第1章 概述 1
1.1 核电厂的电气设备 1
1.2 核电厂的电气设备安全分级 1
1.3 核电厂电气原理及设备课程的重点 2
1.4 课程安排 2
第2章 核电厂开关电器与导体 4
2.1 开关电器的电弧 4
2.1.1 电弧的产生 4
2.1.2 电弧的熄灭 4
2.1.3 交流电弧的特性及熄灭 4
2.2 熔断器作用及技术特性 8
2.2.1 熔断器的作用 8
2.2.2 熔断器的分类 8
2.2.3 熔断器的工作原理与特性 9
2.2.4 熔断器的主要参数与选择 10
2.3 低压断路器 11
2.3.1 低压断路器的定义及分类 11
2.3.2 低压断路器的结构 11
2.3.3 低压断路器的工作原理 13
2.3.4 低压断路器的主要技术参数 13
2.4 高压断路器 13
2.4.1 高压断路器的用途及分类 13
2.4.2 高压断路器的基本要求 14
2.4.3 高压断路器的基本参数 15
2.4.4 真空断路器 17
2.4.5 SF6高压断路器 18
2.5 断路器的操动机构 20
2.5.1 操动机构概述 20
2.5.2 操动机构的性能要求 21
2.5.3 操动机构的种类及特点 21
2.6 隔离开关 23
2.6.1 隔离开关的用途 23
2.6.2 隔离开关的特点 24
2.6.3 隔离开关的额定参数与分类 24
2.6.4 隔离开关操动机构 24
2.6.5 隔离开关型号和参数表示 25
2.7 真空接触器 25
2.7.1 真空接触器的动作原理 25
2.7.2 真空接触器的主要优点 26
2.7.3 真空接触器的额定参数 26
2.8 载流导体 26
2.8.1 载流导体的发热 26
2.8.2 材料与形状的选择 27
2.8.3 导体的选择和校验 27
2.8.4 封闭母线 29
2.9 核电厂电气贯穿件 31
2.9.1 概况 31
2.9.2 电气贯穿件的结构 32
2.9.3 电气贯穿件的密封 34
2.9.4 电气贯穿件的现场试验 36
2.10 核电厂的防雷和接地装置 36
2.10.1 核电厂外部防雷和接地 37
2.10.2 核电厂内部防雷和接地 37
2.10.3 避雷器 37
复习题 39
第3章 成套配电装置 41
3.1 低压开关柜 41
3.1.1 低压开关柜的分类 41
3.1.2 低压开关柜的应用 41
3.2 中压开关柜 43
3.2.1 中压开关柜的分类 43
3.2.2 中置式金属铠装开关柜 44
3.2.3 防止误操作闭锁保护 46
3.2.4 中压接触器—熔断器组合电器 47
3.3 气体绝缘金属封闭组合电器 48
3.3.1 GIS封闭组合电器的特点 48
3.3.2 气体绝缘金属封闭电器的结构 48
3.3.3 智能化系统的应用 51
3.4 发电机断路器 52
3.4.1 发电机断路器的发展 52
3.4.2 发电机断路器的功能与优越性 53
3.4.3 发电机断路器的分类与结构 54
3.4.4 发电机断路器的基本参数 55
复习题 56
第4章 核电厂的直流与UPS系统 57
4.1 直流系统概述 57
4.1.1 直流系统的作用 57
4.1.2 直流系统的电压等级划分 57
4.1.3 直流系统的组成和接线方式 57
4.2 蓄电池 59
4.2.1 富液式铅酸蓄电池 60
4.2.2 密封阀控式铅酸蓄电池 65
4.3 整流器 66
4.3.1 相控型整流电源 66
4.3.2 高频开关整流电源 67
4.3.3 运行方式 68
4.4 直流系统的绝缘监测装置 70
4.4.1 母线绝缘监测 70
4.4.2 支路监测 71
4.5 交流不停电电源系统 72
4.5.1 UPS规格的确定 72
4.5.2 UPS系统的典型配置方式 73
4.5.3 UPS的输出要求 75
4.5.4 逆变装置 76
复习题 77
第5章 变压器 78
5.1 变压器的工作原理 78
5.1.1 理想变压器 78
5.1.2 实际变压器 79
5.1.3 变压器的阻抗参数 80
5.1.4 变压器的效率 80
5.2 变压器的结构 81
5.2.1 结构部件的名称和作用 81
5.2.2 变压器磁路系统 84
5.2.3 绕组的连接方式和连接组 85
5.2.4 变压器器身绝缘典型结构 87
5.3 变压器的分类与铭牌 88
5.3.1 变压器的分类 88
5.3.2 变压器的型号表示方法 89
5.3.3 变压器铭牌 90
5.4 变压器的空载运行和负载运行 90
5.4.1 变压器的空载运行 91
5.4.2 变压器的负载运行 92
5.5 变压器的运行性能 95
5.5.1 变压器的外特性 95
5.5.2 变压器的电压变化率 95
5.5.3 变压器运行条件 96
5.5.4 变压器并列运行条件 96
5.5.5 变压器的热性能 97
5.5.6 变压器耐受短路的能力 97
5.5.7 变压器的励磁涌流 98
5.5.8 变压器的噪声 99
5.5.9 变压器油中溶解气体分析 99
5.6 特殊变压器 101
5.6.1 自耦变压器 101
5.6.2 电压互感器 101
5.6.3 电流互感器 105
复习题 106
第6章 交直流电动机 107
6.1 异步电动机的结构及应用 107
6.1.1 异步电动机的结构 107
6.1.2 异步电动机的铭牌 109
6.1.3 异步电动机的特点及分类 111
6.2 异步电动机的工作原理 112
6.2.1 异步电动机的转动原理 112
6.2.2 转差率 114
6.2.3 异步电动机的物理状况分析 114
6.2.4 电磁转矩 116
6.2.5 机械特性曲线 117
6.3 异步电动机的启动 118
6.3.1 异步电动机的启动转矩平衡 118
6.3.2 异步电动机的启动性能 119
6.3.3 异步电动机的启动方式 119
6.3.4 绕线式异步电动机的启动 122
6.3.5 各种启动方式的比较 123
6.4 异步电动机的调速 123
6.4.1 变极调速 124
6.4.2 变频调速 124
6.4.3 变转差率调速 124
6.5 异步电动机的运行 125
6.5.1 异步电动机的运行维护 125
6.5.2 异步电动机的简单故障分析 125
6.6 直流电动机的基本原理及结构 126
6.6.1 直流电动机的工作原理 126
6.6.2 直流电动机的结构 127
6.7 直流电动机的励磁方式 128
6.7.1 他励直流电动机 128
6.7.2 并励直流电动机 128
6.7.3 串励直流电动机 128
6.7.4 复励直流电动机 129
6.8 直流电动机的运行 129
6.8.1 直流电动机的基本方程 129
6.8.2 直流电动机的机械特性 129
6.8.3 对直流电动机启动特性的要求 131
6.8.4 直流电动机的启动方法 131
6.8.5 直流电动机的制动 131
6.8.6 直流电动机的反转 132
6.8.7 直流电动机的运行检查 132
6.9 直流电动机的调速 132
6.9.1 他（并）励直流电动机的调速 133
6.9.2 串励直流电动机调速 134
6.1 0厂用电动机的选择与自启动 134
6.1 0.1 厂用电动机的选择 134
6.1 0.2 电动机自启动校验 135
复习题 136
第7章 同步发电机 137
7.1 同步发电机工作原理 137
7.2 汽轮发电机的结构 138
7.2.1 发电机定子结构 139
7.2.2 发电机转子结构 142
7.2.3 氢气冷却器 144
7.2.4 支撑轴承 145
7.2.5 轴密封 145
7.2.6 发电机的冷却方式 147
7.3 发电机励磁系统 148
7.3.1 励磁系统分类 148
7.3.2 无刷励磁机 150
7.3.3 自动励磁调节装置 154
7.3.4 励磁系统的控制方式 154
7.3.5 励磁系统的辅助功能 155
7.4 同步发电机的运行 156
7.4.1 发电机电枢反应 156
7.4.2 发电机功率 157
7.4.3 发电机电压方程与向量图 159
7.4.4 同步发电机的运行特性 160
7.4.5 同步发电机的容许运行范围 162
7.4.6 同步发电机的正常运行 165
7.5 同步发电机的并联运行 166
7.5.1 电压的允许变动范围 167
7.5.2 频率的允许变动范围 168
7.6 发电机非正常运行工况 169
7.6.1 发电机对称过负荷 169
7.6.2 发电机不对称过负荷 169
7.6.3 发电机的失磁运行 170
7.6.4 以同步电动机方式运行 172
7.6.5 定子电压偏差大于允许值 173
7.6.6 发电机及其辅助系统氢气泄漏 173
复习题 174
第8章 核电厂的电气主接线及厂用电 175
8.1 核电厂电气系统 175
8.2 电气主接线的要求和形式 175
8.2.1 电气系统主接线的基本要求 175
8.2.2 电气主接线的基本形式 176
8.3 核电厂电气主接线的选择 176
8.3.1 发电机出口主接线方式 176
8.3.2 升压站主接线的选择 178
8.3.3 核电厂备用电源主接线的选择 182
8.4 核电厂厂用电系统的构成 183
8.4.1 核电厂厂用电设计原则 184
8.4.2 厂用负荷的分级 184
8.5 电力系统的接地方式及选择 185
8.5.1 中性点接地方式的划分 185
8.5.2 中性点直接接地系统 185
8.5.3 中性点不接地系统 186
8.5.4 中性点经消弧线圈接地系统 186
8.5.5 中性点经电阻接地系统 187
8.5.6 各种接地方式的比较 187
8.5.7 核电厂接地方式的选择 188
8.6 核电厂棒控电源 188
8.6.1 从厂用母线获取交直流电源 189
8.6.2 取自电动发电机的棒控电源 190
8.7 核电厂应急柴油发电机 191
8.7.1 概述 191
8.7.2 应急柴油发电机的工作原理 192
8.7.3 应急柴油发电机系统的构成 193
8.7.4 柴油发电机的热备用 196
8.7.5 程序带载试验 197
8.7.6 定期试验 197
复习题 198
第9章 电气设备的测量和控制 199
9.1 电气设备的测量回路 199
9.1.1 概述 199
9.1.2 常见电气量测量 200
9.1.3 常用二次回路附件 202
9.2 基本控制回路和自动装置 203
9.2.1 概述 203
9.2.2 断路器控制 204
9.2.3 同期回路 205
9.2.4 信号回路 206
9.2.5 自动重合闸 207
9.2.6 备用电源自动投入装置 207
9.2.7 故障记录装置 207
9.2.8 向量测量装置 208
9.3 核电厂电气监控系统 208
9.3.1 传统的核电厂电气监控系统 208
9.3.2 电气DCS系统 209
复习题 216
第10章 继电保护 217
10.1 概述 217
10.1.1 继电保护的基本原理 217
10.1.2 继电保护的基本要求 219
10.2 厂用电保护 220
10.2.1 6kV电动机保护 220
10.2.2 低厂变保护 222
10.2.3 6kV母线及电源馈线保护 224
10.2.4 厂用电源的切换 224
10.3 发电机保护 225
10.3.1 发电机的故障和异常工况 225
10.3.2 发电机保护配置及出口方式 227
10.3.3 发电机保护原理 228
10.4 变压器保护 238
10.4.1 变压器的故障与异常工况 238
10.4.2 变压器的保护配置 239
10.4.3 变压器保护原理 239
10.5 高压输电线路及母线保护 243
10.5.1 光纤差动保护 243
10.5.2 高频纵联保护 245
10.5.3 距离保护 247
10.5.4 接地保护 248
10.5.5 过电压保护 249
10.5.6 自动重合闸 250
10.5.7 短引线保护 251
10.5.8 断路器失灵保护 251
10.5.9 母差保护 251
复习题 252
索引 253
参考文献 254