《输配电工程 原书第3版》PDF下载

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  • 作  者:(英)贝利斯,(英)哈迪著
  • 出 版 社:北京:机械工业出版社
  • 出版年份:2012
  • ISBN:9787111355540
  • 页数:743 页
图书介绍:本书全面、系统地介绍了输配电工程的各个环节,并以Channel Tunnel(海底隧道)工程的具体工程案例贯穿全书,针对在输配电工程中遇到的主要课题给出了解决方案。本书特点是采用理论和工程实际相结合的形式,强调了工程实践细节内容和实施过程;增加了电力系统谐波和电磁兼容等一些与输配电工程密切相关领域的新知识和新技术的介绍,引入了项目管理和配电计划内容,使读者在掌握专业技术的同时也学到了项目在竞标、工程设计和项目管理等方面的知识。

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