感器 108

2.11.4　电容分压式电压互感器 113

2.11.5　光电式互感器简介 115

本章知识构架 116

阅读材料 117

习题 118

第3章　电气主接线与厂、所接线 121

本章教学目标与要求 121

3.1　电气主接线的基本要求 122

3.2　电气主接线的基本形式 123

3.2.1　有汇流母线的主接线 123

3.2.2　无汇流母线的主接线 133

3.3　发电厂和变电所主变压器的选择 136

3.3.1　主变压器容量、台数的选择 137

3.3.2　主变压器型式的选择 138

3.4　限制短路电流的措施 141

3.4.1　加装限流电抗器 141

3.4.2　采用低压分裂绕组变压器 143

3.4.3　选择适当的主接线形式和运行方式 145

3.5　各类发电厂、变电所主接线的特点及实例 146

3.5.1　火力发电厂电气主接线 146

3.5.2　水电厂的主接线 148

3.5.3　变电所电气主接线 149

3.6　电气主接线的设计原则和程序 151

3.6.1　主接线的设计原则 151

3.6.2　电气主接线的设计程序 152

3.6.3　电气主接线的设计举例 154

3.7　自用电及接线 156

3.7.1　概述 156

3.7.2　厂用电接线 158

3.7.3　变电所的自用电接线 159

本章知识构架 160

阅读材料 160

习题 163

第4章　电气设备选择 166

本章教学目标与要求 166

4.1　载流导体的发热和电动力 167

4.1.1　概述 167

4.1.2　导体的长期发热 168

4.1.3　导体的短时发热 171

4.1.4　短路电流的电动力 175

4.2　电气设备选择的一般条件 178

4.2.1　按正常工作条件选择 178

4.2.2　按短路条件校验 179

4.3　高压断路器、隔离开关的选择 181

4.3.1　高压断路器的选择 181

4.3.2　隔离开关的选择 183

4.4　高压负荷开关、高压熔断器的选择 184

4.4.1　高压负荷开关的选择 184

4.4.2　高压熔断器的选择 184

4.5　互感器的选择 186

4.5.1　互感器的配置原则 186

4.5.2　电流互感器的选择 186

4.5.3　电压互感器的选择 188

4.6　母线和电缆的选择 189

4.6.1　母线的选择 189

4.6.2　电缆的选择与校验 193

4.7　绝缘子的选择 195

本章知识构架 197

阅读材料 197

习题 198

第5章　配电装置 201

本章教学目标与要求 201

5.1　概述 202

5.1.1　配电装置的分类 202

5.1.2　配电装置的基本要求及设计的基本步骤 203

5.1.3　配电装置的最小安全净距 204

5.2　屋内配电装置 207

5.2.1　屋内配电装置分类 207

5.2.2　屋内配电装置的布置原则 209

5.2.3　屋内配电装置实例 212

5.3　屋外配电装置 214

5.3.1　屋外配电装置的分类 214

5.3.2　屋外配电装置的布置原则 215

5.3.3　屋外配电装置实例 217

5.4　成套配电装置 220

5.4.1　概述 220

5.4.2　低压配电装置 220

5.4.3　高压开关柜 221

5.4.4　SF6全封闭组合电器 223

5.4.5　成套变电站 224

本章知识构架 224

阅读材料 224

习题 225

第6章　发电厂和变电所的控制与信号 228

本章教学目标与要求 228

6.1　发电厂和变电站的控制方式 229

6.1.1　发电厂的控制方式 229

6.1.2　变电站的控制方式 229

6.2　二次接线图 230

6.2.1　概述 230

6.2.2　归总式原理接线图 230

6.2.3　展开接线图 234

6.2.4　安装接线图 234

6.3　断路器的控制与信号回路 237

6.3.1　控制开关和操动机构 237

6.3.2　断路器的控制及信号回路接线图 240

6.4　中央信号系统 252

6.4.1　事故信号 252

6.4.2　预告信号 254

6.4.3　新型中央信号装置 256

6.5　变电站计算机监控系统 257

6.5.1　变电站综合自动化 257

6.5.2　变电所计算机监控子系统的功能 258

6.5.3　变电所综合自动化系统的结构 260

本章知识构架 263

阅读材料 263

习题 264

第7章　电力变压器的运行 266

本章教学目标与要求 266

7.1　变压器的负荷能力 266

7.1.1　变压器发热时的特点 267

7.1.2　稳态温升 268

7.1.3　变压器的绝缘老化 268

7.1.4　变压器的正常过负荷 270

7.1.5　变压器的事故过负荷 273

7.2　变压器的运行与维护 274

7.2.1　变压器的投运与停运 274

7.2.2　变压器的运行维护 274

7.2.3　变压器的异常运行与分析 276

本章知识构架 280

阅读材料 280

习题 282

第8章　设备的运行与维护 284

本章教学目标与要求 284

8.1　高压断路器的运行与维护 284

8.1.1　断路器正常运行的条件 284

8.1.2　断路器的巡视检查 285

8.1.3　断路器的异常运行及故障处理 287

8.2　隔离开关的运行与维护 294

8.2.1　隔离开关的正常巡视检查项目 294

8.2.2　隔离开关异常运行及分析 295

8.2.3　隔离开关的事故处理 296

8.3　互感器的运行与维护 297

8.3.1　电流互感器的运行及故障处理 297

8.3.2　电压互感器的运行及故障处理 298

8.4　导体与绝缘子的运行与维护 300

8.4.1　导体的运行与维护 300

8.4.2　绝缘子的运行与维护 300

本章知识构架 301

阅读材料 301

习题 302

参考答案 303

附录1　电力工程设计常用文字符号 320

附录2　常用电气设备数据与系数 326

参考文献 340