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第1章 概论 1

1.1 电力系统和供配电系统的基本构成 1

1.1.1 电力系统的组成 1

1.1.2 供配电系统的组成 6

1.2 电力系统的电压 7

1.2.1 三相交流电网和电力设备的额定电压 7

1.2.2 电压分类及高低电压的划分 9

1.2.3 供配电系统电压的选择 10

1.3 电力系统中性点的运行方式 11

1.3.1 中性点不接地系统 11

1.3.2 中性点经消弧线圈接地系统 13

1.3.3 中性点直接接地或经低电阻接地系统 14

1.3.4 低压配电系统的接地形式 14

1.3.5 中性点不同接地方式的比较和应用范围 16

1.4 供配电的质量指标 17

1.4.1 电压的质量要求 17

1.4.2 频率的质量要求 19

1.4.3 供电的可靠性要求 20

1.5 电力负荷的分级及其对供电的要求 20

1.5.1 电力负荷的分级 20

1.5.2 各级负荷对供电电源的要求 21

1.6 分布式发电与微电网 22

1.6.1 分布式发电 22

1.6.2 微电网的结构和特点 23

基本能力训练 电力系统图的识读与电力负荷分级 24

思考题与习题 25

第2章 负荷计算及无功功率补偿 27

2.1 负荷曲线及有关物理量 27

2.1.1 负荷曲线的类型 27

2.1.2 与负荷曲线和负荷计算有关的物理量 28

2.1.3 用电设备的工作制与设备容量 29

2.2 三相用电设备组计算负荷的确定 31

2.2.1 概述 31

2.2.2 按需要系数法确定计算负荷 31

2.2.3 按二项式系数法确定计算负荷 34

2.3 单相用电设备组计算负荷的确定 36

2.3.1 概述 36

2.3.2 单相设备组等效三相负荷的计算 36

2.4 供配电系统计算负荷和年电能需要量的计算 37

2.4.1 供配电系统计算负荷的确定 37

2.4.2 供配电系统年电能需要量的计算 39

2.5 供配电系统功率因数及无功功率补偿 39

2.5.1 功率因数的分类及供电部门要求 39

2.5.2 无功补偿装置的选择 40

2.5.3 无功补偿容量的确定 41

2.5.4 并联电容器的装设位置 41

2.5.5 无功补偿后的工厂计算负荷 42

2.6 尖峰电流的计算 44

2.6.1 单台用电设备尖峰电流的计算 44

2.6.2 多台用电设备尖峰电流的计算 44

基本能力训练 中小型工厂计算负荷的确定 45

思考题与习题 48

第3章 短路电流及其计算 50

3.1 短路的原因、后果及形式 50

3.1.1 短路的原因 50

3.1.2 短路的后果 50

3.1.3 短路的形式 51

3.2 无限大容量系统三相短路时的暂态过程及物理量 52

3.2.1 无限大容量系统 52

3.2.2 无限大容量系统三相短路的暂态过程及物理量 52

3.3 供配电系统三相短路电流的计算 54

3.3.1 欧姆法计算三相短路电流 54

3.3.2 标幺制法计算三相短路电流 58

3.3.3 大容量电动机对短路电流的影响 61

3.4 两相和单相短路电流的计算 62

3.4.1 两相短路电流的计算 62

3.4.2 单相短路电流的计算 62

3.5 短路电流的力效应和热效应 63

3.5.1 短路产生的效应及电气设备进行校验的必要性 63

3.5.2 短路电流的力效应 63

3.5.3 短路电流的热效应 65

基本能力训练 中小型工厂变电所短路电流计算 66

思考题与习题 68

第4章 供配电系统的电气设备及选择 69

4.1 电气设备概述 69

4.1.1 电气一次设备及其分类 69

4.1 2 电气设备运行中的电弧问题与灭弧方法 70

4.2 电力变压器 72

4.2.1 电力变压器的分类及特点 72

4.2.2 电力变压器的结构及型号 73

4.2.3 电力变压器的联结组别 74

4.2.4 电力变压器的实际容量及过载能力 75

4.2.5 电力变压器的选择 75

4.3 互感器 77

4.3.1 电流互感器 77

4.3.2 电压互感器 81

4.4 高压开关设备 84

4.4.1 高压断路器 84

4.4.2 隔离开关 87

4.4.3 高压负荷开关 89

4.5 熔断器 90

4.5.1 高压熔断器 90

4.5.2 低压熔断器 91

4.6 低压开关设备 93

4.6.1 低压负荷隔离开关 93

4.6.2 低压刀熔开关 94

4.6.3 低压断路器 94

4.7 成套配电装置 98

4.7.1 高压成套配电装置（高压开关柜） 98

4.7.2 低压成套配电装置（低压配电屏） 100

4.7.3 动力和照明配电箱 101

4.8 高压开关电器的选择 101

4.8.1 电气设备选择的一般原则 101

4.8.2 高压隔离开关、负荷开关和断路器的选择与校验 102

4.9 互感器的选择及校验 104

4.9.1 电流互感器的选择及校验 104

4.9.2 电压互感器的选择及校验 105

4.10 低压熔断器的选择 107

4.10.1 熔断器熔体电流的选择 107

4.10.2 熔断器的选择及校验 107

4.10.3 前后熔断器之间的选择性配合 108

4.11 低压断路器的选择 108

基本能力训练 电气设备的运行监视与操作 112

思考题与习题 116

第5章 变配电所的电气主接线及结构 118

5.1 变配电所的任务和类型 118

5.1.1 变配电所的任务 118

5.1.2 变电所的类型 118

5.2 变配电所的电气主接线 120

5.2.1 变配电所主接线的基本形式 120

5.2.2 变配电所电气主接线方案 123

5.3 变配电所选址与布置 129

5.3.1 变配电所所址选择的一般原则 129

5.3.2 变配电所的总体布置 129

5.3.3 变配电所的结构要求 133

基本能力训练 变配电所的倒闸操作 135

思考题与习题 139

第6章 供配电线路 141

6.1 供配电线路的接线方式 141

6.1.1 高压供配电线路的接线方式 141

6.1.2 低压供配电线路的接线方式 143

6.2 供配电线路的结构与敷设 145

6.2.1 架空线路的结构与敷设 145

6.2.2 电缆线路的结构与敷设 147

6.2.3 低压配电线路的结构与敷设 148

6.3 导线和电缆截面积的选择 150

6.3.1 按发热条件选择导线和电缆的截面积 151

6.3.2 按允许电压损失选择导线和电缆的截面积 153

6.3.3 按机械强度选择导线和电缆的截面积 157

6.3.4 按经济电流密度选择导线和电缆的截面积 158

基本能力训练 供配电线路的运行与维护 159

思考题与习题 161

第7章 高层建筑的供配电系统 162

7.1 高层建筑负荷的计算 162

7.1.1 高层建筑负荷的特点 162

7.1.2 高层建筑负荷的计算 163

7.2 高层建筑的变电所主接线 164

7.2.1 一般民用建筑变电所主接线 164

7.2.2 高层民用建筑变电所主接线 165

7.3 高层建筑变电所的类型及布置 166

7.3.1 高层建筑变电所的类型 166

7.3.2 高层建筑变配电所的布置 166

7.4 箱式变电站 167

7.5 高层建筑低压配电系统 169

7.5.1 低压配电系统的接线方式 169

7.5.2 照明供电系统 171

7.6 自备应急柴油发电机组 173

7.6.1 应急柴油发电机组的供电范围 173

7.6.2 柴油发电机组的选用 173

基本能力训练 建筑电气工程图 174

思考题与习题 177

第8章 供配电系统的继电保护 178

8.1 继电保护的任务和要求 178

8.1.1 继电保护装置的任务 178

8.1.2 继电保护的类型及构成 178

8.1.3 对继电保护的基本要求 179

8.2 常用的保护继电器及其接线方式 180

8.2.1 常用保护继电器 180

8.2.2 继电保护装置的接线方式 183

8.3 高压电力线路的继电保护 184

8.3.1 电力线路保护的配置 184

8.3.2 带时限过电流保护的构成与动作原理 184

8.3.3 电流速断保护 187

8.3.4 单相接地保护 189

8.3.5 电力线路的过负荷保护 190

8.4 电力变压器的保护 191

8.4.1 电力变压器的故障、不正常工作状态及保护配置 191

8.4.2 电力变压器的过电流保护、电流速断保护和过负荷保护 191

8.4.3 电力变压器低压侧的单相短路保护 194

8.4.4 电力变压器的瓦斯保护 194

8.4.5 变压器差动保护 195

8.5 微机继电保护 196

8.5.1 微机保护系统的组成 196

8.5.2 微机保护逻辑原理 198

基本能力训练 微机保护装置实例 201

思考题与习题 208

第9章 供配电系统的二次回路及自动装置 209

9.1 二次回路的基本知识 209

9.2 二次回路的操作电源 210

9.2.1 直流操作电源 210

9.2.2 交流操作电源 212

9.3 高压断路器的控制和信号回路 213

9.3.1 对断路器控制回路的基本要求 213

9.3.2 采用灯光监视就地控制的断路器控制与信号回路 214

9.3.3 采用微机远方监控的断路器控制和信号回路 216

9.4 中央信号回路 218

9.4.1 中央事故信号装置 218

9.4.2 中央预告信号装置 219

9.5 电测量仪表与测量回路 220

9.5.1 仪表的准确度要求 220

9.5.2 互感器和测量仪表的配置 221

9.5.3 电气测量回路与绝缘监视回路 222

9.6 供配电系统的自动控制装置 223

9.6.1 自动重合闸装置 223

9.6.2 备用电源自动投入装置 224

9.7 变电所综合自动化 226

9.7.1 变电所综合自动化系统的基本功能 226

9.7.2 变电所综合自动化系统的结构 228

基本能力训练 变电所综合自动化系统的配置与组屏实例 230

思考题与习题 232

第10章 供配电系统的安全技术 235

10.1 电气安全的基本知识 235

10.1.1 触电对人体的危害 235

10.1.2 安全电流和特低电压 235

10.1.3 直接触电防护和间接触电防护 236

10.2 过电压与防雷 236

10.2.1 过电压的形式 236

10.2.2 防雷设备 237

10.2.3 防雷措施 240

10.3 供配电系统的接地 242

10.3.1 接地的作用及有关概念 242

10.3.2 接地的类型 244

10.3.3 电气装置的接地与接地电阻的要求 244

10.3.4 接地电阻的装设 245

10.3.5 接地电阻的计算 247

10.3.6 接地装置平面布置图示例 248

10.4 低压配电系统的等电位联结与漏电保护 249

10.4.1 低压配电系统的等电位联结 249

10.4.2 低压配电系统的漏电保护 250

基本能力训练 触电的急救处理 252

思考题与习题 254

附录 256

附录A 需要系数和二项式系数 256

附录B 并联电容器的技术数据 258

附录C 电力变压器的技术数据 259

附录D 高低压电器的主要技术数据 260

附录E 电缆、导线的技术数据 265

附录F 接地电阻的技术数据 270

参考文献 273