供电工程（第2版）

目录

前言

本书常用文字符号与图形符号表

第一章绪论1

第一节电力系统的基本概念1

第二节电力系统的电压5

第三节电力系统的中性点接地方式7

第四节用户供电系统及供电要求16

第五节供电工程设计的主要内容和

程序20

思考题与习题21

第二章负荷计算与无功功率补偿23

第一节概述23

第二节三相用电设备组计算负荷的

确定28

第三节单相用电设备组计算负荷的

确定32

第四节尖峰电流的计算33

第五节无功功率补偿34

第六节供电系统的计算负荷38

第七节供电系统的电能节约44

思考题与习题48

第三章短路电流计算50

第一节概述50

第二节供电系统短路过程的分析51

第三节高压电网短路电流的计算55

第四节低压电网短路电流的计算61

第五节短路电流的效应68

思考题与习题70

第四章电器、电线电缆及其选择72

第一节概述72

第二节开关电器的灭弧原理73

第三节高压电器75

第四节低压电器88

第五节互感器99

第六节电线电缆107

第七节低压保护电器的选择122

思考题与习题133

第五章供电系统的一次接线135

第一节概述135

第二节电力变压器的选择135

第三节电气主接线的基本形式140

第四节变配电所电气主接线示例144

第五节高低压配电系统153

第六节变配电所与箱式变电站159

第七节供电方案的技术经济比较164

思考题与习题165

第六章供电系统的二次接线167

第一节概述167

第二节操作电源167

第三节电气测量回路与绝缘监视170

第四节高压断路器的控制和信号

回路174

第五节中央信号装置179

思考题与习题179

第七章供电系统的继电保护180

第一节概述180

第二节电力线路的保护185

第三节电力变压器的保护195

第四节电力电容器与高压电动机的

保护207

第五节微机保护及应用210

思考题与习题216

第八章供电系统的自动化218

第一节微机自动控制装置218

第二节配电自动化概述221

第三节变电所综合自动化225

第四节负荷控制与用电管理自动化229

思考题与习题232

第九章接地与防雷233

第一节接地与等电位联结233

第二节电击防护244

第三节雷电有关知识252

第四节建筑物的雷电防护257

第五节供电系统的雷电过电压保护268

思考题与习题277

第十章电能质量的提高279

第一节电能质量标准与频率调整279

第二节电压偏差及其调节280

第三节电压波动和闪变及其降低284

第四节公用电网谐波及其抑制290

第五节三相电压不平衡及其补偿295

思考题与习题297

附录298

附录表1工厂用电设备组的需要系数及功率

因数值298

附录表2照明设备的需要系数299

附录表3民用建筑用电设备组的需要系数及

功率因数值300

附录表4住宅用电负荷需要系数（同时

系数）300

附录表5工厂部分用电设备组的利用系数及

功率因数值301

附录表6用电设备组的最大系数Km302

附录表7不同行业的年最大负荷利用小时

数Tmax与年最大负荷损耗小时

数τ302

附录表8各类建筑物的单位面积功率303

附录表91全国普通住宅每户的用电

指标303

附录表92江苏省普通住宅每户的用电

指标303

附录表10相间负荷换算相负荷的功率换算

系数303

附录表11自愈式低压并联电力电容器的主要

技术数据304

附录表12三相线路电线电缆单位长度每相

阻抗值304

附录表1310×（1±5%）/04kV 三相双绕

组无励磁调压油浸式电力变压器

技术数据305

附录表1410×（1±5%）/04kV三相

双绕组无励磁调压干式电力变压器

技术数据305

附录表15低压铜母线单位长度每相阻抗及

相保护导体阻抗值305

附录表16低压密集绝缘铜母线槽单位

长度每相阻抗及相保护导体阻

抗值306

附录表17低压铜芯电线电缆单位长度相保护

导体阻抗值307

附录表18CV1系列户内高压真空断路器的

主要技术参数307

附录表19XRNT3、XRNP3、XRNC3型高压限

流熔断器的主要技术参数308

附录表20FL(R)N36B12D型户内高压SF6

负荷开关及负荷开关熔断器组合

电器的主要技术参数308

附录表21XRNT312型高压限流熔断器熔体

电流与10kV电力变压器容量的

配合表308

附录表22CW2系列智能型万能式断路器的

主要技术参数309

附录表23CM2（Z）系列塑壳式断路器的

主要技术参数310

附录表24NT系列高分断熔断器的主要技术

参数及其时间电流特性312

附录表25LZZBJ1210A系列高压电流互感器

的主要技术参数313

附录表26BH066型低压电流互感器的主要

技术参数313

附录表27JDZ(X)1210系列高压电压互

感器的主要技术参数314

附录表28常用绝缘材料的耐热分级及其极

限温度314

附录表29架空裸导线的最小允许截

面积314

附录表30绝缘导线的最小允许截

面积314

附录表31裸导体及高压电缆在正常和短路

时的最高允许温度及热稳定

系数315

附录表32低压电线电缆的最高允许温度及

热稳定系数K315

附录表33选择电线电缆的环境温度315

附录表34450/750V型BV绝缘电线穿管敷

设时的载流量316

附录表35450/750V型RV等绝缘电线明敷

时的载流量316

附录表36450/750V型BYJ绝缘电线穿管敷

设时的载流量317

附录表37450/750V型BYJ绝缘电线明敷时

的载流量317

附录表3806/1kV型VV电缆明敷和埋地敷

设时的载流量318

附录表3906/1kV型YJV电缆明敷和埋地

敷设时的载流量318

附录表406～35kV型YJV电缆明敷和埋地敷设时的载流量319

附录表41矩形涂漆裸铜母线(TMY)的载流量（交流）320

附录表42LJ、LGJ型裸铝绞线的载

流量320

附录表43环境空气温度不等于30℃时的校

正系数(用于敷设在空气中的

电缆载流量)321

附录表44埋地敷设时环境温度不同于20℃

时的校正系数321

附录表45土壤热阻系数不同于25K·m/W

时的载流量校正系数321

附录表46多回路管线或多根多芯电缆成束

敷设的校正系数321

附录表47多回路直埋电缆的校正

系数322

附录表48多回路多芯电缆穿管埋地敷设的

校正系数322

附录表49敷设在自由空气中多根多芯电缆

束的校正系数323

附录表50多芯电缆在托盘、梯架内多层

敷设时的校正系数323

附录表51敷设在自由空气中单芯电缆多

回路成束敷设的校正系数323

附录表52低压母线槽的额定电流

等级324

附录表53配电用低压断路器过电流脱扣器

的反时限动作特性324

附录表54电动机保护用低压断路器过电流

脱扣器和过载继电器的反时限

动作特性324

附录表55g类熔断体的约定时间和约定

电流325

附录表56照明线路保护断路器过电流脱扣器可靠系数325

附录表57照明线路熔体选择计算系

数Km325

附录表58熔体允许通过的电动机起动

电流325

附录表59外壳防护等级的分类代号326

附录表60JL80系列静态电流继电器

（无源）的主要技术数据326

附录表61JGL2系列静态反时限过电流继电器

（多功能）的主要技术数据326

附录表62土壤电阻率参考值327

附录表63独立变电所（A类电气装置）的

接地电阻327

附录表64建筑物电气装置（B类电气装置）

的接地电阻328

附录表65接地装置导体最小规格

尺寸328

附录表66人工接地极的冲击利用

系数328

附录表67等电位联结导体的截

面积329

附录表68防雷等电位联结导体的

最小截面积329

附录表69电气设备防电击保护分类及

应用329

附录表70220/380V线路单位长度泄漏

电流329

附录表71电动机泄漏电流329

附录表72荧光灯、家用电器及计算机泄

漏电流330

附录表73避雷针、避雷带（网）以及用作

接闪器的建筑物金属屋面的材料、

规格330

附录表74防雷引下线的材料、规格330

附录表75SPD连接导线的最小截

面积330

附录表76普通阀式避雷器至主变压器间的

最大电气距离331

参考文献332

本书常用文字符号与图形符号表本书常用文字符号与图形符2100433B

本书以供电工程设计和技术应用为主线，论述工业与民用电力用户供电系统的基本理论、工程设计方法和运行管理等基本知识。全书共分十章，内容包括绪论、负荷计算与无功功率补偿、短路电流计算、电器电线电缆及其选择、供电系统的一次接线、供电系统的二次接线、供电系统的继电保护、供电系统的自动化、接地与防雷、电能质量的提高等。为便于教学，一些重要章节都配有例题，同时每章均有思考题与习题。书中例题与习题大多来源于工程实际。

本书是普通高等教育规划教材之一，为适应高校工程教育改革创新的专业教学需要，是在《供电工程》（第2版）的基础上修订而成的。本书以供电工程设计和技术应用为主线，论述工业与民用电力用户供电系统的基本理论、工程设计方法和运行管理等基本知识。全书共分十章，内容包括绪论，负荷计算与无功功率补偿，短路电流计算，电器、电线电缆及其选择，供电系统的一次接线，供电系统的二次接线，供电系统的继电保护，供电系统的自动化，接地与防雷以及电能质量的提高等。为便于教学，一些重要章节都配有例题，同时每章均有思考题与习题。书中例题与习题大多来源于工程实际。 本书在内容阐述上，强调以工程综合应用为目的，培养学生的工程设计理念，使学生掌握规范要求，并具有实际应用的能力，以国家注册电气工程师（供配电）专业考试大纲的要求安排章节内容及深度，充分体现供电工程技术的新发展和国家标准规范的新要求，并努力与国际标准接轨。 本书既可作为高等学校电气工程及其自动化专业、建筑电气与智能化专业及相近专业的教材，也可作为供电工程设计、监理、安装和运行技术人员的培训和参考用书。

前言

本书常用文字符号与图形符号表

第一章绪论

第一节电力系统的基本概念

第二节电力系统的电压

第三节电力系统的中性点接地方式

第四节用户供电系统及供电要求

第五节供电工程设计的主要内容和

程序

思考题与习题

第二章负荷计算与无功功率补偿

第一节概述

第二节三相用电设备组计算负荷的

确定

第三节单相用电设备组计算负荷的

确定

第四节尖峰电流的计算

第五节无功功率补偿

第六节供电系统的计算负荷

第七节供电系统的电能节约

思考题与习题

第三章短路电流计算

第一节概述

第二节供电系统短路过程的分析

第三节高压电网短路电流的计算

第四节低压电网短路电流的计算

第五节短路电流的效应

思考题与习题

第四章电器、电线电缆及其选择

第一节概述

第二节开关电器的灭弧原理

第三节高压电器

第四节低压电器

第五节互感器

第六节电线电缆

第七节低压保护电器的选择

思考题与习题

第五章供电系统的一次接线

第一节概述

第二节电力变压器的选择

第三节电气主接线的基本形式

第四节变配电所电气主接线示例

第五节高低压配电系统

第六节变配电所与箱式变电站

第七节供电方案的技术经济比较

思考题与习题

第六章供电系统的二次接线

第一节概述

第二节操作电源

第三节电气测量回路与绝缘监视

第四节高压断路器的控制和信号

回路

思考题与习题

第七章供电系统的继电保护

第一节概述

第二节电力线路的保护

第三节电力变压器的保护

第四节电力电容器与高压电动机的

保护

思考题与习题

第八章供电系统的自动化

第一节微机自动控制装置

第二节配电自动化概述

第三节变电所综合自动化系统

第四节电能信息采集与管理系统

思考题与习题

第九章接地与防雷

第一节接地与等电位联结

第二节电击防护

第三节雷电有关知识

第四节建筑物的雷电防护

第五节供电系统的雷电过电压保护

思考题与习题

第十章电能质量的提高

第一节电能质量标准与频率调整

第二节电压偏差及其调节

第三节电压波动和闪变及其降低

第四节公用电网谐波及其抑制

第五节三相电压不平衡及其补偿

思考题与习题

附录

附录表1工厂用电设备组的需要系数及

功率因数值

附录表2照明设备的需要系数

附录表3民用建筑用电设备组的需要系数

及功率因数值

附录表4住宅用电负荷的需要系数（同时

系数）

附录表5工厂部分用电设备组的利用系数

及功率因数值

附录表6用电设备组的最大系数Km

附录表7不同行业的年最大负荷利用小时

数Tmax与年最大负荷损耗小时

数τ

附录表8各类建筑物的单位面积功率

附录表91全国普通住宅每户的用电

指标

附录表92江苏省普通住宅每户的用电

指标

附录表10相间负荷换算相负荷的功率

换算系数

附录表11自愈式低压并联电力电容器的

主要技术数据

附录表12三相线路电线电缆单位长度每

相阻抗值

附录表1310×（1±5%）/04kV 三相双

绕组无励磁调压油浸式电力变压

器技术数据

附录表1410×（1±5%）/04kV三相

双绕组无励磁调压干式电力变

压器技术数据

附录表15低压铜母线单位长度每相阻抗

及相保护导体阻抗值

附录表16低压密集绝缘铜母线槽单位

长度每相阻抗及相保护导体阻

抗值

附录表17低压铜芯电线电缆单位长度相

保护导体阻抗值

附录表18CV212系列户内高压真空断路

器的主要技术参数

附录表19XRNT3、XRNP3、XRNC3型高

压限流熔断器的主要技术

参数

附录表20FL(R)N36B12D型户内高压SF6

负荷开关及负荷开关熔断器组

合电器的主要技术参数

附录表21XRNT312型高压限流熔断器熔

体电流与10kV电力变压器容量的

配合表

附录表22CW3系列智能型空气式断路器

的主要技术参数

附录表23CM5（Z）系列塑料外壳式断路器

主要技术参数

附录表24NT系列高分断熔断器的主要技

术参数及其时间电流特性

附录表25LZZBJ1210A系列高压电流互感

器的主要技术参数

附录表26BH066型低压电流互感器的

主要技术参数

附录表27JDZ(X)1210系列高压电压互

感器的主要技术参数

附录表28常用绝缘材料的耐热分级及其

极限温度

附录表29架空裸导线的最小允许截

面积

附录表30绝缘导线的最小允许截

面积

附录表31裸导体及高压电缆在正常和短路

时的最高允许温度及热稳定

系数

附录表32低压电线电缆的最高允许温度

及热稳定系数K

附录表33选择电线电缆的环境温度

附录表34450/750V型BV绝缘电线穿管

敷设时的载流量

附录表35450/750V型RV等绝缘电线明

敷时的载流量

附录表36450/750V型BYJ绝缘电线穿管

敷设时的载流量

附录表37450/750V型BYJ绝缘电线明敷

时的载流量

附录表3806/1kV型VV电缆明敷和埋地

敷设时的载流量

附录表3906/1kV型YJV电缆明敷和埋

地敷设时的载流量

附录表406～35kV型YJV电缆明敷和埋

地敷设时的载流量

附录表41矩形涂漆裸铜母线(TMY)的

载流量（交流）

附录表42LJ、LGJ型裸铝绞线的载

流量

附录表43环境空气温度不等于30℃时的校

正系数(用于敷设在空气中的

电缆载流量)

附录表44埋地敷设时环境温度不同于

20℃时的校正系数

附录表45土壤热阻系数不同于25K·

m/W时的载流量校正系数

附录表46多回路管线或多根多芯电缆成

束敷设的校正系数

附录表47多回路直埋电缆的校正

系数

附录表48多回路多芯电缆穿管埋地敷设

的校正系数

ⅩⅦ附录表49敷设在自由空气中多根多芯电

缆束的校正系数

附录表50多芯电缆在托盘、梯架内多层

敷设时的校正系数

附录表51敷设在自由空气中单芯电缆多

回路成束敷设的校正系数

附录表52低压母线槽的额定电流

等级

附录表53配电用低压断路器过电流脱扣

器的反时限动作特性

附录表54电动机保护用低压断路器过电

流脱扣器和过载继电器的反时

限动作特性

附录表55g类熔断体的约定时间和约定

电流

附录表56照明线路保护断路器过电流脱

扣器可靠系数

附录表57照明线路熔体选择计算系

数Km

附录表58熔体允许通过的电动机起动

电流

附录表59外壳防护等级的分类代号

附录表60微机保护测控装置的保护

功能

附录表61微机保护测控装置的主要技术

数据

附录表62土壤电阻率参考值

附录表6335~110kV独立变电所的

接地电阻

附录表64建筑物（低压）电气装置

的接地电阻

附录表65接地装置导体最小规格

尺寸

附录表66人工接地极的冲击利用

系数

附录表67等电位联结导体的截

面积

附录表68防雷等电位联结导体的

最小截面积

附录表69电气设备防电击保护分类及

应用

附录表70220/380V线路单位长度的泄漏

电流

附录表71电动机的泄漏电流

附录表72常用电器的泄漏电流

附录表73避雷针、避雷带（网）以及用作

接闪器的建筑物金属屋面的材

料、规格

附录表74防雷引下线的材料、规格

附录表75SPD连接导线的最小截

面积

附录表76氧化锌避雷器至主变压器间的

最大电气距离

参考文献2100433B

为了减少对新兴的供电地区一次性建设投资，采取由该地区用户集资建设新区公用供电设施办法的国家有日本、加拿大、韩国等。日本政府批准由供电企业承担新用户供电工程投资的限额，根据向用户提供的供电设备是一般供电设备还是特殊供电设备而异。属于一般供电设备，凡超过供电企业应承担资金限额的部分由用户负担，特殊供电设备(根据用户要求超过标准设计的设备、备用供电设备、专用供电设备等)原则上全部由用户负担。加拿大的安大略水电局对新区有新增供电工程的用户，根据该用户需要的送电距离和利用该工程同时申请用电户的数量，以新增工程决算为基础，对具体用户分别按送电距离核定其分担费用，投入运行后，当该地区又有新增用户时，再向新用户核收分担费用，并相应退还用户由于分摊工程费用户数增多应核减的费用，但退还时要扣除已折旧部分的资金。

由供电企业向申请用电户按申请容量收取供电贴费，统一建设供电工程办法的国家有中国、原匈牙利等。他们的共同点是按照用户申请用电的不同电压，分别规定每千伏安(kV·A)[或千瓦(kW)]申请用电容量应向供电企业交纳的贴费标准，由供电企业统一建设供电工程供电。不同点是：用户申请用电有供电工程时，全部工程由用户投资，不收贴费;无供电工程时，用户按标准交付贴费作为公用供电工程占用费(如原匈牙利);有的是不论有无供电工程，均由用户交纳统一标准数额的贴费，由电力企业统一建设供电工程(如中国)。