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第一章供配电系统 1

第一节电力负荷分级及对供电电源的要求 1

一、电力负荷的分级原则 1

二、部分行业负荷分级示例 1

三、各级负荷对电源的要求 5

第二节供配电系统 5

一、电压选择 5

二、系统接地方式 6

三、配电形式 8

第三节变电所主接线 10

一、变电所主接线 10

二、大型公共建筑 13

第四节低压配电系统 13

一、电压选择 13

二、接地系统 14

三、低压电力及照明配电 14

第五节应急电源 18

一、应急电源种类与特性 18

二、应急电源系统 18

第六节电气专业基础数据和资料收集 20

一、电源调查 20

二、电力网的电气特性 20

三、地区电力系统接线图、发电厂或变电站的主接线图 20

四、地区电网的近期发展规划是否与本工程同步 20

五、进厂的高压线路 20

六、改建、扩建工程需了解现有工厂变电站的情况 20

七、改扩建工程需要向甲方索取的资料 20

八、基建时解决施工用电的途径 21

九、保安电源及其备用电源的解决办法 21

十、对通信调度的要求及管理分工的意见 21

十一、电力系统对装置供电时需要解决的投资费用 21

十二、电能计量要求 21

十三、电费计算方法及电价 21

十四、其他内容 21

十五、技术资料 21

十六、用户对用电的要求 21

第二章负荷计算 22

第一节概述 22

一、负荷计算的内容和目的 22

二、负荷计算的方法 22

第二节设备分组及设备功率的确定 22

一、设备分组 22

二、设备功率的确定 23

第三节计算负荷的确定 24

一、需要系数法确定计算负荷 24

二、单位面积功率法和单位指标法确定计算负荷 28

三、二项式法确定计算负荷 30

第四节单相负荷计算 30

一、计算原则 30

二、单相负荷换算为等效三相负荷的一般方法 31

三、单相负荷换算为等效三相负荷的简化方法 31

第五节尖峰电流的确定 32

一、单台电动机、电弧炉或电焊变压器支线的尖峰电流 32

二、接有多台电动机的配电线路只考虑一台电动机启动时的尖峰电流 32

三、自启动的电动机组的尖峰电流 32

四、车间起重机供电干线的尖峰电流 32

五、门座式起重机的尖峰电流 32

六、多台门座式起重机共用干线的尖峰电流 32

第六节企业年消耗电能计算 33

一、用年平均负荷来确定 33

二、单位产品耗电量法 34

第七节无功功率补偿 35

一、提高用电设备的自然功率因数 35

二、采用并联电力电容器补偿 35

三、电力电容器补偿、控制及安装方式的选择 37

附：计算示例 37

第三章短路电流计算 40

第一节短路电流计算的目的及一般规定 40

一、短路故障及危害 40

二、短路电流计算目的 40

三、短路电流计算特征和一般规定 40

第二节电路元件的计算及网络变换 41

一、标幺制法（相对单位制法） 41

二、有名单位制法 42

第三节高压系统电路元件的阻抗 44

一、同步电机 44

二、异步电机 44

三、电力变压器 44

四、电抗器 44

五、高压线路 46

第四节高压系统短路电流计算 48

一、计算条件 48

二、无限大容量三相短路电流计算 48

三、三相短路电流计算实例 49

四、二相短路电流的计算 50

五、电网电容电流的计算 50

第五节低压网络短路电流计算 51

一、计算条件 51

二、三相和两相（不接地）短路电流的计算 52

三、单相短路（包括单相接地故障）电流的计算 52

第六节GB/T15544—1995《三相交流系统短路电流计算》简介 64

第四章电能质量 65

第一节电能质量的概述 65

一、电能质量的概念 65

二、电能质量标准 65

三、电能质量问题起因 66

四、电能质量的控制技术和设备 66

第二节电压偏差 67

一、电压偏差的概念 67

二、电压允许偏差 69

三、电压偏差超标对用电设备的影响 70

四、电压偏差的计算 72

五、线路电压损失允许值 73

六、减少电压偏差的主要措施 75

第三节电压波动与闪变 76

一、电压波动与闪变的概念 76

二、电压波动、闪变的发生及电磁兼容 76

三、电压波动和闪变的限值及计算 77

四、几种用电设备工作时电压波动的计算 81

第四节公用电网谐波及间谐波 83

一、谐波的概念 83

二、谐波的产生 84

三、谐波限值及计算 87

四、公共电网间谐波 91

五、抑制谐波的技术措施 93

第五节电压不平衡度 93

一、电压不平衡的几个概念 93

二、电压不平衡度限值 94

三、电压不平衡的产生及危害 94

四、降低电压不平衡度的措施 95

五、不平衡度的相关计算表达式 95

第六节常用无功补偿与谐波滤波技术 95

一、无源滤波器 95

二、有源滤波器（APF） 98

三、静止型动态无功功率补偿装置 100

四、静止无功发生器 104

第五章高压电器选择 106

第一节高压电器选择的一般规定 106

一、概述 106

二、高压电器及开关柜的选择条件 106

第二节高压电器（包括开关柜）的短路稳定性校验 107

一、短路电流的热效应及电器、导体的热稳定校验 107

二、短路电流的电动效应及电气设备的动稳定校验 109

第三节电力变压器的选择及节能环保 112

一、按环境条件选择不同类型变压器 112

二、变压器的噪声及其防治 112

三、变压器电压等级、台数和容量的确定 113

四、变压器型式选择 114

五、配电变压器能效及技术经济评价 115

第四节其他高压电器的选择 119

一、高压断路器的选择 119

二、高压负荷开关及高压熔断器的选择 121

三、高压隔离开关选择 122

四、电流、电压互感器选择 123

五、高压开关柜选择 127

第六章110kV及以下变配电所 129

第一节变配电所分类和型式 129

一、分类 129

二、型式 129

第二节变配电所选址 130

一、一般要求 130

二、工厂企业变配电所选址 130

三、民用建筑变配电所选址 131

第三节变配电所布置 131

一、一般要求 131

二、变压器室 132

三、高压配电室 135

四、低压配电室 135

五、电容器室 136

六、控制室 136

第四节变配电所对有关专业的要求 136

一、对土建设计要求 136

二、对采暖通风设计要求 139

三、对给排水设计要求 139

四、对通信设计要求 139

第五节工程实例 139

一、110KV变电所 139

二、35kV变电所 144

三、10kV变电所 149

第七章继电保护 154

第一节概述 154

一、继电保护设计的一般原则 154

二、对继电保护的要求 154

第二节过电流保护的原理、组成及其分析 155

一、原理 155

二、组成 156

三、过电流检测环节接线分析 156

第三节继电保护设备及其选择 158

一、电流互感器及其选择 158

二、电压互感器及其选择 162

三、继电器的特性分析及选择 166

四、操作电源 168

第四节定时限过电流保护 169

一、过电流保护动作值计算方法 169

二、过电流保护动作时限 170

第五节有限反时限过电流保护 170

一、动作电流整定值 171

二、各级保护动作时限的计算与整定 171

第六节电流速断保护 172

第七节单相接地保护 174

一、对单相接地保护的要求 174

二、绝缘监察装置与接地部位检查仪 174

三、零序电流保护 175

第八节差动保护 176

一、差动保护的用途和种类 176

二、纵联差动保护的工作原理 176

三、横联差动保护工作原理 176

四、变压器的纵联差动保护 177

第九节变压器的气体保护 178

一、气体保护的作用和意义 178

二、气体继电器的结构、安装和工作原理 178

第十节变电所自动装置 179

一、自动重合闸 179

二、备用电源自动投入 180

三、与TV切换的联锁问题 180

四、按频率自动减负荷 181

第十一节TN系统中性线断线的保护 182

一、防止三相四线制架空线中性线断线的措施 182

二、防止中性线断线导致严重后果的措施 182

第十二节电力变压器的保护 182

第十三节6～10kV电容器的运行性能及保护 183

一、电容器的运行性能 184

二、电容器放电电阻的作用要求及选择 185

三、电容器的保护 190

第十四节中压配电线路的保护 192

一、保护内容 192

二、保护方案 192

第十五节3kV及以上电动机的保护 193

一、对3kV及以上电动机的保护内容 193

二、保护措施 193

第八章变电所二次回路、电能管理系统、微机综合自动化及数字化变电所 194

第一节变电所二次回路 194

一、概述 194

二、二次回路图 194

第二节变电所操作电源 195

一、概述 195

二、交流操作电源 195

三、直流操作电源 199

第三节变电所断路器的控制、信号回路 211

一、断路器的控制、信号回路设计原则 211

二、灯光监视的断路器控制、信号回路接线 212

第四节变电所电气测量与电能计量 216

一、电气测量与电能计量的一般要求 216

二、常规电气测量与电能计量的接线方式 217

第五节变电所中央信号装置 219

一、中央信号装置的设计原则 219

二、中央信号装置的接线 220

三、闪光狭置 225

第六节变电所电能管理系统 226

一、电能管理系统架构 226

二、电能管理系统主要功能 227

三、集中监视和透明化管理 228

第七节变电所微机综合自动化系统 228

一、概述 228

二、变电所微机综合自动化的基本功能 229

三、二次系统设计 229

四、外部电缆设计 230

五、变电所综合自动化系统二次接线图 230

第八节数字化变电所 231

一、概述 231

二、传统变电所自动化系统的缺点 231

三、何谓《EC61850标准》 232

四、基于《IEC61850标准》的数字化变电所 232

五、制约数字化变电所发展的几个因素 233

六、数字化变电所离我们还有多远 234

附：《IEC61850》通信协议总体介绍 234

第九章电气传动与控制 236

第一节概述 236

一、电气传动系统的组成 236

二、生产机械的负载类型 238

三、生产机械的工作制 239

四、电动机的工作制 240

第二节电动机的选择 243

一、电动机选择的基本要求 243

二、电动机类型的选择 244

三、电动机转速的选择 244

四、电动机电压的选择 244

五、电动机结构防护型式的选择 244

六、电动机冷却方式的选择 246

七、电动机绝缘等级的选择 246

八、电动机海拔高度的选择 246

九、各种工作制电动机容量的选择和校验要求 246

第三节交流电动机启动和制动 246

一、电动机的启动 246

二、电动机的制动 254

第四节交流电动机调速 257

一、概述 257

二、交流电动机的调速方式 260

第五节电气传动及调速方案的应用 278

一、带钢热连轧机 278

二、起重机械 280

三、电梯传动 283

第六节电动机的节能 285

一、概述 285

二、电动机的特性 285

三、风机、泵类的节能 289

第七节基础自动化系统 290

一、基础自动化系统概述 290

二、基础自动化系统构成 291

三、基础自动化系统的应用 298

第十章低压配电线路保护和低压电器选择 303

第一节低压配电线路保护 303

一、短路保护 303

二、过负荷保护 305

三、接地故障保护 305

四、保护电器的装设位置 311

第二节低压电器及其选择 312

一、按正常工作条件选择 312

二、按短路工作条件选择 312

三、按使用环境条件和安装、运行、操作及维护要求选择 312

四、低压熔断器及其选择 312

五、低压断路器及其选择 322

六、剩余电流动作保护器及其选择 334

七、自动转换开关电器及其选择 338

八、开关、隔离器、隔离开关以及熔断器组合电器的选择 342

九、接触器和电动机启动器的选择 346

十、各级保护电器间的选择性配合 349

第三节爆炸与火灾危险环境电器设备的选择 352

一、本节适用的范围 352

二、选择防爆防火危险环境的电器设备前必须了解的情况 352

三、爆炸性气体环境及防爆电器设备选择 353

四、爆炸性粉尘环境电器设备的选择 374

五、火灾危险环境电器设备的选择 384

第十一章电线、电缆选择 386

第一节电线、电缆类型的选择 386

一、导体材料选择 386

二、电缆芯数选择 387

三、电力电缆绝缘水平选择 387

四、绝缘材料及护套选择 388

五、铠装及外护层选择 395

六、爆炸危险场所电线、电缆的选择 396

七、分支电缆选择 396

八、母线的选择 397

第二节电线、电缆导体截面选择 399

一、电线、电缆导体截面选择的条件 399

二、按温升选择截面 400

三、按经济条件（电流）选择截面 400

四、按电压损失校验截面 401

五、按机械强度校验截面 401

六、按短路热稳定校验 402

七、中性线（N）、保护接地线（PE）、保护接地中性线（PEN）的截面选择 402

八、爆炸及火灾危险环境导线截面选择 403

第三节电线、电缆载流量 403

一、载流量的说明 403

二、塑料绝缘电线的载流量 413

三、交联聚乙烯绝缘电力电缆的载流量 421

四、聚氯乙烯绝缘电力电缆的载流量 425

五、橡皮绝缘电力电缆的载流量 428

六、矿物绝缘电缆的载流量 428

七、涂漆矩形母线的载流量 431

第四节按经济电流选择电缆截面 433

一、“电力电缆截面的经济最佳化”原理和方法 433

二、电缆的经济电流范围 434

三、经济电流密度曲线 437

四、按经济电流选择电缆截面的注意要点 437

第五节电压损失计算 441

一、导线阻抗计算 441

二、线路电压损失计算 444

三、电缆线路的电压损失 446

四、室内线路的电压损失及直流线路电流矩 451

第六节屋内、外布线 455

一、一般要求 455

二、穿管布线 457

三、线槽布线 461

四、母线槽布线 461

五、竖井布线 461

六、屋内电气线路和其他管道之间的最小净距 462

七、城市电网的架空线入地 462

第七节电缆线路 464

一、电缆敷设的一般要求 464

二、电缆埋地敷设 466

三、电缆在沟内敷设 467

四、电缆在隧道内敷设 467

五、屋内电缆敷设 468

六、电缆穿管敷设 469

七、电缆在排管内敷设 469

八、桥梁电缆的敷设 470

九、电缆敷设的防火、防爆、防腐措施 470

十、电缆散热量计算 470

第八节滑接式母线选择 471

一、计算电流和尖峰电流 471

二、导线选择 472

三、滑接式母线槽（又称安全滑触线）的型号标注 472

第十二章防雷及过电压保护 480

第一节雷害与雷害风险管理 480

一、雷电及其参数 480

二、雷电侵入途径和耦合方式 486

三、雷电效应及其危害 491

四、雷害风险管理 495

第二节综合防雷体系 501

一、雷电电磁脉冲防护与电磁兼容 501

二、防雷保护区及其划分 502

三、综合防雷体系的组成 502

四、综合防雷设计程序 504

第三节各种防雷措施的原理和基本要求 505

一、接闪器 505

二、引下线 510

三、防雷接地装置的原则和布置方式 511

四、等电位连接的原则与基本方法 512

五、磁屏蔽的原则与工程计算 515

六、布线和设备布置优化的原则 517

七、浪涌保护器SPD（也称电涌保护器）的原理、主要参数和布置原则 518

第四节建筑物防雷保护 527

一、GB50057和GB/T21714标准体系的异同 527

二、建筑物实体和生命体的防护 531

三、建筑物内电气电子系统的防护 532

第五节特定行业防雷保护 537

一、石化工业的防雷保护 537

二、风力发电系统的防雷保护 539

三、太阳能光伏发电系统的防雷保护 540

四、无线通信基站防雷 541

第六节用户端交流电气装置的过电压保护 541

一、暂时过电压及其保护 542

二、操作过电压及其保护 542

三、雷电过电压及其保护 544

四、过电压保护器及其应用 550

第十三章接地 553

第一节概述 553

一、接地的基本概念、分类 553

二、工频接地电阻和冲击接地电阻 554

三、共用接地 555

第二节3～110kV电气装置的接地 557

一、3～110kV电气装置的接地方式 557

二、发电厂、变电站的接地装置及接地网设计 560

三、电气装置保护接地和接地电阻 561

四、接触电压和跨步电压 563

第三节低压电气装置的接地 566

一、低压配电系统的接地形式和基本要求 566

二、保护线截面要求 568

三、直流电气设备的接地 569

第四节等电位连接 570

一、等电位连接分类 570

二、等电位连接线截面 570

三、等电位连接安全 570

第五节接地装置 571

一、装置要求 572

二、装置的运行 572

三、接地装置的防腐措施 573

四、接地装置的测量 574

第六节接地电阻计算 575

一、接地体工频接地电阻计算 575

二、发电厂经接地装置的入地短路电流及电位和接地电阻计算 577

三、架空线路杆塔接地电阻计算 582

四、土壤电阻率 582

第七节高土壤电阻率地区降低接地电阻的措施 584

一、外引接地 584

二、采用深井式接地 584

三、应用降阻剂 584

四、扩网及设置水下地网 585

五、综合降阻措施 585

第八节电子设备接地和特殊场所的安全 585

一、电子设备的接地 585

二、大、中型电子计算机的接地 586

三、电信机房的接地 587

四、微波通信站的接地 588

五、有线系统的接地 589

六、屏蔽接地 589

七、防静电接地 590

八、特殊场所的安全接地 591

九、医疗场所的安全接地 593

第十四章照明 596

第一节概述 596

第二节照明方式和种类 597

一、照明方式 597

二、照明种类 598

第三节照明光源选择 599

一、光源的分类 599

二、常用照明光源的性能与参数 599

三、照明电光源性能比较和选用 614

四、镇流器 616

第四节照明灯具选择 619

一、灯具的分类 619

二、灯具的控光器件 622

三、灯具的光学特性 625

四、灯具选用的原则 626

五、常用灯具介绍 628

第五节照明标准 636

一、照明质量 636

二、照明标准 641

第六节照明计算 656

一、平均照度的计算 656

二、点照度的计算 660

第七节照明装置配电及控制 669

一、照明装置配电 669

二、照明线路的保护 671

三、电线、电缆选择及线路敷设 671

四、照明控制 673

第八节火灾应急照明 677

第九节照明节能 680

一、为什么要提倡照明节能 680

二、有关照明节能的法规、规定 680

三、照明节能的常用措施 680

第十节案例 681

一、办公室照明设计案例 681

二、宾馆照明设计案例 684

三、工业照明设计案例 687

四、道路照明设计案例 694

五、航空港照明设计案例 698

六、铁路客运照明设计案例 703

七、主体育场照明设计案例 707

八、医院照明设计案例 711

第十五章建筑智能化系统 715

第一节概述 715

第二节智能化集成系统 715

一、系统概述 715

二、智能化集成系统的基本内容 716

三、智能化信息集成平台建设 716

四、系统数据交换标准要求 716

五、智能化集成系统软件要求 719

六、系统信息化应用功能要求 719

第三节电话通信系统 721

一、系统概述 721

二、通信接入系统 721

三、数字程控用户交换机系统 722

四、通信管道及配线系统要求 725

第四节无线通信与卫星通信系统 729

一、系统概述 729

二、蜂窝移动通信系统 729

三、室内移动通信覆盖系统 730

四、无线局域网系统 731

五、卫星通信系统 731

第五节计算机网络系统 732

一、系统概述 732

二、OSI网络结构体系 732

三、网络协议 733

四、局域网 733

五、网络拓扑结构 734

六、通信接口 735

七、主要网络设备 735

八、广域网接入方式 736

九、网络系统设计 737

十、网络安全 737

第六节综合布线系统 738

一、系统概述 738

二、系统设计 738

三、系统配置设计 742

四、缆线敷设 745

五、电气防护和接地 746

第七节有线电视及卫星电视接收系统 747

一、系统概述 747

二、有线电视系统 747

三、自设前端的设置 750

四、卫星电视接收系统 750

五、防雷与接地系统 750

第八节公共广播及扩声系统 751

一、公共广播系统 751

二、扩声系统 753

三、线路敷设 756

四、电源 756

第九节建筑设备管理系统 757

一、系统概述 757

二、系统设计 759

三、各系统设计要点 761

第十节火灾自动报警系统 767

一、系统概述 767

二、火灾自动报警系统保护对象的等级划分 767

三、火灾自动报警系统形式的选择和构成要求 767

四、火灾探测器的选择与设置要求 769

五、火灾探测器和手动火灾报警按钮的设置要求 770

六、消防联动控制要求 771

七、系统供电及接地要求 772

八、电气火灾监控系统（防火剩余电流动作报警系统） 772

第十一节安全技术防范系统 773

一、系统概述 773

二、视频安防监控系统 773

三、入侵报警系统 778

四、出入口控制系统 779

五、电子巡查管理系统 780

六、停车库管理系统 781

第十二节电子信息系统机房工程 782

一、系统概述 782

二、电子信息系统机房选址要求 782

三、电子信息设备机房设备布置要求 785

四、供电、接地及防静电要求 786

第十六章新能源 787

第一节新能源概述 787

一、风能 787

二、太阳能 787

三、生物质能 788

第二节风能 789

一、风力发电概况 789

二、并网风力发电系统 790

三、风电场接入电力系统 793

四、风电场电气一次回路设计 794

五、风电场电气二次回路设计 796

六、某50MW风电场电气设计实例 797

第三节太阳能 800

一、太阳能简介 800

二、太阳能的利用 801

三、光伏发电系统以及光伏发电并网技术 803

四、中国的太阳能资源 805

五、光伏发电的发展前景 807

第四节生物质能 808

一、生物质能简介 808

二、生物质能的开发利用 809

三、生物质能发电技术 810

四、中国的生物质能资源 812

五、生物质能发电技术发展方向 813

总附录 815

一、法定计量单位及电气工程常用单位与换算 815

二、常用标准代号 839

三、外壳防护等级（IP代码） 841

四、气象资料 844

参考文献 850