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第1章 概论 1

1.1 供配电系统的基本知识 1

1.1.1 电力系统 1

1.1.2 供配电系统 2

1.2 电力系统的电压 3

1.2.1 额定电压的国家标准 3

1.2.2 电压高低的划分 4

1.3 供电系统的电能质量 4

1.3.1 电能质量简介 4

1.3.2 电压的质量要求 5

1.4 电力系统中性点运行方式及低压配电系统接地方式 6

1.4.1 电力系统的中性点运行方式 6

1.4.2 低压配电系统的接地方式 9

1.5 工厂供电的相关知识 11

1.5.1 工厂供电的意义和要求 11

1.5.2 工厂供电系统概况 12

1.6 项目实训：电力系统图的分析 14

思考题 15

第2章 电力负荷及其计算 16

2.1 电力负荷和负荷曲线 16

2.1.1 电力负荷的概念 16

2.1.2 负荷曲线及相关参数 16

2.2 用电设备的工作制与设备容量的计算 18

2.2.1 用电设备的工作制 18

2.2.2 设备容量的计算 19

2.3 三相用电设备组计算负荷的确定 20

2.3.1 需要系数法确定计算负荷 20

2.3.2 二项式法确定计算负荷 23

2.4 单相用电设备组计算负荷的确定 24

2.5 工厂供电系统的功率损耗和电能损耗 27

2.5.1 工厂供电系统的功率损耗 27

2.5.2 工厂供电系统的电能损耗 28

2.6 工厂的计算负荷与年耗电量 29

2.6.1 工厂计算负荷的确定 29

2.6.2 工厂年耗电量的计算 30

2.7 尖峰电流及其计算 30

2.8 工厂的功率因数及其补偿技术 31

2.8.1 功率因数概论 31

2.8.2 提高功率因数的方法 32

2.8.3 并联电力电容器组提高功率因数 33

2.8.4 高压集中补偿提高功率因数的计算 35

2.9 项目实训：某机械厂计算负荷及无功补偿量的确定 37

2.9.1 项目分析 37

2.9.2 项目实施 38

思考题 39

第3章 常用电气设备 42

3.1 概述 42

3.2 电弧问题及其对触头的基本要求 42

3.2.1 电弧问题 42

3.2.2 对电器触头的基本要求 45

3.3 常用高压一次设备 45

3.3.1 高压熔断器 45

3.3.2 高压隔离开关 47

3.3.3 高压负荷开关 49

3.3.4 高压断路器 49

3.3.5 高压开关柜 53

3.4 低压一次设备 55

3.4.1 低压熔断器 55

3.4.2 低压刀开关和负荷开关 57

3.4.3 低压断路器 58

3.4.4 低压配电屏和配电箱 60

3.5 电力变压器和应急柴油发电机组及其选择 62

3.5.1 电力变压器的作用、分类和结构 62

3.5.2 电力变压器的联结组别 63

3.5.3 电力变压器的容量和过负荷能力 65

3.5.4 电力变压器的并列运行条件 67

3.5.5 变电所主变压器台数和容量的选择 68

3.6 互感器 69

3.6.1 电流互感器 69

3.6.2 电压互感器 72

3.7 项目实训：高压隔离开关的常见故障分析与维护 74

3.7.1 故障分析与处理 74

3.7.2 隔离开关的运行维护 76

3.7.3 隔离开关的检修 76

3.8 项目实训：电力变压器的维护 77

3.8.1 电力变压器维护的一般要求 77

3.8.2 变压器的巡视项目 78

3.8.3 变压器的负荷检查 78

3.8.4 变压器的停电清扫 78

3.8.5 变压器的异常情况 78

3.9 项目实训：GG-IA型高压开关柜的检修、操作 79

3.9.1 控制回路查线 79

3.9.2 常见故障的处理方法 79

3.9.3 闸失灵处理方法（电气故障） 79

思考题 79

第4章 工厂变、配电所的电气主接线及结构 81

4.1 工厂变、配电所的任务、类型及所址选择 81

4.1.1 工厂变、配电所的任务与类型 81

4.1.2 工厂变、配电所的所址选择及负荷中心的确定 82

4.2 工厂变、配电所的主接线图 84

4.2.1 高压配电所的主接线图 84

4.2.2 车间和小型工厂变电所的主接线图 86

4.2.3 工厂总降压变电所的主接线图 90

4.2.4 接有应急柴油发电机组的变电所主接线图 92

4.3 工厂变、配电所的布置、结构及安装图 92

4.3.1 变、配电所的总体布置 92

4.3.2 变、配电所及柴油发电机组机房的结构布置 94

4.3.3 组合式成套变电所的结构 96

4.3.4 工厂应急柴油发电机组机房的结构布置 97

4.3.5 变、配电所的电气安装图 97

4.4 项目实训：变、配电所的运行值班制度与要求 98

4.4.1 变、配电所的运行值班制度 98

4.4.2 变、配电所值班员的职责 98

4.4.3 变、配电所运行值班注意事项 99

4.5 项目实训：变、配电所的送电和停电操作 99

4.5.1 操作的一般要求 99

4.5.2 变、配电所的送电操作 100

4.5.3 变、配电所的停电操作 101

4.6 项目实训：某机械厂变电所的位置与型式确定 101

4.6.1 项目任务 101

4.6.2 分析 101

4.7 项目实训：某机械厂主接线方案的确定 102

思考题 104

第5章 短路电流计算及电气设备的选择 105

5.1 短路的原因、后果及形式 105

5.1.1 短路的原因及后果 105

5.1.2 短路的种类 106

5.2 无限大容量系统三相短路电流的物理过程及有关物理量 107

5.2.1 无限大容量系统概念 107

5.2.2 无限大容量系统发生三相短路时的物理过程 107

5.2.3 与短路有关的物理量 108

5.3 无限大电源容量供电系统三相短路电流计算 110

5.3.1 欧姆法 110

5.3.2 标幺制法 114

5.3.3 低压电网的短路计算 118

5.4 两相和单相短路电流的计算 118

5.4.1 两相短路电流的计算 118

5.4.2 单相短路电流的计算 118

5.5 大功率电动机对短路电流的影响 119

5.5.1 同步电动机 119

5.5.2 异步电动机 120

5.6 短路电流的效应 122

5.6.1 短路电流的电动效验和动稳定度校验 122

5.6.2 短路电流的热效应和热稳定度校验 125

5.7 常用一次电气设备的选择及校验 127

5.7.1 高压一次设备的选择及校验 127

5.7.2 低压一次设备的选择 128

5.7.3 应急柴油发电机组的选择 129

5.7.4 电流互感器的选择和校验 129

5.8 项目实训：某机械厂供配电所电气设备选择 131

5.8.1 短路电流计算 131

5.8.2 变电所一次设备的选择校验 132

思考题 133

第6章 工厂电力线路 135

6.1 工厂电力线路的类型及接线方式 135

6.1.1 电力线路类型 135

6.1.2 高压线路的接线方式 135

6.1.3 低压线路的接线方式 137

6.2 工厂电力线路的结构和敷设 138

6.2.1 架空线路的结构和敷设 138

6.2.2 电缆线路的结构和敷设 144

6.2.3 车间线路的结构和敷设 149

6.3 导线和电缆的选择及截面积的计算 150

6.3.1 导线和电缆选择的一般规定 150

6.3.2 导线和电缆截面积选择计算的条件 151

6.3.3 按发热条件选择导线和电缆截面积 152

6.3.4 按经济电流密度选择导线和电缆截面积 153

6.3.5 线路电压损耗的计算 155

6.4 车间动力电气平面布线图 160

6.5 项目实训：电力线路的运行与维护 161

6.5.1 架空线路的运行维护 161

6.5.2 电缆线路的运行维护 162

6.5.3 车间配电线路的运行维护 162

6.5.4 线路运行中突然停电的处理 163

6.6 项目实训：变电所进出线和与邻近单位联络线的选择 163

6.6.1 10kV高压进线和引入电缆的选择 164

6.6.2 380V低压出线的选择 164

6.6.3 作为备用电源的高压联络线的选择校验 165

思考题 166

第7章 工厂供电系统的继电保护 168

7.1 继电保护的基本知识 168

7.1.1 继电保护装置的任务 168

7.1.2 继电保护装置的基本要求 168

7.1.3 常用的保护继电器 169

7.2 供配电线路的继电保护 175

7.2.1 电力线路继电保护概述 175

7.2.2 继电保护装置的接线方式 175

7.2.3 带时限的过电流保护 176

7.2.4 电流速断保护 179

7.2.5 单相接地保护 181

7.2.6 线路的过负荷保护 182

7.3 电力变压器的继电保护 182

7.3.1 电力变压器继电保护概述 182

7.3.2 变压器的过电流保护、电流速断保护和过负荷保护 182

7.3.3 变压器的气体继电保护 184

7.3.4 变压器的差动保护 185

7.3.5 变压器低压侧的单相短路保护 186

7.4 母线保护 187

7.4.1 母线保护的配置原则 187

7.4.2 单母线完全差动保护 188

7.4.3 固定连接母线的差动保护 189

7.4.4 电流比相式母线保护 190

7.4.5 母联相位差动保护 191

7.5 微机继电保护 191

7.5.1 输入信号的预处理 192

7.5.2 微机保护装置的实例 193

7.6 项目实训：电流互感器、电压互感器的故障处理与维护 194

7.6.1 电流互感器、电压互感器的故障与处理 194

7.6.2 电流互感器、电压互感器使用与运行中的维护和检查 196

7.7 项目实训：继电器特性的测量 197

7.7.1 电流继电器特性实验 197

7.7.2 电压继电器特性实验 198

7.7.3 时间继电器特性测试实验 198

思考题 199

第8章 工厂供电系统的二次回路和自动装置 201

8.1 二次回路及其操作电源 201

8.1.1 概述 201

8.1.2 直流操作电源 201

8.1.3 交流操作电源 203

8.2 高压断路器的控制和信号回路 203

8.2.1 概述 203

8.2.2 采用手动操作的断路器控制和信号回路 204

8.2.3 采用电磁操动机构的断路器控制和信号回路 204

8.2.4 采用弹簧操动机构的断路器控制和信号回路 205

8.3 变、配电所的中央信号装置 206

8.3.1 中央事故信号装置 206

8.3.2 中央预告信号装置 208

8.3.3 闪光信号装置 208

8.4 电测量仪表与绝缘监视装置 209

8.4.1 电测量仪表 209

8.4.2 绝缘监视装置 210

8.5 自动重合闸与备用电源自动投入装置 212

8.5.1 自动重合闸装置 212

8.5.2 备用电源自动投入装置 215

8.6 二次回路的安装接线和接线图 217

8.6.1 二次回路的安装接线要求 217

8.6.2 二次回路接线图的绘制要求 217

8.6.3 二次回路接线图的绘制方法 218

8.7 项目实训：变电所二次回路常见故障判断 221

8.8 项目实训：变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定 222

8.8.1 高压断路器的操动机构控制与信号回路 222

8.8.2 变电所的电能计量回路 222

8.8.3 变电所的测量和绝缘监察回路 222

8.8.4 变电所的保护装置 222

思考题 223

第9章 电气照明 225

9.1 照明技术的基本概念 225

9.1.1 光和光谱 225

9.1.2 光通量 225

9.1.3 光强及其分布曲线 225

9.1.4 照度和亮度 226

9.1.5 发光效率 226

9.1.6 物体的光照性能 227

9.1.7 光源的发光效能、显色性能和色温 227

9.1.8 照明的方式和种类 227

9.2 工厂常用照明光源和灯具 228

9.2.1 工厂常用照明光源 228

9.2.2 工厂常用灯具的选择与布置 232

9.3 照明质量及照度计算 235

9.3.1 照明质量 235

9.3.2 照度标准及其计算 236

9.4 照明供电系统及其选择 239

9.4.1 照明的供电电压 239

9.4.2 电气照明的平面布线图 239

9.4.3 照明供电系统导线截面积的选择 241

9.4.4 照明线路导线及保护装置的选择 242

9.5 项目实训：某工厂照明供电系统图认识 243

9.6 项目实训：初步确定灯具的布置方案 245

思考题 245

第10章 电气安全、防雷与接地 247

10.1 电气安全基本知识 247

10.1.1 电气安全的重要性 247

10.1.2 电流对人体的作用 247

10.1.3 电气安全措施 248

10.2 过电压与防雷设备 250

10.2.1 过电压 250

10.2.2 防雷设备 251

10.2.3 防雷措施 255

10.3 电气装置的接地 260

10.3.1 接地的有关概念 260

10.3.2 电气设备中必须接地和不需接地的部分 262

10.3.3 接地电阻的要求及计算 263

10.3.4 接地装置的装设 263

10.3.5 接地装置的计算 264

10.3.6 低压配电系统的等电位连接 268

10.4 项目实训：触电急救 269

10.4.1 脱离电源 269

10.4.2 急救处理 269

10.4.3 人工呼吸法 270

10.4.4 胸外按压心脏的人工循环法 270

10.5 项目实训：接地电阻的测量 271

10.6 项目实训：某机械厂供配电所防雷与接地装置的设计 272

10.6.1 变电所的防雷保护 272

10.6.2 变电所公共接地装置的设计 272

思考题 273

附录 供用电技术常用数据 274

参考文献 288