第1章 系统分析 1
1.1概述 1
1.2潮流 1
1.2.1目的 1
1.2.2举例分析 1
1.3系统稳定性 8
1.3.1引言 8
1.3.2分析过程 8
1.3.3静态稳定性 11
1.3.4暂态稳定性 15
1.3.5动态稳定性 21
1.3.6异步电动机的影响 21
1.3.7暂态稳定性研究的数据要求和解释 22
1.3.8事例分析 26
1.4短路分析 32
1.4.1目的 32
1.4.2举例分析 32
第2章 图样和图解 38
2.1概述 38
2.2方块图 38
2.3原理图 42
2.3.1表示方法 42
2.3.2主电路 42
2.3.3控制、信号和监视电路 42
2.4生产商的图 42
2.4.1组合布线/电缆线图 42
2.4.2英国惯例 48
2.4.3欧洲惯例 50
2.4.4其他系统 53
2.5计算机辅助设计 53
2.6事例分析 54
2.7图形符号 55
附录2A继电保护识别——数字编码 55
附录2B德国、英国、美国/加拿大和国际符号之间的比较 64
第3章 变电站布置 71
3.1概述 71
3.2变电站设计依据 71
3.21供电可靠性 71
3.2.2可扩展性 71
3.2.3可维护性 72
3.2.4运行灵活性 72
3.2.5保护配置 72
3.2.6短路极限 72
3.2.7占地面积 72
3.2.8成本 73
3.3可选择的布置 73
3.3.1单母线 73
3.3.2变压器馈线 74
3.3.3网形 77
3.3.4环形 78
3.3.5双母线 78
3.3.6 1 1/2断路器 79
3.4空间要求 80
3.4.1引言 80
3.4.2安全距离 80
3.4.3相间和相对地的安全距离 83
第4章 变电站辅助电源 86
4.1概述 86
4.2直流电源 86
4.2.1蓄电池和充电器的配置 86
4.2.2蓄电池充电器元件 88
4.2.3安装要求 92
4.2.4典型的查询数据——直流配电盘 93
4.3蓄电池 94
4.3.1引言 94
4.3.2蓄电池容量 94
4.3.3蓄电池的特性 94
4.3.4蓄电池尺寸计算 98
4.3.5典型的查询数据 99
4.4交流电源 101
4.4.1电力电源 101
4.4.2低压交流配电盘故障率水平 103
4.4.3辅助变压器的低压连接 103
4.4.4可扩建性 105
4.4.5典型的查询数据 105
4.4.6接地变压器选择 106
4.4.7不间断电源 109
第5章 电流互感器和电压互感器 113
5.1概述 113
5.2电流互感器 113
5.2.1引言 113
5.2.2保护用CT分类 113
5.2.3计量用CT 115
5.2.4设计和结构的研究 116
5.2.5端子标记 117
5.2.6技术说明 117
5.3电压互感器 118
5.3.1引言 118
5.3.2电磁式电压互感器 118
5.3.3电容式电压互感器 118
5.3.4技术说明 119
5.4发展趋势 119
第6章 绝缘子 122
6.1概述 122
6.2绝缘材料 122
6.2.1聚合材料和树脂材料 122
6.2.2玻璃和瓷 123
6.3绝缘子类型 123
6.3.1支柱绝缘子 123
6.3.2盘形（悬式）绝缘子 126
6.3.3长棒形绝缘子 126
6.4污秽控制 128
6.4.1环境/爬距 128
6.4.2补救措施 130
6.4.3特定爬电途径的计算 130
6.5绝缘子的技术规范 130
6.5.1标准 130
6.5.2设计特性 132
6.6试验 132
6.6.1取样试验和例行试验 132
6.6.2技术细节 133
第7章 变电站建筑设施 134
7.1概述 134
7.2照明 134
7.2.1术语 134
7.2.2内部照明 137
7.2.3外部照明 143
7.2.4控制 147
7.3配电特性 148
7.4供热、通风和空气调节 150
7.4.1空气循环 150
7.4.2空气调节 151
7.4.3供暖 154
7.5火灾探测和抑制 154
7.5.1引言 154
7.5.2灭火器 155
7.5.3通道、急救和安全 155
7.5.4火灾探测 157
7.5.5火灾扑灭 158
7.5.6电缆、控制盘和电源 159
第8章 接地和连接 160
8.1概述 160
8.2设计标准 160
8.2.1接触电压和跨步电压 160
8.2.2接触电压和跨步电压的限制 161
8.3变电站接地计算 163
8.3.1环境条件 163
8.3.2接地材料 165
8.3.3接地电阻和接地电位升 167
8.3.4有害电压允许极限 169
8.4计算机仿真 170
参考文献 173
第9章 绝缘配合 174
9.1概述 174
9.2系统电压 174
9.2.1工频电压 174
9.2.2过电压 175
9.3安全净距 183
9.3.1空气 183
9.3.2 SF6 186
9.4绝缘配合的程序 186
9.4.1 IEC标准的方法 186
9.4.2统计的方法 187
9.4.3非统计的方法 187
9.5冲击电压保护 188
9.5.1棒状或火花间隙 188
9.5.2避雷器 189
参考文献 200
第10章 继电保护 201
10.1概述 201
10.2系统结构 201
10.2.1故障 201
10.2.2不接地系统 202
10.2.3阻抗接地系统 202
10.2.4直接接地系统 202
10.2.5电网结构 202
10.3电力系统保护原理 204
10.3.1用时间鉴别 204
10.3.2用电流值鉴别 205
10.3.3用时间和故障电流值鉴别 205
10.3.4单元保护 205
10.3.5信号通道辅助 206
10.4电流继电器 206
10.4.1引言 206
10.4.2反时限继电器 206
10.4.3其他特性曲线 208
10.4.4在双对数坐标纸上绘制继电器曲线 209
10.4.5电流继电器的应用举例 209
10.5差动保护方案 216
10.5.1偏置差动保护（比率制动式差动保护） 216
10.5.2高阻抗保护 219
10.5.3变压器保护应用举例 219
10.5.4辅助线单元保护 222
10.5.5母线保护 225
10.6距离继电器 227
10.6.1引言 227
10.6.2基本原理 227
10.6.3继电器特性 228
10.6.4保护区段 231
10.6.5切换继电器 232
10.6.6典型的架空输电线路保护方案 233
10.7辅助继电器 236
10.7.1跳闸和辅助设备 236
10.7.2交流辅助继电器 239
10.7.3计时器 239
10.7.4低电压继电器 239
10.7.5低频继电器 239
10.8计算机辅助分级作法 240
10.8.1基本输入数据 240
10.8.2电网故障水平 241
10.8.3 CT电流比和保护装置 242
10.8.4继电器整定 242
10.9实际的配电电网情况研究 243
10.9.1引言 243
10.9.2主变电站保护 243
10.9.3牵引系统保护 243
10.9.4 21 kV配电系统和保护基本原理 244
10.9.5 21 kV辅助线单元保护 246
10.9.6 21 kV后备保护 247
10.9.7接地故障指示器的使用 248
10.9.8小结 248
10.10近期在控制、保护和监控方面的进步 248
10.10.1基本情况 248
10.10.2发展 249
参考文献 250
第11章 熔断器和小型断路器 251
11.1概述 251
11.2熔断器 251
11.2.1类型和标准 251
11.2.2定义和术语 254
11.2.3 HRC型熔断器 256
11.2.4高压熔断器 258
11.2.5管式熔断器的结构 262
11.3熔断器动作 263
11.3.1快速动作 263
11.3.2选择性 263
11.3.3电缆保护 265
11.3.4电动机保护 266
11.3.5半导体器件保护 267
11.4小型断路器 268
11.4.1运行 268
11.4.2标准 269
11.4.3应用 271
参考文献 275
第12章 电缆 276
12.1概述 276
12.2代码和标准 276
12.3电缆和材料的类型 278
12.3.1一般设计标准 278
12.3.2电缆结构 281
12.3.3海底电缆 288
12.3.4接头和终端 288
12.4电缆尺寸的确定 289
12.4.1引言 289
12.4.2敷设在空气中的电缆 290
12.4.3直接敷设在地下的电缆 290
12.4.4敷设在管道中的电缆 294
12.4.5接地和互连 294
12.4.6短路额定值 295
12.4.7计算举例 296
12.5电缆损耗的计算 305
12.5.1介质损耗 305
12.5.2屏蔽或护套损耗 305
12.6电缆的燃烧特性 306
12.6.1引言 306
12.6.2有毒和腐蚀性气体 306
12.6.3烟气排放 307
12.6.4氧指数和温度指数 307
12.6.5阻燃/可燃性 307
12.6.6耐火性 308
12.6.7力学性能 308
12.7控制和通信电缆 309
12.7.1低压和多芯控制电缆 309
12.7.2电话电缆 310
12.7.3光缆 312
12.8电缆管理系统 317
12.8.1标准电缆敷设安排 317
12.8.2计算机辅助的电缆安装系统 319
12.8.3界面说明 322
参考文献 324
第13章 开关设备 325
13.1概述 325
13.2术语和标准 325
13.3开合 328
13.3.1基本原理 328
13.3.2特殊的开合情况 335
13.3.3开关和隔离开关 338
13.3.4接触器 342
13.4灭弧介质 343
13.4.1引言 343
13.4.2六氟化硫（SF6） 345
13.4.3真空 348
13.4.4油 349
13.4.5空气 350
13.5操动机构 352
13.5.1合闸和分闸 352
13.5.2联锁 354
13.5.3整体接地 354
13.6设备技术规范 355
13.6.1 12kV户内金属封闭开关柜举例 355
13.6.2 145kV敞开式开关设备举例 364
13.6.3配电系统开关设备举例 368
13.6.4配电环网单元 368
参考文献 372
第14章 电力变压器 373
14.1概述 373
14.2标准和原理 373
14.2.1变压器的基本作用 373
14.2.2变压器等效电路 374
14.2.3电压和电流分布 375
14.2.4变压器的阻抗表示法 375
14.2.5分接头转换开关（分接开关） 379
14.2.6适用的标准 385
14.3电压、阻抗和额定容量 387
14.3.1引言 387
14.3.2电压降 387
14.3.3阻抗 387
14.3.4电压比和分接开关的一般说明 387
14.3.5无励磁分接开关及电压比 388
14.3.6有载分接开关及电压比 388
14.3.7基本绝缘水平 389
14.3.8失量组标号和中性点接地 389
14.3.9决定阻抗和分接范围的计算举例 390
14.4热工设计 397
14.4.1引言 397
14.4.2温升 397
14.4.3温度引起的预期寿命降低 398
14.4.4环境温度 399
14.4.5太阳光发热 399
14.4.6变压器的冷却方式分类 399
14.4.7冷却类型的选择 401
14.4.8冷却类型在现场的改变 402
14.4.9损耗的投资 402
14.5结构方面 403
14.5.1铁心 403
14.5.2绕组 403
14.5.3油箱和外壳 405
14.5.4冷却装置 406
14.5.5低火险类型 407
14.5.6中性点接地变压器 408
14.5.7电抗器 408
14.6辅助设备 409
14.6.1引言 409
14.6.2气体继电器 409
14.6.3突发压力继电器和气体分析继电器 410
14.6.4压力释放装置 410
14.6.5温度监测 410
14.6.6吸湿器 411
14.6.7其他附件 411
14.6.8变压器订货的细节问题 412
参考文献 422
第15章 变电站和架空线路基础 423
15.1概述 423
15.2土壤调查 423
15.3基础形式 429
15.4基础设计 432
15.5现场工作 433
15.5.1测量 433
15.5.2挖土方 433
15.5.3打桩 433
15.5.4土方工程 433
15.5.5混凝土 433
15.5.6钢结构的固定 435
第16章 架空线路路径 436
16.1概述 436
16.2路径选择的目标 436
16.3初步的路径选择 436
16.3.1测量设备要求 436
16.3.2航空测量 437
16.3.3地面测量 438
16.3.4地面土壤条件 438
16.3.5通行权、通道和地形 438
16.3.6最佳条件选择 438
16.4线路的测量和纵断面图绘制 440
16.4.1精度要求 440
16.4.2纵断面图的要求 440
16.4.3计算机辅助设计技术 441
第17章 构架、铁塔和电杆 442
17.1概述 442
17.2环境条件 443
17.2.1典型的参数 443
17.2.2对铁塔或支撑结构设计的影响因素 444
17.2.3导线负荷 450
17.3结构设计 454
17.3.1网格型钢铁塔设计要考虑的问题 454
17.3.2铁塔的试验 463
17.4电杆和铁塔的类型 463
17.4.1电杆结构 463
17.4.2铁塔结构 464
参考文献 466
第18章 架空线路导体及技术说明 467
18.1概述 467
18.2环境条件 467
18.3导线的选择 468
18.3.1引言 468
18.3.2导线类型 468
18.3.3架空集束导线和BLX 471
18.3.4导线断裂强度 473
18.3.5双金属连接器 474
18.3.6腐蚀 475
18.4计算电气额定值 475
18.4.1热平衡方程式 475
18.4.2功率传输容量 476
18.4.3电晕放电 479
18.4.4架空线计算举例 481
18.5设计档距、净空距离和负荷 483
18.5.1设计档距 483
18.5.2导线与地线的间距与净空距离 493
18.5.3断线条件 501
18.5.4导线试验/检查 501
18.6架空线路金具 501
18.6.1有关空气动力现象的金具 501
18.6.2悬垂线夹 503
18.6.3垂度调整器 504
18.6.4其他各种金具部件 504
18.7架空线路阻抗 504
18.7.1感抗 504
18.7.2容抗 506
18.7.3电阻 506
18.8变电站母线选择——事例分析 506
18.8.1引言 506
18.8.2导线直径/载流容量 506
18.8.3基于重量的导线选择 507
18.8.4导线短路电流容量 510
18.8.5导线支持物的布置 511
参考文献 514
第19章 调试和试运行 515
19.1概述 515
19.2质量保证 515
19.2.1引言 515
19.2.2检查公布公告 517
19.2.3局部验收试验 517
19.2.4系统验收试验 517
19.2.5文件和记录系统 517
19.3工厂检查和试验 519
19.3.1目的 519
19.3.2技术规范和责任 519
19.3.3型式试验 519
19.3.4例行产品试验 520
19.4现场检查和试验 520
19.4.1调试和试验 520
19.4.2维护检查 521
19.4.3在线检查和测试 523
19.5试验和调试方法 524
19.5.1开关设备 524
19.5.2变压器 531
19.5.3电缆 534
19.5.4保护 538
附录19A调试试验程序要求 549
附录19B图样、表和手册 549
第20章 电磁兼容 551
20.1概述 551
20.2标准 551
20.3依从性 552
20.4试验 553
20.4.1引言 553
20.4.2磁场辐射的排放测量 553
20.4.3电场辐射发射测量 555
20.4.4传导辐射的测量 556
20.4.5抗干扰性试验 556
20.5屏蔽 557
20.5.1引言 557
20.5.2屏蔽线的使用 557
20.5.3屏蔽盒和法拉第笼的使用 557
20.5.4房间中屏蔽地板的使用 558
20.6典型的实用公式 560
20.6.1分贝参考水平 560
20.6.2磁场强度计算 561
20.6.3两对平行导线之间的互感 561
20.6.4衰减系数 562
20.7实例研究 562
20.7.1屏蔽电力电缆 562
20.7.2场强测量 565
参考文献 567
第21章 数据采集与监控系统 568
21.1概述 568
21.2可编程序控制器 568
21.2.1功能 568
21.2.2 PLC选择 568
21.2.3应用举例 571
21.3电力线载波通信 576
21.3.1引言 576
21.3.2电力线载波通信原理 577
21.4数据采集与监控 580
21.4.1引言 580
21.4.2典型特性 581
21.4.3系统设计问题 582
21.4.4举例（海底隧道） 583
21.5软件管理 584
21.5.1软件——一个特殊的情况 584
21.5.2软件生命周期 585
21.5.3软件工具应用 587
21.5.4软件工程管理 589
参考文献 590
第22章 项目管理 591
22.1概述 591
22.2项目评估 591
22.2.1引言 591
22.2.2财务评估 592
22.2.3经济评估 598
22.3筹集资金 600
22.3.1筹集资金的责任 600
22.3.2现金流 600
22.3.3财源 601
22.3.4出口信贷代理 601
22.3.5降低资金风险 602
22.3.6私人财力的利用 603
22.4项目阶段 604
22.4.1项目生命周期 604
22.4.2现金流 605
22.4.3担保 606
22.4.4预付款项和保留额 607
22.4.5保险 608
22.4.6项目停闭 608
22.5合同的条款和条件 608
22.5.1时间、成本和质量 608
22.5.2合同的基本形式 609
22.5.3合同的标准条款和条件 610
22.5.4关键条款 613
22.6招标 615
22.6.1选择承包商 615
22.6.2评估 615
22.6.3招标评估 616
22.7合同的范本形式——练习 617
附录22A项目定义/调查表（设计咨询使用） 618
附录22B投标检查表 639
第23章 配电规划 642
23.1概述 642
23.2定义 642
23.2.1需求量或平均需求量 642
23.2.2最大需求量 643
23.2.3需求因数 644
23.2.4利用率 644
23.2.5负荷率 644
23.2.6不同时率 644
23.2.7同时率 645
23.2.8负荷不同时率 646
23.2.9损耗率 646
23.2.10负荷持续时间 649
23.2.11损耗等效小时 651
23.2.12峰值负荷能力系数 651
23.3负荷预测 652
23.3.1负荷预测的使用者 652
23.3.2负荷预测的准备工作 653
23.3.3微观负荷预测 653
23.3.4宏观负荷预测 655
23.3.5负荷预测的性质 656
23.4系统参数 657
23.4.1配电馈电接线布置 657
23.4.2电压降的计算 659
23.4.3正序电阻 661
23.4.4感抗 661
23.4.5配电馈电线和配电变压器的经济负荷 661
23.4.6系统损耗 662
23.5系统可靠性 663
23.5.1引言 663
23.5.2可靠性函数 665
23.5.3可预测性分析 667
23.6采用的图样和资料 670
第24章 电能质量——电力系统中的谐波 672
24.1概述 672
24.2谐波的特性 673
24.2.1引言 673
24.2.2三相谐波 673
24.3谐波的产生 674
24.3.1引言 674
24.3.2变压器 674
24.3.3变流器 675
24.3.4晶闸管桥 675
24.3.5铁路和有轨电车牵引系统 677
24.3.6静止无功补偿器和平衡器 678
24.4谐波的影响 679
24.4.1谐波的热效应 679
24.4.2谐波过电压 679
24.4.3谐振 679
24.4.4干扰 680
24.5谐波的限制 681
24.5.1谐波滤波器 681
24.5.2电容器解调 683
24.6铁磁谐振和次谐振 684
24.6.1引言 684
24.6.2铁磁谐振的物理描述 684
24.6.3次谐波 686
24.6.4间谐波 686
24.7谐波研究 686
24.7.1要求 686
24.7.2研究 687
24.7.3测量 688
参考文献 688
第25章 电能质量——电压波动 690
25.1概述 690
25.2电力系统中电压波动的特性和原因 691
25.2.1短时间中断和电压暂降及峰值 691
25.2.2电压波动 693
25.2.3电压闪变 693
25.2.4缓慢电压波动 694
25.2.5电压不平衡 694
25.2.6阶跃事件 695
25.3解决办法 695
25.3.1能量储存 695
25.3.2平衡 695
25.3.3静态无功补偿装置 697
25.3.4静态无功功率补偿装置 697
25.4情况研究 697
参考文献 699
第26章 基础知识 700
26.1概述 700
26.2符号和术语 700
26.2.1符号 700
26.2.2单位及换算表 701
26.3交流量 705
26.4矢量表示法 707
26.5矢量代数 712
26.5.1 j算子 712
26.5.2矢量的指数形式 713
26.5.3矢量的极坐标形式 713
26.5.4矢量的代数运算 713
26.5.5 h算子 714
26.6序分量 715
26.6.1理论基础 715
26.6.2计算方法和近似法 715
26.6.3说明 716
26.7网络故障分析 717
26.7.1引言 717
26.7.2基础公式 718
26.7.3简化的网络换算举例 721
26.8设计最优化 725
26.8.1引言 725
26.8.2技术问题 727
26.8.3降低损耗 729
26.8.4通信连接的增益和衰减 736
26.8.5无功补偿 737
26.8.6功率因数补偿计算程序 739
参考文献 741