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第1章 供电系统的概念 1

1.1 电力系统与供电系统 1

1.1.1 电力系统 1

1.1.2 供电系统 5

1.2 电力系统的额定电压 6

1.3 电力供应的质量指标 8

1.3.1 频率质量指标 8

1.3.2 电压质量指标 9

1.3.3 供电可靠性指标 11

1.4 电力负荷的等级分类 11

1.4.1 供电负荷等级 11

1.4.2 配电负荷等级 12

1.5 系统分析的基础知识 12

1.5.1 对称分量法分析 12

1.5.2 变压器等值参数 15

1.5.3 线缆的等值参数 17

1.5.4 中性点运行方式 19

1.5.5 系统的高次谐波 23

1.5.6 绝缘损坏的概念 24

1.5.7 可靠性数学基础 25

1.5.8 国内的电价体系 25

思考题与练习题 27

第2章 系统的负荷分析 30

2.1 电力负荷曲线 30

2.1.1 负荷的分析 30

2.1.2 日负荷曲线 31

2.1.3 年负荷曲线 32

2.1.4 负荷的指标 33

2.2 用电设备功率 35

2.3 供电负荷计算 36

2.3.1 单位产品法 36

2.3.2 负荷密度法 37

2.3.3 需要系数法 37

2.4 系统功率损耗 39

2.4.1 变压器功率损耗 39

2.4.2 线路的功率损耗 40

2.4.3 线路的自然功率 41

2.5 逐级负荷计算 42

2.6 系统尖峰电流 44

2.7 无功功率补偿 45

2.7.1 各形式功率因数 45

2.7.2 功率因数的影响 45

2.7.3 功率因数的提高 46

2.7.4 电容器无功补偿 48

2.7.5 电容器综合功用 49

2.7.6 电容器相关问题 50

2.7.7 线路串联电容器 52

2.8 串并联电抗器 53

思考题与练习题 53

第3章 系统的短路分析 56

3.1 系统中各类短路故障 56

3.1.1 各系统短路形式 56

3.1.2 短路原因与影响 57

3.1.3 无限大容量系统 58

3.1.4 正常与短路状态 60

3.2 对称短路的稳态分析 61

3.2.1 有名制对称短路分析 62

3.2.2 标幺制对称短路分析 65

3.3 非对称短路稳态分析 68

3.3.1 供电系统的各序阻抗 68

3.3.2 非对称短路电流分析 71

3.3.3 正序等效定则及分析 72

3.3.4 变压器穿越电流分析 73

3.3.5 最大与最小短路电流 75

3.4 对称短路的暂态过程 76

3.4.1 短路电流的暂态过程 76

3.4.2 最严重三相短路电流 77

3.4.3 短路电流的相关参数 79

3.4.4 电动机反送短路电流 81

3.5 短路电流的力热效应 81

3.5.1 短路电流的电动力效应 81

3.5.2 短路电流的热效应 84

思考题与练习题 87

第4章 变电站一次设备 89

4.1 设备选择依据 89

4.2 电力主变压器 91

4.2.1 变压器的不同类别 91

4.2.2 变压器的相关参数 92

4.2.3 变压器各类过负荷 94

4.2.4 变压器台数与容量 95

4.2.5 变压器的经济负荷 96

4.2.6 变压器的接线组别 98

4.2.7 变压器的调压方式 98

4.2.8 变压器的并联运行 99

4.2.9 中性点接地变压器 99

4.3 高压开关设备 100

4.3.1 开关灭弧技术 100

4.3.2 高电压断路器 101

4.3.3 高压隔离开关 105

4.3.4 高压负荷开关 106

4.3.5 高电压熔断器 107

4.3.6 高压开关配合 109

4.4 两类型互感器 111

4.4.1 电流互感器 111

4.4.2 电压互感器 116

4.5 母线与绝缘子 120

4.5.1 站用汇流母线 120

4.5.2 支柱式绝缘子 121

4.5.3 套管式绝缘子 122

4.5.4 各类型避雷器 124

4.6 各类型电抗器 124

4.6.1 线路限流电抗器 124

4.6.2 电容串联电抗器 125

4.6.3 中性点消弧线圈 126

4.7 高压组合电器 126

4.7.1 六氟化硫组合电器 126

4.7.2 六氟化硫绝缘开关 127

4.8 低压开关设备 127

4.8.1 低压断路器原理与种类 127

4.8.2 低压断路器选择与整定 130

4.8.3 双路电源自动转换开关 131

思考题与练习题 132

第5章 变电站及主接线 134

5.1 供电电压的选择 134

5.2 变配电站的设置 135

5.2.1 变配电站的类型 135

5.2.2 变配电站的位置 136

5.3 变配电站主接线 137

5.3.1 供电系统的网络结构 137

5.3.2 变电站系统接入方式 139

5.3.3 变电站高压侧主接线 139

5.3.4 变电站低压侧主接线 144

5.3.5 配电站的主接线结构 147

5.3.6 变配电站的站用电源 147

5.3.7 供配电系统结构实例 148

5.4 互感器设备配置 149

5.5 高低电压开关柜 151

5.5.1 高压开关柜 151

5.5.2 低压开关柜 154

5.5.3 补偿电容柜 155

5.6 变电站结构布置 156

5.6.1 变电站布置特征 156

5.6.2 各功能室的结构 157

5.6.3 变电站立体布置 159

5.7 环网站与环联网 159

5.7.1 箱式变电站 159

5.7.2 环联网结构 161

5.8 防雷接地与照明 162

5.8.1 变电站防过电压 162

5.8.2 变电站接地装置 163

5.8.3 变电站室内照明 164

思考题与练习题 164

第6章 供电线路及线缆 166

6.1 线路走廊环境 166

6.1.1 供电线路走廊 166

6.1.2 线路环境影响 166

6.2 供电架空线路 167

6.3 供电电缆线路 171

6.3.1 电缆的分类 171

6.3.2 电缆的敷设 172

6.4 线缆截面选择 174

6.4.1 按照允许载流量选截面 174

6.4.2 按允许电压损失选截面 176

6.4.3 按经济电流密度选截面 179

6.4.4 机械强度与热稳定要求 180

6.5 线缆过载能力 181

思考题与练习题 181

第7章 供电系统的保护 183

7.1 继电保护基础 183

7.1.1 继电保护任务 183

7.1.2 继电保护装置 184

7.1.3 系统保护性能 184

7.1.4 保护系统特点 185

7.2 保护用继电器 186

7.2.1 电磁式交流继电器 186

7.2.2 电磁式直流继电器 187

7.3 保护接线方式 188

7.4 供电线路保护 188

7.4.1 定时限的过电流保护 189

7.4.2 无时限电流速断保护 193

7.4.3 短时限电流速断保护 195

7.4.4 三段式电流保护装置 196

7.4.5 线路的纵联差动保护 197

7.4.6 单相接地故障的保护 199

7.4.7 单相接地事故的保护 201

7.5 变压器的保护 204

7.5.1 变压器保护接线 204

7.5.2 变压器电流保护 204

7.5.3 变压器气体保护 205

7.5.4 变压器差动保护 206

7.6 母线差动保护 208

7.7 电容器的保护 209

7.8 配电系统保护 210

7.9 微机保护概念 210

思考题与练习题 211

第8章 变电站二次回路 214

8.1 二次回路的概念 214

8.2 二次回路的电源 215

8.2.1 交流操作电源 215

8.2.2 直流操作电源 215

8.2.3 闪光信号母线 216

8.3 断路器控制回路 217

8.3.1 断路器的手动控制开关 217

8.3.2 断路器的电磁操动控制 218

8.3.3 断路器的弹簧操动控制 220

8.3.4 断路器控制与其他回路 221

8.4 自动控制及装置 222

8.4.1 自动重合装置 222

8.4.2 备用电源自投 224

8.4.3 低频自动减载 227

8.5 计量与绝缘监视 228

8.5.1 测量与计量回路 228

8.5.2 直流绝缘的监视 229

8.6 中央信号及回路 231

8.6.1 中央故障信号回路 231

8.6.2 中央事故信号回路 233

8.7 变电站的自动化 235

思考题与练习题 236

第9章 供电系统及网络 238

9.1 系统结构与备用容量 238

9.1.1 系统的备用方式 238

9.1.2 理想化蜂窝结构 239

9.1.3 独立的供电系统 239

9.1.4 互联的供电系统 240

9.1.5 低压网备用容量 242

9.2 架空线路的就地控制 242

9.2.1 重合器与分段器的功能 242

9.2.2 重合器与重合器的配合 244

9.2.3 重合器与熔断器的配合 246

9.2.4 重合器与电压型分段器 248

9.2.5 重合器与电流型分段器 251

9.3 电缆线路的远程控制 252

9.4 系统中性点接地结构 252

9.5 开环网络的潮流计算 253

9.5.1 相同电压网络潮流 254

9.5.2 不同电压网络潮流 256

9.5.3 电力负荷电压特性 256

9.6 供电线路的电压特征 256

思考题与练习题 257

第10章 供电系统的运行 259

10.1 系统设备编号 259

10.1.1 站内设备编号 259

10.1.2 变电站的编号 259

10.1.3 供电线路编号 262

10.1.4 线路电杆编号 262

10.2 系统故障处理 263

10.3 设备检修操作 263

10.4 供电质量控制 264

10.4.1 低频自动负荷减载 265

10.4.2 供电电压偏差调整 265

10.4.3 电压波动及其抑制 268

10.4.4 电压谐波及其抑制 269

10.5 系统安全调度 269

10.5.1 实时性安全调度 270

10.5.2 预防性安全调度 271

10.5.3 系统电压的调整 271

10.6 系统经济调度 271

10.6.1 有功经济调度 272

10.6.2 无功经济调度 274

思考题与练习题 274

附录 课程设计与毕业设计 276

附表 供电技术常用数据 280

附表1 负荷计算用需要系数 280

附表2 电力变压器技术参数 281

附表3 电力电容器技术参数 283

附表4 高压断路器技术参数 283

附表5 隔离开关的技术参数 284

附表6 负荷开关的技术参数 284

附表7 高压熔断器技术参数 284

附表8 电流互感器技术参数 285

附表9 电压互感器技术参数 286

附表10 矩形硬母线技术参数 286

附表11 框架低压断路器参数 287

附表12 架空导线的技术参数 287

附表13 电力电缆的技术参数 288

附表14 各类电抗器技术参数 290

附表15 国内城市的平均气温 292

附表16 国内城市的其他数据 293

参考文献 294