电力工程电气设计手册 2 电气二次部分PDF电子书下载

目 录 1

前 言 1

第二十章强电控制、信号和 1

测量系统………………………高有权 1

第20-1节 控制方式 1

一、发电厂与变电所的控制方式 1

二、强电控制方式的主要类型 2

第20-2节 控制室及其屏（屏台或台） 5

的布置 5

一、总的要求 5

二、主控制室及网络控制室的布置 5

三、单元控制室的布置 9

四、控制屏（屏台或台）与继电器屏 12

的布置 12

五、常用屏（屏台或台）的型式及安装 14

一、总的要求 18

第20-3节 控制、信号和测量 18

二、三相操作断路器控制、信号回路 20

三、分相操作断路器控制回路 31

四、空气断路器的控制、信号回路 32

五、一个半断路器的二次接线 39

六、发电机变压器线路组的二次接线 44

七、隔离开关的控制、信号和闭锁回路 46

装置 53

第20-4节 中央信号及其他信号 53

一、中央信号装置 54

二、发电机指挥信号 60

三、全厂事故信号 60

四、锅炉房联系信号 61

五、隔离开关的位置指示信号 61

六、采用闪光报警器的中央信号 63

第20-5节 交流电流电压回路及 63

互感器的选择 63

一、交流电流回路及电流互感器的选择 63

二、交流电压回路及电压互感器的选择 74

第20-6节 电气专业应用计算机 85

的设计 85

一、监控计算机在发电厂电气部分的应用 85

二、微处理机监控装置在超高压变电所及电厂开关站的应用 89

第20-7节 二次回路设备的选择 91

及配置 91

一、二次回路的保护设备 91

二、熔断器或自动开关的配置 91

三、熔断器、自动开关的选择 91

四、控制、信号回路的设备选择 93

五、跳、合闸回路中的中间继电器 95

及合闸接触器的选择 95

六、控制回路中“防跳”继电器的选择 96

七、串接信号继电器及附加电阻的选择 97

八、端子排 100

九、控制电缆与信号电缆 101

十、小母线配置及二次回路标号 108

的二次接线 112

一、主变压器的冷却方式及二次接线 112

第20-8节 变压器的冷却和调压方式 112

二、变压器有载调压分接开关二次接线 117

三、变压器无载调压分接开关的 125

位置指示 125

四、变压器测温装置 125

附录20-1 控制屏（屏台）的模拟母线和小母线色别及二次回路编号 125

择参考资料 132

附录20-2 LWX2型强电小开关选 132

附录20-3 控制屏台的外形及尺寸 136

第二十一章弱电控制、信号和 141

测量系统………………………卓乐友 141

第21-1节 总则 141

一、弱电技术的要求及采用条件 141

二、弱电参数的选择 142

二、弱电控制接线 143

一、弱电控制回路的要求及分类 143

第21-2节 弱电控制方式和接线 143

三、发电机调速、调压的控制方式 146

及要求 146

第21-3节 弱电信号方式和接线 146

一、弱电信号回路的要求及分类 146

二、弱电中央信号装置的要求与接线 150

三、新型弱电事故信号设备 156

第21-4节 弱电测量方式和接线 163

一、弱电测量方式和要求 163

二、弱电常测回路接线 164

三、常用变送器的选型 165

第21-5节 弱电电源系统 173

一、弱电电源的分类及要求 173

二、弱电电源系统的接线及供电方式 173

二次回路接线 174

三、弱电电源设备的选择及 174

第21-6节 弱电装置屏（屏台） 175

的型式与布置 175

一、弱电控制室的要求和布置方式 175

二、弱电控制屏（屏台）的结构和布置 179

三、新型弱电屏（屏台）的选用 181

四、弱电控制屏（屏台）和返回屏 181

的屏面布置和要求 181

第21-7节 提高弱电回路可靠性 183

的要求与措施 183

一、提高可靠性的主要措施 183

二、提高弱电控制回路的可靠性措施 184

三、降低弱电二次回路干扰电压的措施 185

四、弱电装置的端子排设计 186

五、晶体管装置的抗干扰试验标准 186

自动投入装置（BZT） 188

第22-1节 发电厂和变电所备用电源 188

一、备用电源的一次接线 188

第二十二章 发电厂和变电所的 188

自动装置…………………孙桂芬 188

二、备用电源自动投入装置的接线要求 189

三、主变压器或线路的自动投入装置 191

四、厂（所）用电源切换 191

二、保持频率恒定的措施 203

接线 203

三、自动按频率减负荷（ZPJH）装置 203

一、概述 203

装置（ZPJH） 203

第22-2节 自动按频率减负荷 203

四、防止电动机反馈时ZPJH 206

误动作的措施 206

附录22-1 JPJH-4型晶体管按频率 207

减负荷装置 207

第二十三章 厂用电动机二次 212

接线……………………………张葆林 212

第23-1节 厂用电动机的测量仪表 212

一、3～10kV厂用电动机保护 213

第23-2节 厂用电动机保护 213

二、380V厂用电动机保护 214

三、保护的整定计算 215

第23-3节 厂用电动机控制信号接线 216

一、厂用电动机控制回路的基本接线 216

二、汽机辅机的联锁及自动装置 220

三、给水系统电动机的联锁及自动装置 225

四、锅炉辅机的联锁及自动装置 229

五、除灰系统电动机的联锁及自动装置 231

六、供水系统电动机的联锁及自动装置 236

七、公用设备电动机的联锁及自动装置 238

八、输煤系统电动机的联锁及自动装置 247

第23-4节 多台电动机拖动和调速电 256

机的控制接线 256

一、一台辅机用两台电动机拖动的 256

控制接线 256

二、双速电动机的控制接线 256

五、电磁振动给料机控制接线 261

四、电磁调速电动机 261

三、可控硅串级调速装置 261

第二十四章 操作电源系统………………卓乐友第24-1节 综述 265

一、蓄电池直流系统 265

二、电容储能直流系统 268

三、复式整流直流系统 268

第24-2节 直流系统的分类及设计要 268

求 268

一、发电厂的直流系统和直流屏 268

二、变电所的直流系统和直流屏 270

第24-3节 蓄电池直流系统的设备 290

选择 290

一、直流系统的负荷统计 290

二、蓄电池容量选择 296

三、蓄电池的分类 298

四、充电设备的选择 301

五、直流系统的馈线熔断器和自动空气开关的选择 309

七、蓄电池回路设备的选择 310

六、直流馈线刀开关和转换开关的选择 310

八、充电回路设备的选择 311

九、蓄电池组端电池调整器的选择 311

十、载流导体的选择 312

十一、直流系统短路电流计算 314

第24-4节 直流馈线回路 314

一、环形供电回路 314

二、辐射形供电回路 315

第24-5节 直流设备的布置及安装 317

一、蓄电池室的布置 317

二、端电池电动调整器的安装 319

三、充电设备的布置 319

四、蓄电池室的土建要求 319

第24-6节 直流系统的保护 325

和信号回路 325

一、充电设备的控制和信号回路 325

二、端电池调整器的接线 325

三、绝缘监察装置和电压监视装置 326

四、闪光装置 327

五、事故照明切换装置接线 329

第24-7节 电容储能直流系统 329

一、储能电容器的容量和电压选择 329

二、电容储能直流系统 332

第24-8节 变电所复式整流直流系统 339

一、复式整流系统接线 339

二、复式整流装置的计算 342

三、电流互感器输出功率计算 342

四、铁磁谐振稳压器 342

第24-9节 交流操作系统 346

一、保护回路 346

二、二次接线 350

第24-10节 镉镍电池及其充电设备 352

一、镉镍电池的基本特性 352

二、镉镍电池直流屏接线 355

三、镉镍电池直流系统设备选择和布置 360

第二十五章 励磁系统………………………赵坤明第25-1节 概述 363

一、励磁系统的分类 363

二、对励磁系统的要求 363

第25-2节 直流励磁机励磁系统 364

一、系统接线及设备配套 364

二、自动灭磁开关及控制接线 369

三、自动调整励磁装置 369

四、继电强行励磁装置 374

五、设备参数的选择计算 375

第25-3节 交流励磁机—静止整流器 376

励磁系统 376

一、设备配套 376

二、励磁整流柜、灭磁柜和过电压保护装置 377

三、自动和手动调整励磁装置的 388

控制接线 388

四、测量仪表 390

五、中频试验电源 392

六、设备布置 393

第25-4节 其他励磁系统 394

一、交流励磁机—静止可控整流器 394

励磁系统 394

二、交流励磁机—旋转整流器励磁系统（无刷励磁系统） 394

三、静止励磁系统 395

第25-5节 备用励磁系统 396

一、备用励磁系统的要求 396

四、备用励磁系统设备的选择和安装 397

三、备用励磁系统接线 397

二、备用励磁系统的设计条件 397

附录25-1 励磁系统的名词术语 399

附录25-2 SWTA型自动和手动调整 401

励磁装置 401

附录25-3 自动调整励磁全控整流桥 413

电力电缆的选择计算 413

一、对同步电压的要求 418

取得方式 418

第26-2节 同步点和同步电压 418

第二十六章 同步系统……………………卓乐友第26-1节 概述 418

二、同步点及同步方式 419

三、同步闭锁措施 423

第26-3节 手动准同步 423

一、集中同步 423

二、分散同步 426

三、组合式同步表 426

第26 4节 自动准同步装置 428

一、ZZQ-3B型自动准同步装置 432

二、ZZQ-5型自动准同步装置 439

三、自动准同步装置二次回路设计 445

配合的问题 445

第26-5节 自同步方式 452

第26-6节 变电所的同步装置和线路 453

的同步接线 453

一、半自动导前相角准同步装置 453

二、捕捉同步装置 456

第二十七章 补偿装置二次接线………李开明第27-1节 串联电容补偿装置 462

一、概述 462

二、串联补偿装置的保护方式 462

三、信号传递和台上操作电源 466

四、控制、信号和测量回路 467

第27-2节 同步调相机二次回路 467

一、同步调相机保护 467

二、控制、信号和测量回路 468

三、调相机励磁系统 469

第27-3节 并联电抗器 472

一、超高压并联电抗器 472

二、低压并联电抗器 475

第27-4节 并联电容器组 475

一、概述 475

二、并联电容器组保护 475

三、串联电抗器保护 479

四、并联电容器组的控制和信号 479

装置（SVS） 485

五、测量仪表 485

第27-5节 静态无功补偿 485

第二十八章 电网继电保护及安全 487

自动装置………董柏林 何占虎 487

第28-1节 设计原则和一般规定 487

一、概述 487

二、设计范围与深度要求 487

三、确定电网继电保护配置方案的 488

主要问题 488

四、电网继电保护对电源的基本要求 489

五、保护要求的最小灵敏系数 489

第28-2节 35kV及以上中性点非直接 491

接地电网中的线路保护配置 491

原则 491

一、概述 491

二、相间保护 492

接地电网的线路保护 494

一、概述 494

三、单相接地保护 494

第28-3节 110～220kV中性点直接 494

二、110～220kV线路继电保护配置的 497

具体要求 497

三、110～220kV线路接地保护 498

四、110～220kV线路相间距离保护 500

五、110～220kV线路纵差保护 503

六、110～220kV线路“四统一”定型保护屏的组成与使用 507

一、超高压电网特点及对继电保护的 513

特殊要求 513

第28-4节 330～500kV中性点直接 513

接地电网的线路保护 513

二、主保护与后备保护配置原则 518

三、330～500kV线路保护配置方案 520

四、双断路器主接线方式的线路继电保护的若干问题 521

五、工频过电压保护 524

一、母线保护的配置原则 526

保护 526

第28-5节 母线保护和断路器失灵 526

二、母线保护构成原理及其适应性 527

三、各种母线接线及其保护方式 531

四、断路器失灵保护 538

第28-6节 自动重合闸 540

一、自动重合闸装置的应用与配置原则 540

二、三相一次自动重合闸 543

三、综合自动重合闸装置 548

四、自动重合闸与保护的配合 554

五、综合自动重合闸的整定计算 555

第28-7节 电网安全自动装置及故障 558

录波装置 558

一、概述 558

二、电网安全稳定装置的功能与分类 559

三、电网稳定控制装置 561

四、电网解列装置 565

五、低频减载 568

六、故障录波装置 570

一、整定计算的主要问题 573

第28-8节 电网继电保护的整定计算 573

二、相间距离保护整定计算 575

三、中性点直接接地电网的零序电流保护整定计算 575

四、中性点直接接地电网的接地距离保护整定计算 582

五、高频相差保护整定计算 585

六、母线保护整定计算 588

二、设备选型 589

三、保护出口 589

一、设计原则及范围 589

第二十九章 主设备继电保护……………陈学庸第29-1节 主设备继电保护设计原则 589

四、保护电源 591

第29-2节 发电机保护 591

一、100MW以下发电机保护配置 591

二、定子绕组相间短路保护构成 591

三、与母线直接连接的发电机定子绕组接地保护 596

四、反应定子绕组匝间短路的保护 596

一、纵联差动保护整定计算 598

第29-3节 发电机保护整定计算 598

五、发电机外部相间短路保护 598

七、励磁回路接地保护 598

六、定子绕组过负荷保护 598

二、横联差动保护整定计算 600

三、定子单相接地保护的整定计算 601

四、反应外部相间短路的后备保护的 602

整定计算 602

五、定子绕组过负荷保护的整定计算 602

第29-4节 变压器保护 603

一、变压器保护的配置原则 603

二、变压器瓦斯保护装置及整定 604

三、变压器电流速断保护 605

四、变压器纵联差动保护 605

五、变压器相间后备保护配置原则及接线 606

六、中性点直接接地电网的零序后备保护配置及接线 613

七、变压器的过激磁保护 614

九、自耦变压器保护 616

八、变压器过负荷保护 616

十、三相三柱式全星形接线变压器 618

保护特点 618

第29-5节 变压器保护整定计算 618

一、电流速断保护的整定计算 618

二、纵联差动保护的整定计算 619

三、相间后备保护的整定计算 633

四、中性点直接接地电网的零序后备保护整定计算 637

五、变压器过负荷保护整定计算 639

六、自耦变压器零序差动保护整定计算 639

七、500/220kV联络自耦变压器零序保护改进方案（图29 25）的整定计算 640

第29-6节 发电机变压器组保护 641

一、大型发电机组的特点及其对继电 641

保护的要求 641

二、大型发电机变压器组单元接线继电 641

保护配置 641

三、保护及其接线 662

四、其它几种保护简介 676

第29-7节 发电机－变压器组保护 678

整定计算 678

一、复合电流速断保护整定计算 678

二、失磁保护整定计算 678

三、过电压保护整定计算 680

四、阻抗保护整定计算 680

五、逆功率保护动作值的整定 681

六、定子接地保护灵敏系数计算 681

七、发电机匝间短路保护整定计算 682

八、发电机过负荷保护整定计算 683

第29-8节 厂用电源保护 683

一、厂用工作及备用电抗器保护 683

二、高压厂用工作、备用（起动）变压器的保护 685

三、低压厂用工作及备用变压器保护 689

四、保护的整定计算 693

整定计算 697

一、发电机电压母线保护 697

第29-9节 6～10kV母线保护及其 697

二、变电所6～10kV母线保护 703

三、保护的整定计算 703

第29-10节 6～10kV线路保护及其 707

整定计算 707

一、6～10kV线路保护装设原则 707

二、保护整定计算 709

一、接地信号装置的分类及要求 711

二、反应工频电容电流值的接地保护 711

信号检测装置 711

第29-11节 中性点不接地系统的接地 711

三、反应电容电流方向的接地保护 712

四、反应零序电流有功分量的接地保护 712

五、反应5次谐波分量的接地保护 713

六、反应暂态分量首半波的接地保护 713

七、其他接地检测信号装置 713

三、三侧电源的三绕组变压器 714

二、双侧电源的三绕组变压器 714

的接法 714

附录29-1 三绕组变压器制动线圈 714

一、单侧电源的三绕组变压器 714

附录29-2 短线路纵联差动继电器 715

附录29-3 非直接接地信号装置 719

一、反应接地电容电流方向的非直接接地信号装置 719

二、反应接地电容电流5次谐波分量 721

的ZD-5型接地信号装置 721

三、反应接地电容电流暂态分量首半波的ZD-3C型接地信号装置 722

二、调度自动化的发展趋势 727

第三十章 电网调度自动化系统…………邢若海第30-1节 概述 727

一、调度自动化的作用 727

第30-2节 调度自动化的功能范围 728

一、电网调度的职责范围 728

二、地区电网的厂、所 728

三、调度自动化的基本内容 729

四、调度自动化的功能与范围 730

一、系统的概念及配置原则 731

第30-3节 调度自动化系统 731

二、系统配置的基本方式 732

第30-4节 调度自动化的主要设备 735

一、在线实时监控计算机 736

二、人机联系设备 740

三、远动终端（RTU）及通道 742

四、电量变送器 744

五、发电机组频率与有功功率自动调节装置 745

第30-5节 规划与设计 747

一、规划与设计的内容 747

二、设计的技术要求 748

第30-6节 电网调度中心设计 756

一、电网调度中心设计阶段和主要内容 756

二、建筑物型式及布置 757

三、机房设计 759

四、电力系统的通信方式 760

三、电力系统通信网的结构 760

二、电力系统通信的主要内容 760

一、系统通信的重要性和特点 760

第三十一章 电力系统通信…李顺 唐雪影第31-1节 系统通信的要求和方式 760

第31-2节 电力线载波通信 761

一、传输信息内容 761

二、基本原理和构成 761

三、电力线载波通信的特点 761

四、电力线载波终端机 761

五、结合设备 767

六、加工设备 769

第31-3节 电力线载波通道的设计 772

与计算 772

一、通道设计的任务 772

二、设计依据和条件 772

三、通道的组织 772

四、通道设计与计算 773

五、电力线载波通道的频率分配 780

二、微波接力通信线路的选择 785

一、微波通信简介 785

第31-4节微波通信 785

三、微波通信电路设计的质量标准 792

四、微波传播及其计算 794

五、微波站的平面布置和建筑设计要求 803

六、微波铁塔 805

七、微波站的接地和防雷 806

八、微波通信站的仪表配置 807

二、数字光纤通信系统的设计 812

一、光纤通信的基本原理 812

第31-5节 光纤通信 812

第三十二章厂（所）内通信…………赵玉琴第32-1节 概述 817

一、厂（所）内通信的分类和要求 817

二、厂（所）内通信组织措施和要求 817

第32-2节 生产管理通信 817

一、设计要求 817

二、设备选择 821

一、设计要求 825

第32-3节 生产调度通信 825

三、设计注意事项 825

二、设备选择 826

第32-4节 其它辅助通信方式 827

一、生产扩音通信 827

二、无线电移动通信 831

一、常用通信设备供电电压及耗电量 837

二、直流系统及设备选择 837

第32-5节 通信电源 837

三、电钟系统的设计 837

第32-6节 音频通道的中继组合方式 842

一、设计要求 842

二、中继方式 842

三、中继线通信方式的选择 847

四、去水源地的通信线路 847

五、去火车站的通信线路 847

四、主干电缆与配线电缆的设计 848

三、敷设方式 848

二、电缆线路的选择 848

一、设计要求 848

第32-7节 通信线路 848

五、架空杆路设计 850

六、沿墙敷设电缆 851

七、直埋电缆 851

八、音频线路网络的传输设计 852

二、通信建筑物的设计要求 853

一、通信建筑物的形式及内容 853

与布置 853

第32-8节 通信房屋建筑的要求 853

三、通信室的平面布置 854

四、通信设备集中布置方案 855

第三十三章 电气试验与检修设备 858

的配置………………………李景贵 858

第33-1节 试验设备的配置 858

一、试验设备的配置原则 858

二、电气试验设备 858

一、发电厂的电气检修设施 862

第33-2节 检修设备的配置 862

三、电测量仪表、继电保护及自动 862

四、电气和热机部分精密机件的修理设备 862

装置的调试 862

二、变电所的电气检修设施 864

三、超高压配电装置的检修设施 865

四、油务设施 865

第33-3节 电气试验室与检修间 868

的布置 868

一、电气试验室布置的一般原则与参考 868

方案 868

二、电气检修间布置的一般原则与 868

参考方案 868

附录33-1 设备参考表 870

四、发电机电压的选择 885

三、对电气主接线的要求 885

二、确定电气主接线所需的资料 885

一、电气主接线的重要性 885

第三十四章 小型机组电气部分………刘尔英第34-1节 概述 885

第34-2节 电气主接线 885

五、发电厂与系统的连接 886

六、发电机电压侧的接线 886

七、升高电压侧的接线 887

八、发电机电压系统及升高电压系统的 888

中性点接地方式 888

九、电气主接线举例 890

二、厂用电接线 893

第34-3节 厂用电系统 893

一、厂用电电压 893

三、厂用电源的引接 894

四、孤立电厂的起动电源 894

第34-4节 二次接线 894

一、操作方式 894

二、中央信号 894

五、发电机的二次回路 895

三、同步装置 895

四、励磁装置 895

第34-5节 继电保护和自动装置 897

一、发电机的继电保护 897

二、变压器的继电保护 898

三、自动装置 899

第34-6节 直流系统 899

一、概述 899

二、直流系统的设计原则 899

三、直流系统接线举例 899

第34-7节 电气设施布置 901

一、概述 901

二、发电机电压配电装置的布置 901

三、主控制室的布置 901

四、升压配电装置的布置 901

五、发电机出线小室的布置 901

六、厂用电气设备的布置 901