电工计算手册PDF电子书下载

第一章 基础知识 1

第一节 电工数学基础 1

一、正弦量、复数及矢量 1

二、对称分量法及其应用 6

第二节 电工基础知识及基本公式 14

一、正弦交流电基本量及计算 14

二、电阻、电感和电容在电路中的计算 17

三、电工学常用公式 20

四、网络变换的基本方式和计算 28

五、电路的串联谐振和并联谐振计算 28

六、三相交流电路中的高次谐波 28

七、非正弦交流电计算 32

八、RC充放电计算 49

九、媒质处于交变磁场中的损耗计算 51

十、电磁屏蔽透入深度计算 53

第三节 电感和电容的计算 54

一、电感计算 54

二、电容计算 57

第二章 输配电 60

第一节 电路参数计算 60

一、导线、电缆的电阻和电抗的计算 60

二、常用导线、电缆的电阻和电抗 62

第二节 线损和电压降计算 68

一、直流线路计算 68

二、配电线路损耗计算 70

三、技术经济比较确定配电网络方案 80

四、配电方式和电源位置对线损的影响 82

五、并联线路中负荷经济分配的原则 82

六、开环运行线路负荷经济分配的原则 85

七、配电线路电压损失允许值及电压波动对设备的影响 88

八、线路电压损失计算 92

九、380/220V系统中零线电位升高的计算 95

十、相序对线路电流的影响计算 99

第三节 导线、电缆的选择及计算 103

一、经济电流密度及计算 103

二、导线截面的选择 107

三、电力电缆的选择 114

四、电缆在短时过载和短路状态下的允许电流 129

五、控制电缆的选择 131

六、直流电流表连接电缆截面的选择 137

第四节 线路施工计算 139

一、线路安装要求和规定 139

二、导线力学及弛度计算 141

三、电杆坑、拉线坑、拉线、拉线盘及电杆埋深计算 146

四、人字抱杆强度计算 161

五、绞磨计算 164

六、地锚计算 167

七、锚桩计算 170

第五节 有关导线和电缆的一些计算 175

一、导线、避雷线振动频率和运行应力的计算 175

二、电杆、导线上的风压计算 175

三、导线安全系数计算 176

四、架空导线拉断力计算 177

五、导线连接的计算 179

六、架空线路绝缘子数的确定 180

七、超高压送电的电晕计算 183

八、不同中性点接地方式下内部过电压的极限值 184

九、电力电缆绝缘电阻的换算 184

十、电缆散热计算 186

十一、电缆电容量的简单测算 186

十二、单芯电缆金属护层感应电压的计算 186

十三、电缆故障点的测算 194

第三章 变压器 199

第一节 基本原理计算 199

一、变压器原理及基本参数 199

二、变压器电压变动率及效率计算 201

三、自耦变压器基本计算 203

四、V/V联结的变压器功率和利用率计算 204

五、变压器负载率计算 206

六、变压器损耗计算 208

七、变压器空载试验和短路试验计算 208

八、变压器无功经济当量的计算 214

第二节 变压器并联运行及过负荷计算 216

一、变压器并联运行计算 216

二、变压器过负荷计算 223

三、10kV变压器进风口有效面积查算表 229

第三节 变压器设计 230

一、油浸式电力变压器的基本计算 230

二、干式电力变压器的基本计算 240

三、整流变压器设计 247

四、高压试验变压器的设计及选型 256

五、调压器设计 265

六、小型变压器设计 271

七、铁磁谐振稳压器设计 300

八、脉冲变压器及音频变压器设计 311

第四节 电抗器设计 326

一、滤波电抗器设计 326

二、交流电抗器设计 329

三、均流电抗器设计 331

四、空芯电抗器设计 333

五、平衡电抗器设计 335

第五节 变压器干燥计算 336

一、涡流法干燥变压器 336

二、利用发电机零起升压干燥变压器 339

三、电炉加热干燥变压器计算 340

第四章 电容器及无功补偿 341

第一节 电容器和无功补偿容量的计算 341

一、电容器运行规定和技术性能 341

二、电容测算和保护元件计算 345

三、功率因数和无功补偿容量的计算 351

四、采用电容补偿调压的计算 363

第二节 设备的无功补偿计算 364

一、企业内无功经济当量的计算 364

二、几种设备的无功补偿容量的确定 368

第五章 电动机 375

第一节 基本原理计算 375

一、异步电动机的基本公式及等值电路图 375

二、异步电动机的工作特性 381

三、绕线型异步电动机转子电阻的计算 382

四、直流电机的基本公式 384

五、直流电机电枢回路电感、电阻的计算 390

六、无铭牌直流发电机额定电流的估算 391

七、滑差电动机的基本计算 392

第二节 电动机损耗计算及节电计算 394

一、异步电动机空载电流计算 394

二、异步电动机功率因数的计算 396

三、异步电动机转差率和工作特性的测算 396

四、异步电动机损耗及功率平衡计算 404

五、高速异步电动机损耗的计算 411

六、电动机输入功率、输出功率和效率的测算 413

七、异步电动机无功功率的计算 416

八、异步电动机最佳负载率的计算 417

九、异步电动机等效功率和等效损耗的计算 420

十、电动机通风风扇功耗及通风噪声的计算 422

十一、直流电动机损耗及效率的计算 424

十二、电风扇风叶的功率消耗计算 426

十三、“大马拉小车”节电计算 427

十四、星—三角变换的节电计算 428

第三节 传动电动机的选择 431

一、传动电动机的选择程序 431

二、电动机过载能力及平均起动转矩计算 432

三、飞轮力矩计算 437

四、根据打滑条件允许的最大加速度计算 437

五、电动机功率的校验 438

第四节 电动机功率的选定 447

一、采用寿命期费用分析法选定电动机 447

二、在不同环境温度时电动机功率的计算 448

三、各种设备的电动机功率的选择 450

第五节 有关电动机运行方面的计算 457

一、异步电动机一般工作条件的规定和要求 457

二、电机用电刷的电流密度与电刷牌号的选择 458

三、绕组温升和绝缘电阻的计算 459

四、电压变动对电动机性能的影响 466

五、电动机寿命的预测 472

六、电动机断相运行时各绕组电流的计算 474

七、三相异步电动机改为单相使用时电容器的计算 475

八、改变电动机绕组接法的简易计算 476

九、单相电容电动机的电容量的简易估算 477

第六节 电动机起动、制动和调速的计算 478

一、异步电动机直接起动功率的确定 478

二、异步电动机降压起动方式的选择 479

三、磁力起动器的选择 483

四、星—三角起动器的选择 484

五、自耦减压起动器的选择与计算 487

六、延边三角起动法的计算 491

七、三相鼠笼型异步电动机起动电阻的计算 493

八、绕线型异步电动机起动电阻的计算 493

九、异步电动机反接制动计算 498

十、异步电动机能耗制动计算 502

十一、异步电动机电容—电磁制动的电容计算 504

十二、直流他励电动机反接制动计算 505

十三、直流他励电动机能耗制动计算 507

十四、绕线型异步电动机转子附加电阻调速的计算 508

十五、直流电动机不同调速方法比较 509

十六、电阻器和频敏变阻器的计算 511

第七节 电动机干燥计算 523

一、定子铁芯涡流干燥法的计算 523

二、电机外壳涡流干燥法的计算 526

三、热风干燥法的计算 528

四、干燥温度和其它参数的检测 529

第八节 电动机绕组计算 529

一、绕组的基本概念及展开图 529

二、三相异步电动机定子绕组的计算 534

三、单层交叉式绕组线模的计算 548

四、单层链式绕组线模的计算 555

五、单层同心式绕组线模尺寸计算 556

六、双层迭绕式绕组线模的简易计算 559

七、单相异步电动机绕组重绕计算 560

八、三相异步电动机绕组重绕的简易计算 568

九、罩极式电动机绕组重绕估算 573

十、电容运转电动机绕组重绕计算 576

十一、分相电动机和电容运转电动机的电容器计算 577

十二、电钻绕组重绕计算 579

十三、电扇绕组重绕计算 583

十四、钻石牌电钟绕线计算 587

十五、导线代用、改压、变更极数的计算 588

十六、电机转子扎线修理的计算 609

第九节 电动按摩器的设计 611

第六章 短路电流计算 615

第一节 标么值及其计算 615

一、标么值的基本概念 615

二、电抗在不同基准值下的换算 616

三、电抗标么值和有名值的变换 616

四、各类元件的电抗平均值 616

第二节 短路电流计算 621

一、短路电流的暂态过程 621

二、短路电流的计算方法和步骤 623

三、三相短路冲击电流、全电流最大有效值和三相短路容量的计算 625

四、无限容量系统中高压网络短路电流的计算 626

五、有限容量系统中高压网络短路电流的计算 629

六、变压器低压侧短路时折算到高压侧穿越电流的计算 636

七、异步电动机反馈电流计算 636

八、1kV及以下低压配电网络短路电流的计算 642

九、高压电网不对称短路电流的计算 651

十、1kV以下低压电网不对称短路电流的计算 658

十一、中性点不接地系统接地电流的计算 671

第七章 高、低压电器 673

第一节 电气设备的选用 673

一、高海拔地区电气设备的选用 673

二、有火灾和爆炸危险场所电气设备的选用 675

三、电气设备发热计算 683

四、电气设备动稳定和热稳定校验 690

五、电器接触头压力及接触电阻的计算 691

六、电气设备电流密度的选择 693

七、电气设备的绝缘、绝缘材料及有关计算 697

八、母线选择及计算 708

九、电流互感器的选用 724

十、电压互感器的选用 732

第二节 高压电器的选用 745

一、高压电器规范的选择条件 745

二、高压绝缘子及穿墙套管的选用 745

三、高压断路器的选用 757

四、高压隔离开关的选用 760

五、高压负荷开关的选择 761

六、高压熔断器的选用 762

第三节 低压电器的选用 766

一、低压电器规范的选择条件 766

二、自动开关的选用及计算 768

三、刀开关和转换开关的选用 779

四、熔断器的选用 780

五、熔断器的级间配合 788

六、热继电器的选用及计算 793

七、接触器的选用及计算 800

八、交、直流接触器线圈重绕计算 809

九、交、直流接触器改压计算 815

十、交流接触器短路环计算 816

十一、交流接触器和电磁铁直流无声运行元件的选择 817

十二、电磁铁的基本公式及计算 819

十三、电磁铁的选用及计算 832

十四、交、直流电磁铁线圈的简单计算 839

十五、直流线圈的简捷设计 848

十六、交流线圈的简捷设计 851

十七、操作机构合闸电磁铁的计算 854

十八、保护继电器和时间继电器的选用 856

十九、继电器加速与延缓电路 858

二十、继电器熄火花电路 867

第八章 继电保护 873

第一节 基础知识 873

一、电流互感器与电流继电器的接线方式及计算 873

二、继电保护灵敏度要求 891

第二节 线路继电保护计算 891

一、电力线路继电保护计算 891

二、小接地电流系统的接地保护计算 897

三、直流绝缘监视装置中的电流继电器起动值的计算 899

第三节 变压器及母线断路器继电保护计算 900

一、工厂电力变压器继电保护计算 900

二、小型电力变压器保护计算 904

三、母线分段断路器及联络断路器的继电保护计算 908

四、自动重合闸继电保护计算 911

第四节 电动机继电保护计算 912

一、异步电动机继电保护计算 912

二、同步电动机继电保护计算 916

第五节 发电机继电保护计算 920

一、小型发电机继电保护计算 920

二、多台发电机并列运行继电保护计算 921

第六节 移相电容器继电保护计算 923

一、移相电容器保护和接线方式 923

二、6～10kV移相电容器继电保护计算 927

第九章 电焊机 931

第一节 基础知识及计算 931

一、弧焊机的基本计算 931

二、电焊机熔敷金属量、有效能及效率计算 934

第二节 电焊机选择 939

一、弧焊机的性能、特点 939

二、电焊机电源容量计算 945

三、阻焊变压器的设计程序及参数确定 945

第三节 电焊机运行 947

一、电焊机电源干线计算工作电流及熔断器与电缆的选择 947

二、交流弧焊机加装节电器后的节电效果计算 950

第十章 风机、空压机 951

第一节 风机基础知识及计算 951

一、风机基本参数及特性曲线 951

二、风量和风压的测算 953

三、风机轴功率、电动机功率及风机效率计算 955

四、风机参数的换算 956

五、锅炉送、引风机风量、全压和电动机功率的计算 958

第二节 空压机计算 960

一、空压机效率计算 960

二、空压机管网漏气损失电能的测算 961

第十一章 水泵 964

第一节 基础知识及计算 964

一、水泵基本参数及特性曲绕 964

二、流量和扬程及损失扬程的计算 966

三、水泵轴功率、电动机功率及水泵效率的计算 973

四、水泵参数的换算 974

第二节 水泵的选择 974

一、水泵选择的步骤和方法 974

二、深井泵选择的步骤和方法 975

三、如何根据电动机的功率选配水泵 979

四、如何判断无铭牌离心泵的性能 979

第十二章 起重机运输设备 981

第一节 起重机、提升机的简易计算 981

一、电动机功率初选 981

二、电动机功率的校正 982

第二节 输送机的计算 985

一、皮带输送机的计算 985

二、其它输送设备电动机功率的计算 988

第三节 桥式起重机电缆、滑线及保护设备的选择 989

一、桥式起重机工作电流的计算 989

二、滑线的选择 991

三、保护设备及电源线的选择 1000

四、电力拖动系统负载转矩和飞轮质量的折算 1000

第四节 吊装用具计算 1005

一、麻绳、钢丝绳计算 1005

二、轮鼓、滑轮计算 1010

三、抱杆式起重杆的选择 1017

第十三章 电加热 1019

第一节 电热计算 1019

一、电热元件的计算 1019

二、电热干燥室功率计算 1035

三、按炉膛容积估算炉子功率 1037

第二节 盐浴炉计算 1037

一、炉膛尺寸和功率的计算 1037

二、埋入式盐浴炉电源变压器的要求 1038

三、电阻炉、盐浴炉电能利用率的计算 1038

第三节 高、中频感应炉计算 1049

一、电流透入深度计算 1049

二、电源频率和感应器尺寸的计算 1049

三、输电线路计算 1056

第四节 无芯工频电炉的计算 1061

第五节 远红外加热计算 1063

一、红外区的划分及远红外加热机理 1063

二、黑体辐射基本定律 1063

三、远红外辐射元件 1066

四、远红外辐射涂料及辐射光谱 1070

五、辐射元件表面温度和受热物最佳加热干燥温度的选择 1075

六、远红外加热炉的设计 1078

第十四章 可控硅及电子电路 1085

第一节 可控硅电路及其计算 1085

一、可控硅基本参数 1085

二、可控硅整流电路参数及基本电量关系 1087

三、硅及可控硅整流元件的选择 1107

四、可控硅元件串、并联计算 1109

五、可控硅保护计算 1111

第二节 整流电路及其计算 1121

一、各种整流电路参数及比较 1121

二、多级倍压整流电路的计算 1124

三、整流元件串、并联计算 1126

四、整流元件的保护计算 1128

第三节 滤波电路及其计算 1128

一、常用小功率滤波电路的比较 1128

二、滤波电路计算 1130

三、电动机和变压器电感量的估算 1135

第四节 晶体管基础知识 1136

一、常用晶体管的基本参数 1136

二、晶体管计算 1141

三、晶体管散热计算 1146

第五节 晶体管电路及其计算 1149

一、稳压电路的计算 1149

二、交流放大电路静态工作点的选择和直流负载性的确定 1154

三、放大器的输入、输出电阻，负载电阻及放大倍数的计算 1156

四、阻容耦合放大器的计算 1159

五、射极输出器的计算 1162

六、负反馈电路的计算 1164

七、单管交流放大器的设计要点 1167

八、工作点稳定的典型电路设计要点 1169

九、各类交流放大器的特点及比较 1170

十、晶体管直流放大器的计算 1170

十一、运算放大器的计算 1176

十二、晶体管电子继电器元件参数的选择 1182

十三、功率放大器保护元件的计算 1184

第六节 触发电路、振荡器和变流器等计算 1187

一、单结晶体管触发电路的计算 1187

二、射极耦合单稳态触发器的设计 1189

三、双稳态触发器的设计 1191

四、多谐振荡器的计算 1193

五、晶体管直流变换器的设计 1197

第七节 晶体管延时电路及计算 1201

一、三种基本的晶体管延时电路延时时间的计算 1201

二、几种晶体管延时电路和记忆电路的延时时间的计算 1204

三、可控硅延时电路 1210

第十五章 仪器仪表 1219

第一节 基础知识及计算 1219

一、电测量仪表的基本计算 1219

二、热电阻的电阻与温度的关系 1226

三、热电偶的热电势与温度的关系 1227

第二节 仪表正确接法的分析 1230

一、两表法测量三相有功功率的分析 1230

二、三表法测量三相有功功率的分析 1233

三、一表法测量三相无功功率的分析 1233

四、两表法测量三相无功功率的分析 1233

五、三表法测量三相无功功率的分析 1234

六、具有人工中点的两表法测量三相无功功率的分析 1235

七、具有90°相角差的无功电度表的接线和分析 1236

八、具有60°相角差的无功电度表的接线和分析 1239

九、功率因数的测算 1240

十、两相380V交流电焊机电度计量接线和分析 1245

十一、校验及更改表刻度 1250

第三节 仪表错误接线的分析 1255

一、电度表错误接线的分析与更正 1255

二、三相电度表电压线圈断路时计量分析与更正 1258

第四节 有关仪表的其它计算 1269

一、电度表与互感器的合成倍率计算 1269

二、电度表所测电量的计算 1269

三、直流电流表分流电阻的计算 1270

四、直流电压表附加电阻的计算 1271

五、电气测量仪表的有功损耗估计 1272

第十六章 照明 1273

第一节 基础知识 1273

一、照明术语、单位及计算 1273

二、关于照明质量的一些要求 1277

三、常用电光源特性比较及对电源的要求 1280

四、照明器的选择 1282

五、照明器的分类、配光曲线和效率 1283

六、室内照明器的布置原则 1285

七、室外照明器的布置原则 1286

八、常用材料的反射、透射和吸收率 1287

第二节 照度标准及照度计算 1290

一、照度标准 1290

二、生产厂房的照明设计 1295

三、道路照明的设计 1295

四、照度计算 1300

第三节 照明线路、设备及其它 1317

一、照明导线截面的选择 1317

二、电感式镇流器的计算 1321

三、荧光灯和附件的技术参数及计算 1328

四、感容式镇流器和自耦漏抗变压镇流器的设计 1331

第十七章 小型发电 1336

第一节 小水电站计算 1336

一、水能计算 1336

二、小型水轮机和发电机的选择 1344

第二节 异步发电机和柴油发电机计算 1348

一、异步电动机改异步发电机的计算 1348

二、柴油发电机计算 1352

第三节 励磁机及直流系统计算 1358

一、自动调整励磁装置参数的选择 1358

二、发电机和励磁机灭磁电阻的计算 1360

三、备用励磁机的选择 1361

四、蓄电池组的选择 1363

五、硅整流充电及浮充电设备的选择 1365

六、控制信号馈线电缆和断路器合闸电流的选择 1367

第十八章 接地接零 1370

第一节 基础知识及计算 1370

一、接地与接零的种类 1370

二、保护接地与保护接零的范围 1372

三、接触电压、跨步电压和对地电压等计算 1374

四、等化对地电压的计算 1383

五、屏蔽的种类和要求 1386

六、接地电阻允许值的规定 1387

七、土壤和水的电阻率 1392

第二节 接地体接地电阻的计算 1394

一、人工接地体的接地电阻计算 1394

二、人工接地坑和接地沟的流散电阻的计算 1402

三、岩石地区接地装置的处理方法 1404

四、自然接地体的接地电阻的计算 1409

五、防雷保护接地电阻的计算 1414

六、接地装置截面的要求 1420

七、保护接零计算 1423

第十九章 防雷保护 1424

第一节 基础知识及防雷要求 1424

一、基础知识 1424

二、各种防雷设施的要求和规定 1427

三、关于避雷装置的一些要求 1438

第二节 避雷装置及其计算 1440

一、避雷针保护范围计算 1440

二、避雷线保护范围计算 1443

三、部分特殊建筑物和构筑物的防雷要求 1445

第二十章 逻辑电路 1448

第一节 基础知识及基本运算 1448

一、逻辑代数及其基本运算 1448

二、逻辑控制与电器控制、矩阵控制的对应关系 1460

第二节 逻辑电路的简化和设计 1465

一、逻辑关系式的简化 1465

二、逻辑电路的设计 1475

第二十一章 其他 1481

第一节 传动装置计算 1481

一、平皮带传动计算 1481

二、三角皮带传动计算 1488

三、直齿圆柱齿轮传动计算 1491

四、传动轴直径的计算 1496

五、摩擦力计算及传动效率 1496

第二节 蓄电池等计算 1505

一、蓄电池有关知识及计算 1505

二、直流母线限流电阻和逆止阀的计算 1511

第三节 安全用电知识及计算 1512

一、安全用电的基本知识 1512

二、静电安全知识及计算 1517

第四节 广播与电视等 1522

一、有线广播喇叭的匹配 1522

二、分频器设计 1528

三、电视天线最远接收距离和天线架空高度的计算 1532

四、用少数电阻得到多种电阻值的方法 1533

五、能输出多种电压的变压器 1533

六、列表法接转换开关 1534

附录1 380/220V三相架空线路每米阻抗值 1541

附录2 380/220V三相线路绝缘子布线每米阻抗值 1542

附录3 500V聚氯乙烯绝缘和橡皮绝缘四芯电力电缆每米阻抗值 1544

附录4 1000V油浸绝缘四芯电力电缆每米阻抗值 1545

附录5 1000V以下三芯电力电缆每米阻抗值 1546

附录6 三相三线穿钢管布线（钢管作为零线）的每米阻抗值 1547

附录7 三相母线每米阻抗值 1548

附录8 裸绞线安全载流量 1550

附录9 BVR型和BLVR型聚氯乙烯铜芯软线及铝芯线的参考载流量 1551

附录10 BVV型和BLVV型聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套铜芯及铝芯导线参考载流量 1553

附录11 RVZ型聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套连接软线的参考载流量 1554

附录12 塑料绝缘铜、铝电线安全载流量 1555

附录13 橡皮绝缘铜、铝电线安全载流量 1557

附录14 直接敷设在地下的低压绝缘电缆（铜、铝）安全载流量 1559

附录15 1千伏VV、VLV型无铠装聚氯乙烯聚乙烯绝缘电缆安全载流量 1561

附录16 1千伏VV29、VLV29、VV30、VLV30、VV50、VLV50、VV59、VLV59型铠装聚乙烯电缆安全载流量 1562

附录17 金属圆梗（铜、铝）载流量 1563

附录18 架空导线弛度表 1564

附录19 两端加粗碳化硅棒电热元件尺寸 1573

附录20 硅碳元件在不同元件温度和炉温下的表面负荷值 1576

附录21 常用耐火材料的主要性能 1577

主要参考文献 1579