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第1章 电工基础知识和基本计算 1

1.1常用物理量的单位符号 2

1.2电气图用图形符号和电气设备文字符号 9

1.2.1新旧电气图用图形符号对照 9

1.2.2电气设备文字符号 26

1.3基本定义、定律和电工学基本计算 31

1.3.1电、磁量的定义 31

1.3.2左手定则和右手定则 35

1.3.3欧姆定律 36

1.3.4焦耳-楞次定律和基尔霍夫定律 38

1.3.5戴维南定理 40

1.3.6支路电流法和节点电位法 41

1.3.7磁路的基本物理量及计算公式 44

1.3.8星-三角变换计算 50

1.3.9交流电路计算 51

1.3.10含电感、电容电路的瞬变现象 57

1.3.11电磁波在导体中透入深度的计算 62

1.3.12热敏电阻及阻值的计算 63

1.3.13直流电阻的温度换算 66

1.3.14绝缘电阻的温度换算 67

1.3.15热传递和热膨胀计算 70

1.4电感和电容的计算 72

1.4.1电感计算 72

1.4.2各种形状线圈的电感和互感的计算 74

1.4.3单层圆柱形无槽骨架线圈的固有电容计算 91

1.4.4电容及最大场强的计算 91

1.4.5电容式物位仪表电容量的计算 99

1.4.6电缆的电感、电容的计算 101

1.4.7电感和电容的测算 105

1.4.8印刷电路板导线的电阻、电感和电容的计算 109

第2章 输配电 111

2.1常用导线的技术数据及计算 112

2.1.1常用导线、电缆、母线的电阻和电抗 112

2.1.2常用导线的安全载流量 121

2.1.3铜、铝导线的等值换算 133

2.1.4导线在短路状态下的允许电流计算 134

2.1.5电缆屏蔽层的短路负载能力 135

2.2电压损失和线损计算 136

2.2.1供电电压允许偏差的规定 136

2.2.2线路电压损失计算 139

2.2.3线路损耗计算 148

2.3导线的选择及计算 151

2.3.1按安全载流量选择导线截面 151

2.3.2按允许电压损失选择导线截面 153

2.3.3按机械强度校验导线截面 155

2.3.4按短路热稳定性校验导线截面所选导线截面积应满足下列要求： 156

第3章 变压器 160

3.1变压器基本关系式及计算 161

3.1.1变比、容量和等值阻抗 161

3.1.2变压器负荷率、效率及损耗计算 164

3.1.3变压器绝缘电阻、tanδ和温升要求 167

3.2常用变压器的技术数据 170

3.2.1 S7、 S9、 SZ9和SH-M系列变压器的技术数据 170

3.2.2 D11、 S11和DH 15系列变压器的技术数据 172

3.2.3干式变压器性能及技术数据 175

3.3变压器运行计算及保护 179

3.3.1变压器过负荷能力 179

3.3.2封闭式变压器室通风窗有效面积查算表 182

3.3.3变压器高、低压熔丝的选择 184

3.3.4变压器并联运行 186

3.3.5变压器是否需要更新的计算 190

3.3.6变压器断相报警装置 193

3.3.7变压器防雷措施和接地要求 193

3.4变压器容量选择及计算 197

3.4.1采用低损耗变压器节电的计算 197

3.4.2农用变压器容量的选择计算 200

3.5变压器大、小修标准和试验 204

3.5.1变压器小修、大修的内容和周期 204

3.5.2变压器小修和大修的修理标准 206

3.5.3修理后的试验和标准 207

3.5.4变压器常用绝缘材料 213

3.5.5硅钢片 222

3.6接触式调压器 227

3.6.1工作原理及工作条件 227

3.6.2型号含义及技术数据 228

3.7感应式调压器 229

3.7.1工作原理及工作条件 229

3.7.2型号含义及连接法 230

3.7.3技术数据及使用维护 230

第4章 电动机 237

4.1异步电动机的型号及结构特点 238

4.1.1异步电动机的型号 238

4.1.2Y系列异步电动机的结构特点 242

4.2电动机基本公式及计算 244

4.2.1异步电动机基本公式 244

4.2.2绕组温升及计算 249

4.2.3电动机空载电流和功率因数的计算 252

4.2.4电动机负载率和效率计算 254

4.2.5Y系列三相异步电动机的技术数据 255

4.2.6YR系列三相异步电动机的技术数据 260

4.2.7 KLF11、 KLF12系列同步电动机励磁装置的技术数据 262

4.3电动机维修常用材料的选用 266

4.3.1电磁线和铝、铜线的规格 266

4.3.2电机常用绝缘材料的选用 266

4.3.3电刷的选用 275

4.3.4电机用润滑油和润滑脂的选用 279

4.3.5短路探测器的设计 281

4.4电动机运行及保护计算 283

4.4.1异步电动机的工作条件 283

4.4.2“大马拉小车”节电计算 284

4.4.3星-三角变换的节电计算 286

4.4.4在不同环境温度时电动机功率的计算 292

4.4.5采用寿命期费用分析法选定电动机 294

4.4.6电动机保护装置的选择与整定 296

4.5电动机启动、调速装置的选择和计算 305

4.5.1星-三角启动时启动电流和启动转矩等计算 305

4.5.2异步电动机电阻降压启动的计算 307

4.5.3无触点启动器的选择 310

4.5.4软启动器的选择 312

4.5.5同步电动机晶闸管励磁装置 318

4.5.6变频器的选择 322

4.6电动机试验 339

4.6.1交流电动机试验要求 339

4.6.2直流电动机试验要求 342

第5章 高低压电器 345

5.1高压电器的选用 346

5.1.1高压断路器的选用 346

5.1.2高压隔离开关和负荷开关的选用 353

5.1.3高压熔断器和避雷器的选用 357

5.2低压电器的选用 366

5.2.1低压断路器的选用 366

5.2.2刀开关和漏电保护器的选用 379

5.2.3熔断器和热继电器的选用 386

5.2.4接触器的选用 395

5.2.5中间继电器和时间继电器的选用 403

5.2.6牵引电磁铁的选用 408

5.2.7固体继电器的选用 410

第6章 电容器及无功补偿 418

6.1电容器及其使用与保护 419

6.1.1电容器的型号及技术数据 419

6.1.2电容器的使用、安装与保护 422

6.1.3并联电容器的试验 433

6.1.4切换电容器专用接触器的选择 437

6.1.5电容器串联电抗器和限流器的选择 439

6.1.6电容器放电电阻和放电电抗器的计算 445

6.2功率因数和无功补偿容量的计算 447

6.2.1电力负荷的自然功率因数 447

6.2.2功率因数的测算 448

6.2.3用户功率因数的规定 451

6.2.4改善功率因数的最佳值确定 453

6.2.5无功补偿容量的确定 454

6.2.6补偿容量的配置及计算 456

6.2.7异步电动机无功补偿容量的计算 459

6.2.8采用并联电容器改善异步电动机启动条件的计算 466

6.2.9农用水泵类电动机补偿容量的计算 468

6.2.10荧光灯、高压钠灯和高压汞灯补偿容量的计算 469

6.3无功补偿装置 471

6.3.1几种简单的自动无功投切线路 471

6.3.2几种自动无功补偿装置 474

第7章 继电保护 479

7.1短路电流计算 480

7.1.1各种短路电流值的概念 480

7.1.2短路冲击电流、全电流最大有效值和短路容量的计算 482

7.1.3短路电流的计算方法 483

7.1.4短路类型及其短路电流周期分量值的计算 490

7.1.5中性点不接地系统接地电流的计算 492

7.2短路电流的电动力及发热计算 494

7.2.1短路电流的电动力计算和动稳定校验 495

7.2.2短路电流的发热计算和热稳定校验 497

7.3继电保护的灵敏度要求和电流互感器的接线 501

7.3.1继电保护的灵敏度要求 501

7.3.2电流互感器与电流继电器的接线方式及计算 504

7.4线路及电气设备继电保护的配置 508

7.4.1 3～10kV电力线路继电保护的配置 508

7.4.2电力变压器和电炉变压器继电保护的配置 509

7.4.3 3～10kV分段母线继电保护的配置 511

7.4.4高压电动机继电保护的配置 511

7.4.5并联补偿电容器继电保护的配置 512

7.4.6小型发电机继电保护的配置 514

7.5常用保护继电器及选型 515

7.5.1保护继电器的分类及型号命名 515

7.5.2电流继电器 517

7.5.3电压继电器 526

7.5.4中间继电器 529

7.5.5时间继电器 535

7.5.6信号继电器 539

7.5.7串接信号继电器和附加电阻的计算 542

7.5.8冲击继电器 546

7.6直流操作电源 551

7.6.1铅酸蓄电池直流屏容量的计算 551

7.6.2镉镍蓄电池直流屏容量的计算 555

7.6.3免维护铅酸蓄电池直流屏容量的计算 556

第8章 水泵、风机和起重机 559

8.1水泵的基本参数及计算 560

8.1.1水泵的基本参数和特性曲线 560

8.1.2流量和扬程损失计算 562

8.1.3水泵轴功率和效率计算 568

8.1.4泵电动机功率计算和电动机选择 569

8.2水泵的选择 571

8.2.1水泵选择的步骤 571

8.2.2水泵扬程和安装高度计算 572

8.3风机的基本参数及计算 573

8.3.1风机的基本参数和特性曲线 573

8.3.2风量和风压的计算 576

8.3.3风机参数的换算 577

8.3.4风机轴功率和电动机功率的计算 578

8.4起重机计算 580

8.4.1起重机电动机功率计算 580

8.4.2桥式起重机干线和滑接线的选择 583

8.4.3保护设备及电源线的选择 586

8.5农业和矿山机械电动机功率的计算 596

8.5.1农业机械电动机功率的计算 596

8.5.2矿山机械电动机功率的计算 602

第9章 电加热 612

9.1电热元件的选用及计算 613

9.1.1电热元件的选用 613

9.1.2以辐射为主电热元件温度和允许表面负荷 620

9.2电热炉计算 622

9.2.1以辐射为主的电热炉的计算 622

9.2.2硅碳电热炉的计算 630

9.3改善炉体保温结构的节能计算 638

9.3.1电弧炉炉衬质量降低后热能损耗的计算 638

9.3.2改善箱式电阻炉保温结构的节能计算 639

9.3.3炉体保温材料 641

9.4电弧炉和感应加热炉计算 644

9.4.1电弧炉电气设备和导线的选用 644

9.4.2感应炉的阻抗、电效率及功率因数等计算 645

9.4.3感应炉补偿容量的计算 647

9.4.4工频感应加热器的计算 648

9.4.5工频无芯感应炉的计算 652

9.5远红外加热计算 657

9.5.1红外区的划分 657

9.5.2远红外辐射器和远红外涂料 659

9.5.3辐射元件表面温度和受热物最佳加热温度及辐射距离的选择 661

9.5.4远红外加热炉体容积和所需电功率的计算 665

9.5.5远红外加热炉热效率计算 668

9.5.6远红外加热炉的设计 670

第10章 电焊机 678

10.1弧焊机的型号、结构与技术数据 679

10.1.1弧焊机的型号与结构 679

10.1.2常用弧焊机的技术数据 693

10.2弧焊机负载持续率、功率因数、效率及容量的计算 714

10.2.1弧焊机负载持续率的概念及计算 714

10.2.2弧焊机功率因数及效率的计算 715

10.2.3弧焊机电源容量的计算 716

10.3改善电焊机的功率因数降低损耗的计算 718

10.3.1计算法确定补偿容量 719

10.3.2查表法确定补偿容量 720

10.3.3加补偿电容后节电量计算 721

10.4电焊机加装空载自停装置的节电计算及评价 722

10.4.1电焊机加装空载自停装置的节电计算 723

10.4.2电焊机空载自停线路 724

10.5合理选择电焊机和焊接方法的节电计算 732

10.5.1常用弧焊机的节能效果比较 732

10.5.2电弧焊的几种焊接方法比较 734

10.5.3焊条的选择 738

10.6电焊机导线（电缆）的选择 746

10.6.1电焊机初级电源线的选择 746

10.6.2电焊机次级电缆的选择 747

10.6.3电阻焊机焊接回路组件的导线截面选择 748

10.6.4交流弧焊机的保护设备及导线的选择 748

第11章 小型发电 752

11.1小水电站的基本计算 753

11.1.1水电站出力及调节池计算 753

11.1.2压力水管管路计算 756

11.1.3有关水轮机的计算 761

11.1.4小型水电站流量、水头和发电量的计算 764

11.2小型水轮机的选择 770

11.2.1 水轮机的形式及适用范围 770

11.2.2小型水轮机的选择 773

11.2.3常用小型水轮机的技术数据及配套设备 773

11.3小型水轮发电机的选择 791

11.3.1水轮发电机的型号及选择 791

11.3.2常用小型水轮发电机的技术数据 794

11.3.3手控电动调速器线路 799

11.4水轮发电机组的常见故障及处理 801

11.4.1小型水轮机的常见故障及处理 801

11.4.2小型水轮发电机的常见故障及处理 802

11.4.3小型发电机的干燥处理 807

11.4.4微型整装水轮发电机组的选择 809

11.5小水电站励磁装置的选用 811

11.5.1晶闸管励磁装置 811

11.5.2无刷励磁调节器 816

11.5.3励磁变压器的设计 818

11.6小水电站控制柜的选用 821

11.6.1控制柜的选用 821

11.6.2三合一发电机控制柜的选用 822

11.6.3自动化控制柜的选用 824

11.7小水电站发电机保护及计算 826

11.7.1小型发电机继电保护的配置 826

11.7.2小水电站飞车自动保护及水电阻计算 827

11.7.3小型水轮发电机过电流、过电压及失磁、过速保护的整定 830

11.8余热发电计算 834

11.8.1工厂余热能量的估算 834

11.8.2余热发电装机容量的计算 840

11.8.3汽轮机基本参数及计算 842

11.8.4余热发电燃料节约量的计算 844

11.8.5背压式汽轮发电机组的技术参数 847

11.8.6同步发电机的特性及基本参数计算 852

11.9电动机改作发电机的计算 857

11.9.1异步电动机改作发电机的计算 858

11.9.2电容器的配置和电压调节 862

11.9.3绕线式电动机改作发电机的计算 863

11.10柴油发电机计算 867

11.10.1柴油发电机组的选型 867

11.10.2常用柴油发电机组的技术数据 869

11.10.3柴油发电机组容量的选择 872

11.10.4柴油发电机组台数的选择 878

11.10.5柴油和机油的选用及耗油量计算 879

11.10.6冷却水、冷却泵和空压机的选择 881

11.10.7柴油发电机组的安装与试验 884

11.10.8柴油发电机的励磁装置及故障处理 885

11.11风力发电 892

11.11.1风能和发电机输出功率及年发电量计算 892

11.11.2风力发电机组安全运行的条件 894

11.11.3风力发电机组的保护及防雷、接地 895

11.11.4小型风力发电机组的常见故障及处理 899

11.11.5小型风力发电机组的技术数据 900

11.11.6蓄电池及其使用与维护 901

11.12太阳能光伏发电 907

11.12.1独立太阳能光伏发电系统的简易计算 908

11.12.2太阳电池阵列容量及年发电量计算 911

11.12.3太阳能光伏发电系统的防雷与接地 913

11.12.4太阳电池的技术数据 914

第12章 照明 916

12.1照明术语及常用电光源 917

12.1.1照明术语、单位及计算公式 917

12.1.2常用电光源的种类、特点及适用场所 922

12.1.3常用电光源的技术数据 925

12.2灯具的选择和照度标准 932

12.2.1灯具的分类 932

12.2.2照明质量的要求 933

12.2.3灯具的选择 935

12.2.4照度标准 937

12.2.5火灾应急照明要求 947

12.2.6常用材料的反射率、透射率和吸收率 948

12.3照度计算 951

12.3.1点光源照度计算 951

12.3.2室内照度计算 954

12.3.3道路照度计算 957

12.3.4投光灯照明的照度计算 962

12.4照明设计 964

12.4.1室内照明设计 964

12.4.2厂房照明设计 966

12.4.3道路照明设计 969

12.5照明线路的设计 971

12.5.1照明供电的设计要求 971

12.5.2照明负荷的计算 973

12.5.3导线截面的选择 974

12.5.4灯具、插座、开关和配电箱的安装要求 979

12.5.5照明线路材料损耗率及导线预留长度 981

12.5.6室内配电线路保护设备的配置 984

12.5.7住宅主开关、电能表及进户线的选择 985

第13章 仪器仪表 988

13.1电工仪表的选择 989

13.1.1电工仪表的准确度及误差 989

13.1.2电工仪表的选择 990

13.1.3计量用电流互感器的选择 993

13.1.4计费用电能表和互感器准确度的选择 994

13.1.5温度测控仪表的选择 994

13.1.6常用电工仪表的技术数据 998

13.1.7住宅电能表的选择 1005

13.1.8三相三线或三相四线有功电能表的选择 1006

13.1.9三相三线或三相四线无功电能表的选择 1007

13.1.10常用电能表的技术数据 1007

13.2电工仪表的基本计算 1013

13.2.1电测量仪表的基本计算 1013

13.2.2常用阻抗比电桥的特点和原理 1021

13.2.3热电偶的选用及计算 1023

13.2.4热电阻的选用及计算 1029

13.2.5温度指示、控制仪表的计算 1031

13.2.6热电偶补偿导线的选择 1034

13.2.7温度传感器的选择和安装使用 1036

13.3仪表正确接法的分析 1038

13.3.1两表法测量三相有功功率的分析 1038

13.3.2三表法测量三相有功功率的分析 1041

13.3.3一表法测量三相无功功率的分析 1041

13.3.4两表法测量三相无功功率的分析 1042

13.3.5三表法测量三相无功功率的分析 1042

13.3.6具有人工中点的两表法测量三相无功功率的分析 1043

13.3.7具有90°相角差的无功电能表的接线和分析 1043

13.3.8具有60°相角差的无功电能表的接线和分析 1046

13.3.9功率因数的测算 1047

13.3.10两相380V交流电焊机电能计量接线和分析 1051

13.3.11用单相电能表测量两相380V负荷的方法 1055

13.3.12校验及更换表刻度 1057

13.4仪表错误接线的分析 1061

13.4.1电能表错误接线的分析与更正 1061

13.4.2三相电能表电压线圈断路时计量分析与更正 1073

13.4.3电流互感器二次公用线断路时计量分析与更正 1075

13.4.4电流互感器变比不同时计量分析与更正 1076

13.4.5三相四线有功电能表错误接线时计量分析与更正 1078

13.5有关仪表的其他计算 1079

13.5.1电能表与互感器的合成倍率计算 1079

13.5.2电能表所测电量的计算 1080

13.5.3直流电流表、电压表的扩程 1081

13.5.4交流电流表、电压表的扩程 1082

13.5.5电气测量仪表的功率损耗估算 1084

第14章 电子技术基础 1086

14.1电子元件 1087

14.1.1二极管、稳压管和三端集成稳压器 1087

14.1.2常用光电元件 1094

14.1.3三极管、场效应管和单结晶体管 1100

14.1.4运算放大器、555时基集成电路 1110

14.2晶闸管 1118

14.2.1晶闸管的基本参数及触发方式 1118

14.2.2晶闸管的保护 1122

14.2.3晶闸管基本电路 1126

14.2.4晶闸管智能控制模块 1131

14.3TTL和CMOS集成门电路 1140

14.3.1 TTL和CMOS集成门电路简介 1140

14.3.2常用数字集成电路及芯片 1143

14.3.3由TTL门电路驱动大功率负载的接口电路 1152

14.3.4由CMOS门电路驱动继电器的接口电路 1153

第15章 接地与防雷 1155

15.1基础知识 1156

15.1.1接地与接零的一般要求 1156

15.1.2保护接地与保护接零的范围 1157

15.1.3接触电压和跨步电压的计算 1158

15.1.4TT系统用电设备不接地（接零）时接地电流的计算 1159

15.1.5TT系统用电设备接地时接地电流的计算 1160

15.1.6接地电阻的要求 1162

15.1.7土壤电阻率 1166

15.2特殊环境的接地要求 1168

15.2.1浴室的接地要求 1168

15.2.2腐蚀环境的接地要求 1169

15.2.3盐渍土地区的接地 1171

15.2.4爆炸和火灾危险环境的接地要求 1172

15.2.5防静电接地要求 1174

15.2.6计算机系统的接地要求 1175

15.3接地电阻计算 1177

15.3.1垂直接地体的接地电阻计算 1177

15.3.2水平接地体的接地电阻计算 1179

15.3.3几种人工接地装置的接地电阻值 1181

15.3.4工频接地电阻与冲击接地电阻的换算 1182

15.3.5自然接地体的接地电阻估算 1183

15.3.6接地电阻的测量 1186

15.4接地电阻降阻剂 1187

15.4.1典型的降阻剂 1187

15.4.2降阻剂的特点及实施方法 1189

15.5接地装置的截面要求和埋设要求 1191

15.5.1人工接地体和接地线的最小尺寸 1191

15.5.2对自然接地体的要求 1193

15.5.3接地装置的埋设要求 1195

15.6防雷保护 1196

15.6.1基础知识 1196

15.6.2各种防雷设施的要求和规定 1199

15.6.3防雷装置的材料及最小尺寸 1202

15.7避雷装置及计算 1214

15.7.1单支避雷针保护范围的计算 1214

15.7.2两支等高避雷针保护范围的计算 1215

15.7.3两支不等高避雷针保护范围的计算 1217

15.7.4单根避雷线保护范围的计算 1219

15.7.5两根等高避雷线保护范围的计算 1220

15.7.6氧化锌避雷器的选择 1222

15.7.7电涌保护器的选择 1226

第16章 电工的其他计算 1231

16.1逻辑电路及简化 1232

16.1.1逻辑代数及其基本运算 1232

16.1.2逻辑关系式的简化 1234

16.1.3逻辑电路的设计 1240

16.2不间断电源（UPS）的选用 1244

16.2.1 UPS的选用要点 1244

16.2.2与UPS配套的蓄电池的选择 1247

16.3安全用电及其他 1248

16.3.1安全用电的基本知识 1248

16.3.2电磁场对人体的影响 1252

16.3.3静电安全知识及计算 1253

16.3.4分频器设计 1259

16.3.5用少数电阻得到多种电阻值的方法 1261

16.3.6能输出多种电压的变压器 1261

参考文献 1263