给水排水设计手册 第8册 电气与自控PDF电子书下载

1 供配电系统 1

1.1 供配电系统设计原则 1

1.2 负荷分级及供电要求 1

1.2.1 一级负荷 1

1.2.2 二级负荷 1

1.2.3 三级负荷 1

1.3 供配电系统设计 2

1.3.1 供配电系统设计的主要内容 2

1.3.2 供配电系统设计应注意的问题 2

1.3.3 供配电系统设计所需的基础资料 2

1.3.4 供电电压选择 3

1.3.5 配电电压的确定 5

1.3.6 配电系统接线方式 5

1.3.7 低压配电系统 7

1.4 变、配电所方案设计 7

1.4.1 变、配电所主接线 7

1.4.2 变、配电所主要设备选用原则 9

1.4.3 变、配电所总体布置方案 11

1.4.4 工程设计实例 13

2 负荷计算及无功功率补偿 18

2.1 负荷计算 18

2.1.1 概述 18

2.1.2 用需要系数法确定计算负荷 18

2.1.3 用单位指标法确定计算负荷 21

2.1.4 尖峰电流计算 23

2.1.5 最大负荷日的平均负荷计算 23

2.1.6 年电能消耗量计算 23

2.1.7 功率损耗和年电能损耗 24

2.2 变压器选择 28

2.2.1 变压器容量选择 28

2.2.2 变压器的过负荷能力 28

2.2.3 按变压器运行低损耗和经济效果选择变压器容量 29

2.3 无功功率补偿 30

2.3.1 提高功率因数的方法 30

2.3.2 提高用电设备的自然功率因数 31

2.3.3 采用同步电动机补偿 31

2.3.4 采用电力电容器补偿 32

2.4 负荷计算及无功功率补偿计算示例 35

2.4.1 给水工程计算示例 35

2.4.2 排水工程计算示例 38

3 短路电流计算、电气设备选择及继电保护 42

3.1 短路电流计算 42

3.1.1 概述 42

3.1.2 短路阻抗和网络变换 46

3.1.3 高压系统短路电流计算 51

3.1.4 低压系统短路电流计算 57

3.1.5 短路电流计算示例 72

3.2 电气设备的选择 78

3.2.1 高压电器的选择 78

3.2.2 低压电器的选择 104

3.3 继电保护 113

3.3.1 总则 113

3.3.2 电力变压器的保护 116

3.3.3 6～10kV电动机的保护 131

3.3.4 6～10kV电力电容器的保护 138

3.3.5 6～10kV母线保护 142

3.3.6 6～10kV架空和电缆线路的保护 143

3.3.7 母线分段断路器的保护 147

3.3.8 电源进线保护 150

3.3.9 交流操作的继电保护 151

3.3.10 保护装置的动作配合 154

3.3.11 保护用电流互感器的选择和计算 156

3.4 微机综合继电保护装置 161

4 变、配电所二次接线 163

4.1 变、配电所操作电源 163

4.1.1 交流操作电源 163

4.1.2 直流操作电源 164

4.2 断路器的控制、信号回路 175

4.2.1 断路器的控制、信号回路的设计原则 175

4.2.2 断路器的基本控制、信号回路 175

4.2.3 电磁操作机构断路器控制、信号回路 177

4.2.4 弹簧操作机构断路器的控制、信号回路 178

4.2.5 备用电源自动投入装置（BZT） 178

4.3 电气测量与电能计量 180

4.3.1 计量仪表装置的设计要求及其配置 180

4.3.2 电流互感器及其二次电流回路 185

4.3.3 电压互感器及其二次电压回路 187

4.4 中央信号装置 190

4.4.1 中央信号装置的设计原则 190

4.4.2 中央事故信号装置 190

4.4.3 中央预告信号装置 192

4.4.4 数字式微机中央信号装置 193

4.5 二次回路的保护和设备选择 194

4.5.1 保护电器的配置原则 194

4.5.2 控制、信号回路的设备选择 196

4.5.3 二次回路配线 200

4.6 控制屏、信号屏及继电器屏的设计 205

4.7 变电站综合自动化系统 207

4.7.1 自动化系统网络结构 207

4.7.2 自动化系统设备配置 208

4.7.3 系统功能 209

5 变、配电所布置 211

5.1 变、配电所所址选择 211

5.2 变、配电所型式选择 212

5.3 变、配电所布置 212

5.3.1 总体布置 212

5.3.2 控制室布置 217

5.3.3 高压配电室布置 217

5.3.4 电容器室布置 223

5.3.5 低压配电室布置 225

5.3.6 变压器室布置 227

5.3.7 室外配电装置 231

5.4 柴油发电机房 235

5.4.1 机房设备布置 235

5.4.2 控制室的电气设备布置 236

5.4.3 对有关专业要求 236

5.4.4 机房布置示例 238

5.5 变、配电所对其他专业的要求 239

5.5.1 变、配电所对建筑、采暖、通风、给水排水专业的要求 239

5.5.2 变、配电所配电装置计算荷重 243

5.5.3 变、配电所土建设计条件 245

5.6 变、配电所设计实例 256

6 电气传动 262

6.1 电动机启动电压水平计算 262

6.1.1 电压波动 262

6.1.2 电动机启动时的电压下降 263

6.1.3 电动机允许全压启动的条件 264

6.1.4 电动机启动时电压水平计算 264

6.1.5 计算示例 268

6.2 交流电动机的选型和启动 270

6.2.1 交流电动机选型 270

6.2.2 笼型感应电动机的启动和启动设备 274

6.2.3 绕线转子电动机的启动和启动设备 289

6.2.4 同步电动机的启动和励磁 291

6.3 交流电动机调速 293

6.3.1 交流电动机的调速方法及其应用 293

6.3.2 变极调速 295

6.3.3 变频调速 299

6.3.4 变转差率调速 310

6.3.5 离合器调速 311

6.4 给水排水常用机械设备控制 316

6.4.1 阀门控制 316

6.4.2 真空系统控制 320

6.4.3 离心式泵机组控制 323

6.4.4 轴流泵机组控制 325

6.4.5 深井泵机组控制 328

6.4.6 沉淀池排泥机控制 329

6.4.7 搅拌机及表曝机控制 332

6.4.8 滤池控制 333

6.4.9 鼓风机机组控制 334

6.4.10 平流式隔油装置控制 335

6.4.11 常用成套设备简介 335

7 电线、电缆的选择及敷设 343

7.1 电线、电缆类型的选择 343

7.1.1 导体材质选择 343

7.1.2 电力电缆芯数的选择 343

7.1.3 电缆绝缘水平选择 344

7.1.4 绝缘材料及护套的选择 344

7.1.5 电缆外护层及铠装的选择 350

7.1.6 爆炸危险场所电线、电缆的选择 352

7.1.7 母线的选择 353

7.2 电线、电缆截面的选择 355

7.2.1 按允许温升选择电线、电缆截面 355

7.2.2 按经济电流密度校验截面 356

7.2.3 按电压损失校验截面 356

7.2.4 按机械强度校验截面 357

7.2.5 按短路电流热稳定校验截面 358

7.2.6 几种特殊情况下电线、电缆截面的选择 358

7.2.7 中性线（N）、保护接地线（PE）、保护接地中性线（PEN）的截面选择 358

7.2.8 爆炸及火灾危险环境导线截面的选择 360

7.3 电线、电缆的载流量 360

7.3.1 额定电压10kV及以下聚氯乙烯绝缘电力电缆连续负荷载流量 361

7.3.2 额定电压35kV及以下交联聚氯乙烯（XLPE）绝缘电力电缆连续负荷载流量 365

7.3.3 额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘 367

7.3.4 额定电压450/750V及以下橡皮绝缘 369

7.3.5 电线、电缆载流量的修正系数 370

7.4 母线、裸线、安全滑触线及型材的载流量 372

7.4.1 涂漆矩形母线载流量 372

7.4.2 裸线载流量 373

7.4.3 安全滑触线载流量 374

7.4.4 型材的载流量 375

7.5 电压损失的计算 376

7.5.1 电压损失计算公式 376

7.5.2 架空线路电压损失 377

7.5.3 电缆线路电压损失 381

7.6 线路敷设 390

7.6.1 屋内、外布线 390

7.6.2 电缆敷设 396

7.7 架空配电线路敷设 404

8 电气布置 408

8.1 泵房电气布置 408

8.1.1 一般要求 408

8.1.2 固定式取水泵房 409

8.1.3 移动式取水泵房 415

8.1.4 深井取水泵房 418

8.1.5 送水泵房 419

8.1.6 排水泵房 422

8.2 净化构筑物电气布置 428

8.2.1 加药间和加氯间 428

8.2.2 絮凝池 428

8.2.3 沉淀池 428

8.2.4 机械搅拌澄清池 432

8.2.5 滤池 433

8.3 污水处理构筑物电气布置 436

8.3.1 沉砂池 436

8.3.2 曝气池 437

8.3.3 鼓风机房 438

8.3.4 沉淀池 440

8.3.5 污泥回流泵房 440

8.3.6 污泥处理系统 440

9 防雷与接地 444

9.1 建筑物防雷 444

9.1.1 建筑物防雷分类 444

9.1.2 建筑物防雷措施 445

9.1.3 建筑物防雷装置 450

9.1.4 特殊建筑物防雷 463

9.1.5 建筑物年预计雷击次数计算 463

9.2 电力设备过电压保护 465

9.2.1 电力系统过电压水平 465

9.2.2 变配电所过电压保护 466

9.2.3 旋转电机的过电压保护 471

9.2.4 低压配电系统过电压防护 473

9.3 接地 479

9.3.1 接地类型 479

9.3.2 低压配电系统的接地形式和基本要求 480

9.3.3 电气设备接地 483

9.3.4 接地装置 486

9.3.5 特殊设备接地 492

9.3.6 接地电阻计算 493

9.4 等电位联结 498

9.4.1 等电位联结 500

9.4.2 局部（辅助）等电位 500

9.4.3 等电位联结导体选择 500

10 照明 502

10.1 照明类别、照度及照明质量 502

10.1.1 照明方式和照明种类 502

10.1.2 照度标准 502

10.1.3 照度计算 503

10.1.4 照明质量 504

10.2 照明灯具的选择、布置及照明节能 506

10.2.1 照明光源的选择 506

10.2.2 灯具的选择和布置 507

10.2.3 混光灯具简介 508

10.2.4 照明节能技术 508

10.3 照明配电及控制 510

10.3.1 照明电压 510

10.3.2 照明配电系统 510

10.3.3 导体选择 510

10.3.4 照明控制 511

10.4 照明布置设计 511

10.4.1 照明布置设计的一般要求 511

10.4.2 建筑物照明器选择及布置 512

10.5 照明设计示例 515

10.5.1 泵房 515

10.5.2 屋内变电所 516

10.5.3 厂区道路 517

11 过程检测及控制仪表 519

11.1 概述 519

11.1.1 过程检测及控制仪表在给水排水工程中的应用 519

11.1.2 过程检测及控制仪表的分类 519

11.1.3 过程检测及控制仪表的发展趋势 521

11.1.4 给水排水工程中检测及控制项目 521

11.2 检测仪表 538

11.2.1 物理量检测仪表 538

11.2.2 物性与成分量检测仪表 553

11.2.3 网络智能电力仪表 584

11.3 显示仪表 586

11.3.1 概述 586

11.3.2 指示型显示仪表 587

11.3.3 数字型显示仪表 588

11.4 控制仪表 590

11.5 执行器 590

11.5.1 概述 590

11.5.2 气动执行器 591

11.5.3 电动执行器 592

11.6 工业自动化仪表盘、控制台设计 595

11.6.1 概述 595

11.6.2 仪表盘、控制台设计 596

12 计算机测控系统 601

12.1 计算机测控系统的构成 601

12.2 计算机测控系统设计步骤和方法 602

12.2.1 编写计算机测控系统功能说明书 602

12.2.2 确定计算机测控系统组态及系统结构设计 602

12.2.3 选择操作站类型 604

12.2.4 冗余与热备 605

12.3 计算机测控系统硬件设计步骤和方法 605

12.3.1 输入／输出（I/O）表及输入／输出（I/O）模块选择 606

12.3.2 中央处理单元（CPU）选择 608

12.3.3 机架和电源选择 609

12.3.4 外围设备选择 610

12.4 计算机测控系统软件设计 611

12.4.1 应用软件功能设计 612

12.4.2 组态软件功能要求 612

12.4.3 工业历史数据库软件功能要求 614

12.5 计算机测控系统辅助设计 616

12.5.1 计算机测控系统供电电源 616

12.5.2 计算机测控系统安装方式及机房布置要求 616

12.5.3 计算机测控系统电缆选择与敷设 618

12.6 计算机测控系统在给水排水工程中的应用 619

附录 621

附录1 量和单位 621

附录2 常用标准 631

附录3 气象资料 634