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第1章 电力系统概论 1

1.1 电力系统和供配电系统概述 1

1.1.1 电力系统 1

1.1.2 供配电系统 3

1.1.3 供配电的要求和课程任务 3

1.2 电力系统的额定电压 4

1.3 电力系统的运行状态和中性点运行方式 6

1.3.1 电力系统的运行状态 6

1.3.2 电力系统的中性点运行方式 6

1.4 电能质量指标 9

1.4.1 电压质量指标 9

1.4.2 频率质量指标 11

1.4.3 波形质量指标 11

1.5 电力负荷 12

1.5.1 按对供电可靠性要求的负荷分类 12

1.5.2 按工作制的负荷分类 13

小结 13

思考题和习题 14

第2章 负荷计算 15

2.1 负荷曲线 15

2.1.1 日负荷曲线 15

2.1.2 年负荷曲线 15

2.1.3 负荷曲线的有关物理量 16

2.2 用电设备的设备容量 17

2.2.1 设备容量的定义 17

2.2.2 设备容量的确定 17

2.3 负荷计算的方法 18

2.3.1 估算法 19

2.3.2 需要系数法 19

2.3.3 单相负荷的计算 21

2.4 功率损耗和电能损耗 24

2.4.1 功率损耗 25

2.4.2 电能损耗 26

2.5 用户负荷计算 27

2.6 尖峰电流的计算 33

2.7 功率因数和无功功率补偿 33

2.7.1 功率因数的计算 33

2.7.2 功率因数对供配电系统的影响及提高功率因数的方法 35

2.7.3 并联电容器补偿 36

2.7.4 并联电容器的装设与控制 37

2.7.5 补偿后用户的负荷计算和功率因数计算 40

小结 41

思考题和习题 42

第3章 短路电流计算 44

3.1 短路概述 44

3.2 无限大功率电源供电系统三相短路分析 45

3.2.1 无限大功率电源的概念 45

3.2.2 无限大功率电源供电系统三相短路暂态过程 46

3.2.3 三相短路的有关物理量 48

3.3 无限大功率电源供电系统三相短路电流的计算 50

3.3.1 标幺制 50

3.3.2 短路回路元件的标幺值阻抗 51

3.3.3 三相短路电流计算 52

3.3.4 电动机对三相短路电流的影响 55

3.3.5 两相短路电流的计算 55

3.3.6 单相短路电流的计算 56

3.4 短路电流的效应 56

3.4.1 短路电流的电动力效应 56

3.4.2 短路电流的热效应 58

小结 60

思考题和习题 61

第4章 变配电所及其一次系统 63

4.1 电压的选择 63

4.1.1 供电电压的确定 63

4.1.2 配电电压的确定 64

4.2 变电所的配置 64

4.2.1 变电所的类型 64

4.2.2 变电所的位置选择 65

4.3 变压器的选择 67

4.3.1 变压器型号选择 67

4.3.2 变压器台数和容量的确定 68

4.3.3 变压器的实际容量和过负荷能力 69

4.4 变电所主要电气设备 70

4.4.1 高压断路器 70

4.4.2 高压隔离开关 73

4.4.3 高压负荷开关 73

4.4.4 高压熔断器 75

4.4.5 互感器 76

4.4.6 避雷器 82

4.4.7 高压开关柜 82

4.4.8 低压电气设备 83

4.5 变配电所主接线 86

4.5.1 变配电所主接线概述 86

4.5.2 变电所常用主接线 87

4.5.3 总降压变电所主接线 89

4.5.4 10kV变电所主接线 90

4.5.5 车间变电所主接线 91

4.5.6 配电所主接线 92

4.5.7 主接线实例 92

4.6 变电所的布置和结构 93

4.6.1 变电所的布置 93

4.6.2 变电所的结构 96

4.6.3 变电所布置和结构实例 99

小结 102

思考题和习题 102

第5章 电气设备的选择 104

5.1 电气设备选择的一般原则 104

5.2 高压开关电器的选择 105

5.2.1 高压断路器的选择 106

5.2.2 高压隔离开关的选择 106

5.2.3 高压熔断器的选择 107

5.3 互感器的选择 107

5.3.1 电流互感器的选择 107

5.3.2 电压互感器的选择 110

5.4 母线、支柱绝缘子和穿墙套管的选择 111

5.4.1 母线的选择 111

5.4.2 支柱绝缘子的选择 112

5.4.3 穿墙套管的选择 113

5.5 高压开关柜选择 114

5.6 低压熔断器的选择 115

5.7 低压断路器的选择 117

5.7.1 低压断路器选择的一般原则 117

5.7.2 低压断路器脱扣器的选择和整定 117

5.7.3 前后级低压断路器选择性的配合 119

5.7.4 低压断路器灵敏度的校验 119

小结 120

思考题和习题 121

第6章 电力线路 122

6.1 电力线路的接线方式 122

6.1.1 放射式接线 122

6.1.2 树干式接线 122

6.1.3 环形接线 124

6.2 导体和电缆选择的一般原则 124

6.2.1 导体和电缆型号的选择原则 124

6.2.2 导体和电缆截面的选择原则 126

6.3 按允许载流量选择导体和电缆截面 127

6.3.1 三相系统相导体（相线）截面的选择 127

6.3.2 中性导体和保护导体截面的选择 127

6.4 按允许电压损失选择导体和电缆截面 129

6.4.1 线路电压损失的计算 129

6.4.2 按允许电压损失选择导体和电缆截面 132

6.5 按经济电流密度选择导体和电缆截面 134

6.6 电力线路的结构和敷设 135

6.6.1 电力线路的结构 135

6.6.2 电力线路的敷设 137

6.6.3 车间电力平面布置图 139

小结 141

思考题和习题 142

第7章 供配电系统的继电保护 144

7.1 继电保护的基本知识 144

7.1.1 继电保护的任务 144

7.1.2 保护的分类 144

7.1.3 对继电保护的要求 145

7.1.4 继电保护的基本工作原理和构成 145

7.1.5 继电保护技术的发展 146

7.2 常用的保护继电器 147

7.2.1 电磁式继电器 147

7.2.2 感应式电流继电器 149

7.3 电力线路的继电保护 151

7.3.1 电力线路的常见故障和保护配置 151

7.3.2 电流保护的接线方式和接线系数 151

7.3.3 过电流保护 152

7.3.4 电流速断保护 156

7.3.5 阶段式电流保护 160

7.3.6 单相接地保护 164

7.3.7 过负荷保护 166

7.4 电力变压器的继电保护 167

7.4.1 电力变压器的常见故障和保护配置 167

7.4.2 变压器二次侧短路流经一次侧的穿越电流和电流保护的接线方式 167

7.4.3 变压器的电流保护 170

7.4.4 变压器的气体保护 173

7.4.5 变压器的差动保护 174

7.5 高压电动机的继电保护 181

7.5.1 高压电动机的常见故障和保护配置 181

7.5.2 高压电动机的过负荷保护和电流速断保护 182

7.5.3 高压电动机的单相接地保护 183

7.6 6～10kV电力电容器的继电保护 184

7.6.1 6～10kV电力电容器的常见故障和保护配置 184

7.6.2 电容器组的电流速断保护 184

7.6.3 电容器组的过电流保护 184

7.6.4 电容器组的过负荷保护 184

7.6.5 电容器组的过电压保护 185

7.6.6 电容器组的单相接地保护 185

7.7 微机保护 187

7.7.1 配电系统微机保护的功能 187

7.7.2 微机保护装置的硬件结构 188

7.7.3 微机保护装置的软件系统 189

小结 193

思考题和习题 194

第8章 变电所二次回路和自动装置 196

8.1 二次回路与操作电源 196

8.1.1 二次回路概述 196

8.1.2 直流操作电源 196

8.1.3 交流操作电源 199

8.1.4 所用变压器及其供电系统 199

8.2 高压断路器控制回路 200

8.2.1 对高压断路器控制回路的要求 201

8.2.2 电磁操动机构的断路器控制回路 201

8.2.3 弹簧操动机构的断路器控制回路 203

8.3 中央信号回路 204

8.3.1 对中央信号回路的要求 205

8.3.2 中央事故信号回路 205

8.3.3 中央预告信号回路 206

8.4 测量和绝缘监视回路 208

8.4.1 测量仪表配置 208

8.4.2 直流绝缘监视回路 210

8.5 自动重合闸装置（ARD） 211

8.5.1 对自动重合闸的要求 211

8.5.2 电气一次自动重合闸装置 211

8.6 备用电源自动投入装置（APD） 213

8.6.1 对备用电源自动投入装置的要求 213

8.6.2 备用电源自动投入装置的接线 214

8.7 二次回路安装接线图 215

8.7.1 二次回路安装接线图基本知识 215

8.7.2 屏面布置图 217

8.7.3 端子排图 217

8.7.4 屏后接线图 219

8.8 智能变电站 221

8.8.1 变电站自动化 221

8.8.2 智能变电站 223

小结 228

思考题和习题 229

第9章 电气安全、防雷和接地 231

9.1 电气安全 231

9.1.1 电气安全的含义和重要性 231

9.1.2 电气安全措施 231

9.1.3 电气防火和防爆 232

9.1.4 触电及防护 232

9.2 过电压和防雷 233

9.2.1 过电压及雷电概述 233

9.2.2 防雷装置 235

9.2.3 电力装置的防雷保护 241

9.2.4 建筑物的防雷保护 244

9.3 接地 247

9.3.1 接地概述 247

9.3.2 接地装置 252

9.3.3 接地电阻 254

9.3.4 低压配电系统的等电位联结 258

小结 260

思考题和习题 260

第10章 电气照明 262

10.1 电气照明概述 262

10.1.1 照明技术的有关概念 262

10.1.2 照明方式和种类 264

10.1.3 照明质量 265

10.1.4 绿色照明 265

10.2 常用照明光源和灯具 266

10.2.1 照明光源 266

10.2.2 灯具的类型、选择及布置 270

10.3 照度计算 272

10.3.1 照度标准 272

10.3.2 照度计算 273

10.4 照明配电及控制 276

10.4.1 照明配电系统 276

10.4.2 照明配电方式 277

10.4.3 照明控制 277

10.4.4 照明配电系统图 278

10.4.5 电气照明平面布置图 278

小结 280

思考题和习题 280

第11章 供配电系统的运行和管理 281

11.1 节约电能 281

11.1.1 节约电能的意义 281

11.1.2 节约电能的一般措施 281

11.1.3 电力变压器的经济运行 282

11.2 电压偏差与调节 284

11.2.1 电压偏差与调节概述 284

11.2.2 电压调节的方法 285

11.3 电压波动、闪变与抑制 288

11.3.1 电压波动和闪变 288

11.3.2 电压波动和闪变的测量和估算 289

11.3.3 电压波动和闪变的抑制 293

11.4 谐波与抑制 293

11.4.1 谐波计算与标准 293

11.4.2 谐波源 295

11.4.3 谐波的危害 296

11.4.4 电网谐波的抑制 297

11.5 变配电所的运行和维护 298

11.5.1 变配电所的规章制度和值班制度 299

11.5.2 变配电所的送电和停电操作 299

11.5.3 变配电设备的巡视规定 301

11.5.4 智能变电站的运行和维护 302

11.6 电力线路的运行和维护 302

11.6.1 架空线路的运行维护 302

11.6.2 电缆线路的运行维护 303

11.6.3 车间配电线路的运行维护 303

11.6.4 线路运行中突遇停电的处理 304

11.7 供配电系统综合管理和智能化 304

11.7.1 供配电监控管理系统 305

11.7.2 供配电系统综合管理和智能化 305

小结 306

思考题和习题 306

附录A 常用设备的主要技术数据 308

参考文献 332