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第1章 供电系统基本概念 1

1.1 电力系统的组成 1

1.1.1 电力系统 1

1.1.2 电网电压等级 2

1.2 供电质量及电力负荷对供电要求 4

1.2.1 供电系统中电压质量 4

1.2.2 电力负荷分级及其对供电要求 7

1.3 供电系统的结线方式 8

1.3.1 对供电系统结线方式要求 8

1.3.2 供电系统的结线方式 8

1.3.3 变电所的主结线 10

1.3.4 典型煤矿企业供电系统 12

1.4 电网中性点运行方式 14

1.4.1 中性点不接地方式 14

1.4.2 中性点经消弧线圈接地方式 15

1.4.3 中性点直接接地方式 16

1.4.4 电网单相接地电流计算 17

习题与思考题 19

第2章 负荷计算 20

2.1 负荷曲线 20

2.1.1 负荷曲线的意义及其作用 20

2.1.2 负荷曲线中的几个物理量 21

2.2 负荷计算方法 22

2.2.1 设备容量的确定 22

2.2.2 需用系数法计算负荷 23

2.2.3 二项式法计算负荷 26

2.3 主变压器选择及企业负荷确定 27

2.3.1 功率因数及其提高 27

2.3.2 主变压器选择 31

2.3.3 供电系统功率损耗 31

习题与思考题 35

第3章 短路电流计算 36

3.1 短路电流的基本概述 36

3.1.1 产生短路原因 36

3.1.2 短路的类型 36

3.1.3 短路的危害 36

3.1.4 计算短路电流的目的 37

3.2 短路电流暂态分析 37

3.2.1 无限大容量电源系统短路暂态分析 37

3.2.2 有限大容量电源系统短路暂态过程 40

3.3 无限大容量电源供电系统短路电流计算 41

3.3.1 有名值计算法 41

3.3.2 标么值计算法 46

3.4 有限大容量电源供电系统短路电流计算 50

3.4.1 计算曲线 50

3.4.2 简单有限大容量电源供电系统短路电流计算方法 52

3.5 大容量电动机对短路电流的影响 52

3.5.1 异步电动机的影响 52

3.5.2 同步电动机的影响 53

3.6 不对称短路电流计算 54

3.6.1 对称分量法 54

3.6.2 不对称短路电流的计算 59

3.6.3 正序等效定则 62

3.7 短路电流的电动力与热效应 64

3.7.1 短路电流的电动力 64

3.7.2 短路电流的热效应 65

习题与思考题 68

第4章 供电系统电气设备选择 70

4.1 高压电气设备选择 70

4.1.1 开关电弧产生与熄灭 70

4.1.2 灭弧方法 71

4.1.3 高压电器选择 73

4.2 母线和绝缘子选择 80

4.2.1 母线选择 80

4.2.2 母线支柱绝缘子和套管绝缘子选择 81

4.3 仪用互感器 83

4.3.1 电流互感器 83

4.3.2 电压互感器 86

习题与思考题 87

第5章 电力线路 89

5.1 电力线路概述 89

5.1.1 架空线路的结构 89

5.1.2 电缆线路的结构 93

5.2 架空线路截面选择 97

5.2.1 选择导线截面的一般原则 97

5.2.2 架空电力线路截面选择计算 97

5.2.3 闭式电网的计算 102

5.3 高压电缆线路截面选择 105

习题与思考题 107

第6章 供电系统的继电保护 108

6.1 继电保护的基础 108

6.1.1 继电保护的作用和任务 108

6.1.2 继电保护装置的组成及工作原理 108

6.1.3 对继电保护装置要求 109

6.1.4 常用继电器 110

6.1.5 电流保护的接线方式 113

6.2 电网相间短路的电流电压保护 115

6.2.1 电流速断保护 115

6.2.2 限时电流速断保护 117

6.2.3 定时限过电流保护 118

6.2.4 三段式电流保护 119

6.2.5 电流电压联锁速断保护 121

6.3 电网相间短路的方向电流保护 122

6.3.1 方向电流保护的工作原理 122

6.3.2 功率方向继电器 124

6.3.3 方向电流保护应用中几个问题 125

6.4 电力变压器保护 126

6.4.1 概述 126

6.4.2 变压器的气体保护 127

6.4.3 变压器的电流速断保护 128

6.4.4 变压器纵联差动保护 129

6.4.5 变压器相间短路后备保护 133

6.5 电力电容器的保护 134

6.5.1 电容器故障类型及保护方式 134

6.5.2 电容器组与断路器之间连线短路故障电流保护 135

6.5.3 电容器组的横联差动保护 136

6.6 高压电动机的保护 136

6.6.1 电动机的相间短路保护 137

6.6.2 电动机过负荷保护 138

6.7 供电系统微机保护 138

6.7.1 微机保护的构成 138

6.7.2 单元微机保护逻辑原理 139

6.7.3 微机保护的软件系统 143

6.8 中性点不接地系统单相接地保护 144

6.8.1 单相接地的零序电流分布 144

6.8.2 单相接地微机自动选线保护 147

习题与思考题 151

第7章 过电压及其保护 153

7.1 大气过电压对供电系统的影响 153

7.1.1 过电压的原因及危害 153

7.1.2 大气过电压 153

7.1.3 雷电冲击波沿导线传播 155

7.2 变电站与线路的防雷 158

7.2.1 对直击雷的防护 158

7.2.2 变电站进出线入侵波的防护 160

7.2.3 防雷装置的接地 161

7.3 供电系统的保护接地 161

7.3.1 接地电流的电位分布 162

7.3.2 接地电阻的确定 163

习题与思考题 164

第8章 变电站二次回路和自动化装置 166

8.1 二次回路及其操作电源 166

8.1.1 概述 166

8.1.2 直流操作开关电源 167

8.1.3 蓄电池组 168

8.1.4 交流操作电源 169

8.2 高压断路器的控制与信号回路 169

8.2.1 对断路器控制与信号回路的要求 169

8.2.2 断路器控制与信号回路 169

8.3 变电站中央信号系统 172

8.3.1 中央信号概述 172

8.3.2 事故信号系统 173

8.3.3 预告信号系统 174

8.4 变电站综合自动化系统 176

8.4.1 综合自动化系统的基本功能 176

8.4.2 综合自动化系统的硬件结构 178

习题与思考题 183

第9章 矿井供电安全技术 184

9.1 矿用电气设备防爆 184

9.1.1 矿用一般型电气设备 184

9.1.2 矿用防爆型电气设备 184

9.1.3 电气设备的防爆原理 186

9.2 井下供电系统 190

9.2.1 井下中央变电所 190

9.2.2 采区变电所 191

9.2.3 综采工作面供电系统 192

9.3 井下电网漏电保护 193

9.3.1 漏电的原因及危害 194

9.3.2 低压电网单相漏电分析 195

9.3.3 漏电保护 198

9.4 矿井供电设备 201

9.4.1 矿用隔爆高压真空配电箱 201

9.4.2 KBSGZY型矿用隔爆移动变电站 204

9.4.3 KBZ型矿用隔爆真空馈电开关 208

9.5 矿用隔爆真空电磁启动器 211

9.5.1 QBZ-200/1140（660）矿用隔爆真空电磁启动器 211

9.5.2 QBZ-4×80/1140型矿用隔爆组合真空电磁启动器 213

9.5.3 QBR-315/1140（660）矿用隔爆型真空软启动器 217

9.5.4 127V电网综合保护装置 220

习题与思考题 223

第10章 采区供电计算 226

10.1 概述 226

10.1.1 计算依据 226

10.1.2 计算要求 226

10.1.3 计算内容 226

10.2 采区变电所位置及采掘设备布置 226

10.2.1 采区变电所位置确定原则 226

10.2.2 采掘机电设备布置方案 227

10.3 供电系统的拟定 227

10.3.1 供电系统的拟定原则 227

10.3.2 供配电设备确定 228

10.3.3 供电电缆拟定一般规定 228

10.4 负荷计算及变压器的选择 229

10.4.1 负荷计算 229

10.4.2 变压器的选择 229

10.5 高低压电缆的选择 233

10.5.1 高压电缆选择 233

10.5.2 低压电缆选择 233

10.6 短路电流的计算 240

10.6.1 绝对值法计算井下电网的短路电流 240

10.6.2 查表法计算井下低压电网的短路电流 243

10.6.3 电气设备短路校验 247

10.7 保护装置的整定 247

10.7.1 高压配电装置过流保护的整定 247

10.7.2 移动变电站过流保护装置整定 248

10.7.3 低压开关过流保护的整定 249

习题与思考题 252

参考文献 253