第一章 变电站的电气主接线设计 1
第一节 对电气主接线的评价 1
一、可靠性 1
二、灵活性 2
三、经济性 2
第二节 常用的各种接线方式及特点 2
一、变压器—线路组接线 2
二、桥接线 3
三、单母线接线 3
四、单母线分段接线 4
五、双母线接线 5
六、双母线分段接线 6
七、带旁路母线的母线制接线 7
八、3/2断路器接线 8
九、双母线双断路器接线 11
十、变压器—母线接线 12
十一、4/3断路器接线 12
第三节 变电站主接线的选择 13
一、主接线选择的主要原则 13
二、变电站的分类 14
三、各种配电装置的接线方式 14
第四节 主接线设计所需的原始资料和专业间配合 16
一、主接线设计需要的系统资料 16
二、变电站主接线作为其他专业的设计依据 17
第五节 主接线中的设备配置 17
一、隔离开关的配置 17
二、接地开关和接地器的配置 18
三、避雷器、阻波器、耦合电容器的配置 18
四、电流、电压互感器的配置 19
第六节 短路电流的限制措施 27
一、在电力系统上的措施 27
二、采用高阻抗变压器 27
三、采用串联电抗器 28
四、自耦变压器中性点经小电抗接地 29
五、母线分列运行 30
第七节 中性点的接地方式 30
一、中性点直接接地 30
二、中性点经消弧线圈接地 31
三、中性点经小电阻接地 33
四、中性点电阻值选择原则 33
第八节 变电站主接线的实例 34
一、220kV终端变电站 34
二、220kV地区变电站 34
三、330kV变电站 34
四、500kV变电站 34
五、超大规模的500kV变电站 39
第二章 变电站的控制 42
第一节 变电站控制系统设计的基本要求 42
一、变电站控制系统的设计内容 42
二、对控制系统的基本要求 42
三、500kV变电站控制系统的特点 43
第二节 变电站的控制方式及二次设备布置 45
一、由值班人员控制的变电站 46
二、遥控变电站 46
三、变电站二次设备布置 47
四、常规500kV变电站的二次设备分散布置 49
第三节 断路器的控制 51
一、变电站断路器的控制方式 51
二、断路器各种控制方式的特点 51
三、220kV变电站断路器控制 54
四、500kV变电站断路器控制 55
五、断路器控制回路设计的基本要求 55
六、断路器的典型控制回路接线 56
第四节 隔离开关的控制和安全操作闭锁 66
一、隔离开关的控制方式 66
二、隔离开关的安全操作闭锁 72
第五节 控制屏的选择和组屏（柜）设计 76
一、板式控制屏 76
二、拼块式控制屏 76
三、二次设备组屏（柜）设计 77
第六节 主控制室设计及有关工程心理学方面的问题 79
一、概述 79
二、主控制室的位置 80
三、主控制室面积的计算 81
四、与主控制室设计有关的工程心理学知识 83
五、主控制室的布置 87
六、主控制室的环境设计 94
第三章 变电站的计算机监控系统 97
第一节 变电站的常规监控系统 97
第二节 常规监控系统存在的问题 98
一、信息处理方面的问题 98
二、信息变换方面的问题 99
三、信息传输方面的问题 99
四、500kV变电站监控系统出现的新问题 99
第三节 在监控系统中应用计算机 100
一、利用微处理机改进变电站的测量和信号系统 100
二、用计算机监控系统代替常规监测系统 101
三、分布式的监控系统及二次设备分散布置 102
四、利用计算机监控系统实现变电站的无人值班 102
五、实现变电站的数字化 104
六、变电站计算机监控系统发展的展望 104
第四节 计算机监控系统的功能 105
一、数据采集和处理 105
二、数据的存储 107
三、系统和设备的安全监视与报警 107
四、控制、调节及安全操作闭锁 108
五、显示和制表打印 110
六、事件顺序记录 110
七、事故追忆 110
八、远动功能 110
九、同步时钟对时 111
十、人—机联系 111
十一、事故分析及处理指导 112
十二、运行管理和技术管理 112
十三、自诊断、自恢复和自动切换 112
第五节 计算机监控系统的结构及硬件配置 113
一、概述 113
二、常规变电站计算机监控系统的结构 114
三、数字式变电站计算机监控系统的结构 120
四、数字式变电站计算机监控系统的特点 123
五、变电站计算机监控系统硬件性能的基本要求 125
第六节 监控系统的软件要求 127
一、对软件的一般要求 127
二、监控系统的主要软件 127
三、监控系统的数据库及管理 128
第七节 监控系统的信息采集和输出回路设计 129
一、对信息采集和输出回路设计的要求 129
二、各种信息采集回路的设计 129
三、数字式变电站信息采集回路 131
第四章3/2断路器接线二次线设计特点 132
第一节 基本接线及安装单位的划分 132
一、3/2断路器接线的一般形式 132
二、安装单位划分 132
第二节 电流、电压互感器的配置及二次回路 133
一、电流互感器的配置 133
二、电流回路接线 135
三、和电流接线对测量和保护的影响 137
四、电压互感器的配置 138
第三节 控制及同期回路 139
一、控制回路 139
二、同期回路 139
第四节 隔离开关的安全操作闭锁 141
第五节 断路器失灵保护及自动重合闸 142
一、断路器失灵保护 142
二、自动重合闸 142
三、保护及二次设备布置 143
第五章 变电站的无功补偿装置 144
第一节 概述 144
第二节 并联电抗器 145
一、并联电抗器的接线 145
二、并联电抗器保护 146
第三节 并联电力电容器 151
一、并联电力电容器组的接线 151
二、电力电容器的故障和不正常运行方式 155
三、并联电容器组保护的特点 157
四、并联电容器组的熔断器保护 157
五、并联电容器组的工频过电压保护 160
六、并联电容器组的过电流保护 168
七、并联电容器组的失压保护 168
八、并联电容器组对其他设备及保护的影响 168
第四节 无功—电压的自动调节 170
一、概述 170
二、无功—电压的调节原理 170
三、对无功—电压自动调节装置的一般要求 175
四、无功—电压自动调节装置 175
第五节 串联补偿装置 176
一、概述 176
二、串联补偿装置的接线 178
三、串联补偿电容器组的接线 179
四、串联补偿装置的过电压保护 180
五、串联补偿装置的继电保护 181
六、串联补偿装置的监控和通信 182
第六节 可控补偿装置 182
一、电力系统对可控补偿的需求 182
二、高压、大功率电力电子器件的发展及应用 184
三、可控静止并联补偿装置（SVC） 184
四、静止无功发生器（SVG） 185
五、可控串联补偿 187
六、灵活交流输电系统 189
第六章 电流、电压互感器的特性及二次回路 191
第一节 概述 191
第二节 电流互感器的稳态参数选择 192
一、一次额定电流选择 192
二、二次额定电流选择 193
三、电流互感器额定输出容量的选择 194
四、对准确度级的要求 196
五、仪表安全系数Fs的选择 199
六、电流互感器二次绕组数的确定 199
七、数字式变电站电流互感器配置和二次参数选择 200
第三节 保护用电流互感器的暂态参数选择 201
一、采用暂态型电流互感器的必要性 201
二、电流互感器的暂态计算 201
三、电流互感器的工作循环 204
四、具有暂态特性的保护用电流互感器分级 205
五、暂态保护级电流互感器的选择 207
第四节 电流互感器的二次回路设计 208
一、电流互感器的二次回路接线 208
二、测量仪表的电流回路接线 209
三、保护用电流互感器的二次回路接线 210
第五节 电压互感器的参数选择 211
一、额定电压 211
二、额定二次输出容量 211
三、电压互感器的误差 211
四、电压互感器的选型 213
五、电容式电压互感器的暂态特性 213
六、电磁式电压互感器的铁磁谐振 214
第六节 电压互感器的二次回路接线 214
一、对电压互感器二次回路接线的基本要求 214
二、电压互感器二次绕组接地方式 214
三、测量仪表的电压回路电压降 215
四、继电保护和测量仪表的电压回路供电方式 215
五、电压互感器二次回路的保护 217
六、电压回路切换 218
七、电压互感器二次回路接线 220
第七节 电压抽取装置 222
一、ZY - 2型电压抽取装置 222
二、TYC -01型电压抽取装置 223
第八节 电子式互感器 224
一、概述 224
二、电子式互感器的基本结构和基本参数 225
三、电子式互感器的基本原理 226
四、对电子式互感器的评价 229
第七章 电力变压器保护 231
第一节 变压器可能发生的故障和不正常运行方式 231
一、变压器内部的各种短路故障 231
二、变压器附属设备故障引起的不正常运行 231
三、外部短路引起的变压器过电流 232
第二节 变压器保护的配置原则 232
第三节 瓦斯保护 233
第四节 纵差保护 234
一、对纵差保护的要求 234
二、纵差保护的构成 234
三、纵差保护的整定计算 237
四、分侧差动保护的采用 241
五、纵差保护用电流互感器的选型 244
六、关于纵差保护电流回路断线问题 246
第五节 变压器的相间故障后备保护 247
一、变压器的相间故障后备保护的配置原则 248
二、变压器的相间故障后备保护的配置方式 248
三、变压器的相间故障后备保护的整定计算 249
第六节 接地故障后备保护 255
一、变压器接地保护的配置原则 255
二、变压器接地保护的接线 256
三、接地保护的整定计算 256
第七节 过负荷保护 261
第八节 变压器的其他保护 261
一、分裂绕组变压器的差电压保护 261
二、过励磁保护 263
第九节 变压器保护装置的选型和典型接线 265
一、变压器保护装置的选型 265
二、微机型变压器保护的特点 265
三、变压器保护的典型配置 266
第八章 变电站的380/220V站用电系统 271
第一节 站用电负荷的性质 271
一、站用电负荷 271
二、站用电负荷分类 271
三、变电站的启动负荷 272
第二节 站用电系统接线 272
一、站用电源 272
二、站用电380/220V侧接线 274
三、站用电负荷的供电回路接线 274
第三节 站用变压器的选择 277
一、站用变压器类型的选择 277
二、站用变压器主要参数的选择 277
三、站用变压器容量的选择 278
四、接地变压器容量的选择 281
第四节 站用电系统的监控、保护和自动装置 283
一、站用电系统的控制 283
二、站用电系统的保护 284
三、站用电系统的自动装置 287
第五节 站用电系统的设备布置 288
一、站用变压器的布置 288
二、站用380/220V主配电屏的布置 288
三、站用380/220V分馈电屏的布置 288
四、配电屏的选型 289
五、检修和试验电源的配置 289
第九章 直流、UPS和自用电源的一体化 290
第一节 直流系统接线 290
一、直流母线接线 290
二、直流系统的电源配置 291
三、直流馈线网络 292
四、直流系统保护设备的选择 293
第二节 直流系统的工作电压 294
一、强电直流电压110V和220V的比较 294
二、变电站强电直流系统电压的选择 295
三、变电站弱电直流系统的电压 296
第三节 蓄电池组及其附属设备的选择 296
一、蓄电池的选择 296
二、蓄电池组数的确定 299
三、蓄电池组的构成方式 301
四、无端电池的蓄电池选择 302
五、硅降压装置的选择 306
第四节 充电和浮充电装置的选择 308
一、对充电和浮充电装置的一般要求 308
二、两组蓄电池时充电和浮充电装置的配置方式 309
三、充电和浮充电设备的选择 309
第五节 直流设备的监控与布置 311
一、直流设备的监控 311
二、直流设备的布置 313
第六节 变电站的不间断电源系统 313
一、变电站设不间断电源系统的必要性 313
二、对UPS系统的要求 314
三、变电站UPS的配置方式 314
四、集中式UPS系统的接线 315
五、UPS主要部件的工作原理 316
六、不间断电源的供电回路 319
第七节 自用电源系统的一体化 320
一、概述 320
二、一体化自用电源系统的组成 320
三、系统功能 320
四、直流电源装置 322
五、交流不间断电源系统（UPS） 323
六、通信电源装置 323
七、交流电源装置 323
八、总监控装置 323
第十章 变电站二次系统的其他问题 324
第一节 变电站的同步系统 324
一、概述 324
二、同步系统的电压回路设计 324
三、手动准同步回路 326
四、变电站的自动同步 327
五、变电站的同步系统接线 329
第二节 变电站的抗干扰 331
一、二次回路干扰电压的来源 331
二、干扰电压的抑制 334
三、对变电站抗干扰措施的建议 336
四、保护下放的抗干扰情况分析 338
第三节 变电站的图像监视系统 339
一、图像监视系统在变电站的用途 340
二、图像监视系统的功能要求 340
三、图像监视系统的构成 341
四、图像监视系统设计要考虑的问题 342
第四节 变电站设备的在线监测 343
一、概述 343
二、对在线监测系统的要求 344
三、变电站在线监测系统简介 344
四、在线监测的工程应用 347
第五节 二次设备的运行维护 347
一、弱电设备的运行维护 347
二、户外二次设备的运行维护 348
第六节 提高二次回路可靠性的若干措施 349
一、直流回路自动开关、熔断器的配置及相关回路设计 349
二、控制、保护回路用中间继电器的选择及相关回路设计 350
三、分闸压板的配置 351
四、保护屏的选择及接线 351
五、控制电缆的选择 352
参考文献 353