第1章 智能建筑供配电系统简介 1
1.0 内容简介及学习策略 1
1.1 电力系统 1
1.1.1 电力系统的组成 1
1.1.2 电力系统的运行特点 3
1.2 电力系统的额定电压 4
1.2.1 额定电压的规定 4
1.2.2 电力设备额定电压的确定 5
1.2.3 传输容量与传输距离 8
1.3 供配电系统的中性点运行方式 8
1.3.1 中性点接地系统 9
1.3.2 中性点不接地或经消弧线圈接地系统 9
1.3.3 低压配电系统的形式 11
1.4 建筑供配电系统 13
1.4.1 建筑供配电系统的组成及分类 13
1.4.2 建筑供配电系统中的电压等级 14
1.4.3 建筑供配电系统的发展趋势 14
1.5 智能建筑电气工程 15
1.5.1 智能建筑的定义及特征 15
1.5.2 智能建筑中的电气工程 15
1.6 供配电系统设计的基本内容 17
习题 18
第2章 负荷计算及无功补偿 19
2.0内容简介及学习策略 19
2.1 电力负荷 19
2.1.1 用电设备的工作制与负荷持续率 19
2.1.2 设备容量的确定 21
2.2 负荷曲线 22
2.2.1 日负荷曲线 23
2.2.2 年负荷曲线 24
2.2.3 计算负荷 26
2.3 三相负荷计算方法 27
2.3.1 需要系数法 27
2.3.2 二项式计算法 31
2.3.3 利用系数法 34
2.3.4 指标估算法 35
2.4 单相负荷计算方法 37
2.4.1 单相负荷接于相电压和线电压的等效三相负荷计算 37
2.4.2 单相负荷的等效三相负荷的简化计算 38
2.5 尖峰电流的计算 40
2.5.1 电动机顺序起动的尖峰电流计算 40
2.5.2 电动机同时起动的尖峰电流的计算 41
2.6 供配电系统的损耗计算 41
2.6.1 线路上的功率损耗和电能损耗计算 41
2.6.2 变压器的功率损耗和电能损耗 44
2.7 无功功率补偿计算方法 45
2.7.1 提高功率因数的意义 45
2.7.2 功率因数计算 46
2.7.3 功率因数的改善 47
2.7.4 并联电力电容器的补偿方法 48
2.8 负荷计算实例 53
2.8.1 工业建筑负荷计算示例 53
2.8.2 民用建筑负荷计算示例 53
习题 56
第3章 建筑供配电一次系统的构成 58
3.0内容简介及学习策略 58
3.1 负荷等级及供电要求 58
3.1.1 负荷分级 58
3.1.2 各级负荷的供电要求 59
3.2 应急电源 61
3.2.1 应急电源的种类 61
3.2.2 应急电源的选择 62
3.3 配变电站主接线 63
3.3.1 常用电气设备的功能及符号 63
3.3.2 配变电所主接线 65
3.4 高低压配电系统主接线配置图 74
3.4.1 高压配电系统主接线图 74
3.4.2 低压配电系统图 76
3.5 配变电所的布置 80
3.5.1 配变电所位置的选择 80
3.5.2 配变电所的形式 80
3.5.3 配变电所的结构与布置 81
3.5.4 户外箱式变电站的布置 89
3.6 柴油发电机房的布置 89
3.6.1 柴油发电机房位置的选择 90
3.6.2 柴油发电机房的布置 90
3.7 供配电系统的配电网络 92
3.7.1 高压配电网络 92
3.7.2 低压配电系统 95
习题 98
第4章 短路电流的计算 100
4.0内容简介及学习策略 100
4.1 短路产生的原因、危害及种类 100
4.1.1 短路产生的原因 100
4.1.2 短路的危害 101
4.1.3 短路的种类 101
4.2 无限大容量电源系统三相短路电流暂态过程的分析 102
4.2.1 无限大容量电源系统 102
4.2.2 三相短路过程的分析 102
4.2.3 三相短路的有关物理量 105
4.3 短路回路阻抗的计算 106
4.3.1 标幺制及基值 106
4.3.2 短路回路中元件阻抗的计算 109
4.3.3 短路回路中总阻抗的计算 111
4.3.4 三相短路电流的计算 112
4.4 三相短路电流的计算示例 114
4.4.1 采用有名值法计算三相短路电流的步骤 114
4.4.2 采用标幺值计算三相短路电流的步骤 115
4.4.3 变压器低压侧出线处三相短路电流的估算 118
4.5 大功率异步电动机对短路电流的影响 118
4.6 低压短路电流的计算 119
4.7 不对称短路的短路电流计算 122
4.7.1 对称分量法简介 122
4.7.2 两相短路电流的计算 124
4.7.3 单相短路电流的计算 124
4.7.4 变压器的穿越电流 125
习题 127
第5章 电气设备的选择方法 129
5.0内容简介及学习策略 129
5.1 短路电流的力效应和热效应 129
5.1.1 短路电流的力效应 129
5.1.2 短路电流的热效应 131
5.1.3 短路电流校验计算 133
5.2 开关电气的灭弧原理 135
5.2.1 电弧的产生及危害 135
5.2.2 电弧的熄灭方法 136
5.3 高压开关电器及其选择 138
5.3.1 常用高压开关电器 139
5.3.2 高压电器的选择与校验条件 144
5.3.3 高压断路器的选择 147
5.3.4 高压熔断器的选择 149
5.4 低压电气设备的选择 151
5.4.1 常用的低压开关电器 151
5.4.2 低压开关电器的选择与校验项目 154
5.4.3 低压开关柜的选择 155
5.5 互感器及其选择 156
5.5.1 电流互感器的使用和选择 157
5.5.2 电压互感器的使用和选择 162
5.6 配电变压器的选择 166
5.6.1 变压器的类型和连接组别的选择 166
5.6.2 配变压器的台数和容量的选择 169
5.7 自备应急电源的选择 171
5.7.1 柴油发电机组的选择 171
5.7.2 不间断电源装置（UPS）的选择 174
5.7.3 应急电源装置（EPS）的选择 175
习题 176
第6章 供配电系统线缆的选择方法 178
6.0内容简介及学习策略 178
6.1 常用线缆类型及选择 178
6.1.1 常用线缆的基本组成 178
6.1.2 线缆额定电压的选择 180
6.1.3 线缆材料的选择 181
6.1.4 阻燃电缆的选择 183
6.1.5 耐火电线电缆的选择 184
6.1.6 母线的选择 186
6.2 线缆的选择要求和选择项目 187
6.2.1 线缆选择的基本要求 187
6.2.2 电力线缆截面选择项目 187
6.3 线缆截面的选择方法 188
6.3.1 按发热条件选择线缆截面 188
6.3.2 按允许线路电压损失选择导线截面 190
6.3.3 按机械强度校验导线截面 195
6.3.4 按短路条件选择导线截面积 196
6.4 中性线及保护线的导体截面选择方法 197
6.4.1 中性导体选择 197
6.4.2 保护线（PE）导体选择 200
6.5 按经济电流密度选择导线截面 201
习题 202
第7章 高压供配电系统的继电保护 204
7.0内容简介及学习策略 204
7.1 继电保护的基本原理 204
7.1.1 继电保护的作用和原理 204
7.1.2 继电保护的要求及保护分类 206
7.2 常用保护继电器及接线方式 208
7.2.1 常用的保护继电器 208
7.2.2 电流保护装置的接线方式 214
7.3 单电源供电线路的继电保护 216
7.3.1 相间短路保护 216
7.3.2 线路过负荷保护 227
7.3.3 单相接地保护 228
7.4 配电变压器的继电保护 230
7.4.1 配电变压器的故障形式与保护配置 230
7.4.2 变压器相间短路保护 231
7.4.3 二次侧单相短路保护 233
7.4.4 变压器过负荷保护 234
7.4.5 瓦斯保护与温度保护 234
7.5 母线的继电保护 239
7.6 微机保护简介 241
7.6.1 微机保护的功能 242
7.6.2 微机保护的硬件结构 242
习题 243
第8章 低压配电系统中的保护 245
8.0 内容简介及学习策略 245
8.1 低压配电系统的保护要求与保护元件 245
8.1.1 低压配电系统的保护要求 245
8.1.2 低压配电系统中常用的保护元件 246
8.2 低压配电线路的保护 255
8.2.1 低压断路器作线路保护 255
8.2.2 低压熔断器作线路保护 258
8.3 低压配电系统接地故障的保护 261
8.3.1 TN系统接地故障的保护 261
8.3.2 TT系统接地故障的防护 262
8.3.3 IT系统接地故障的防护 265
8.3.4 剩余电流保护装置（RCD）的应用 268
8.4 保护电器的级间配合 271
8.4.1 熔断器与熔断器的级间配合 272
8.4.2 断路器的级间配合 272
8.4.3 断路器与熔断器的级间配合 272
8.5 低压保护电器计算示例 274
习题 278
第9章 配变电所二次回路与自动装置 279
9.0内容简介及学习策略 279
9.1 配变电所常用操作电源 279
9.1.1 二次回路概述 279
9.1.2 站用电源及操作电源 280
9.2 断路器的控制与信号回路 283
9.2.1 概述 283
9.2.2 电磁操作机构的断路器控制及信号回路 285
9.3 电气测量与电能计量 287
9.3.1 电气测量的配置及要求 287
9.3.2 电能计量装置 289
9.4 自动重合闸装置 290
9.4.1 自动重合闸的作用及要求 290
9.4.2 自动重合闸装置与保护的配合 291
9.4.3 自动重合闸装置二次图 292
9.5 备用电源自动投入装置 295
9.5.1 备用电源自动投入装置的作用及要求 295
9.5.2 备用电源自动投入装置二次回路 296
9.6 配电网的自动化与智能化 299
9.6.1 配电网自动化系统 299
9.6.2 智能配电网 302
习题 303
第10章 供配电系统过电压与防雷保护 304
10.0内容简介及学习策略 304
10.1 过电压及其危害 304
10.1.1 内部过电压的产生及分类 304
10.1.2 雷电过电压的产生及其特性参数 305
10.1.3 过电压的危害作用 311
10.2 直击雷过电压的防护 312
10.2.1 直击雷防护装置的保护原理 312
10.2.2 建筑物的防雷分类 313
10.2.3 接闪器的保护范围计算 314
10.2.4 防护雷电流的反击 321
10.3 雷电侵入波过电压的防护 322
10.3.1 雷电侵入波过电压的防护原理 322
10.3.2 避雷器的保护特性 323
10.4 雷击电磁脉冲的防护 327
10.4.1 防雷分区与防护分级 328
10.4.2 SPD电涌保护器原理及特性 331
10.4.3 SPD的接线方式 334
10.4.4 SPD的选择与配合 337
10.5 接地系统与等电位连接保护 339
10.5.1 接地系统 339
10.5.2 等电位连接 342
10.6 供配电系统的防雷保护 344
10.6.1 配变电所的防雷保护 344
10.6.2 低压配电系统中的防雷保护 345
习题 346
第11章 电能质量 348
11.0内容简介及学习策略 348
11.1 概述 348
11.1.1 供配电系统中的电能质量 348
11.1.2 评价供配电系统电能质量的主要指标 349
11.2 电压偏差 350
11.2.1 电压偏差及其影响 350
11.2.2 电压偏差的允许值 351
11.2.3 电压偏差的改善措施 353
11.3 电压波动和电压闪变 355
11.3.1 电压波动和电压闪变及其影响 355
11.3.2 电压波动和电压闪变的允许值 356
11.3.3 电压波动和闪变的限制措施 358
11.4 三相电压不平衡度 360
11.4.1 三相电压不平衡度及其影响 360
11.4.2 三相电压不平衡度的改善措施 361
11.5 谐波 361
11.5.1 谐波及谐波含量 362
11.5.2 谐波的影响 365
11.5.3 谐波的允许值 366
11.5.4 抑制谐波的措施 369
习题 373
附录A 374
参考文献 392