工矿供电技术

第1章供电系统基本概念1

1.1电力系统的组成1

1.1.1电力系统1

1.1.2电网电压等级2

1.2供电质量及电力负荷对供电要求4

1.2.1供电系统中电压质量4

1.2.2电力负荷分级及其对供电要求7

1.3供电系统的结线方式8

1.3.1对供电系统结线方式要求8

1.3.2供电系统的结线方式8

1.3.3变电所的主结线10

1.3.4典型煤矿企业供电系统12

1.4电网中性点运行方式14

1.4.1中性点不接地方式14

1.4.2中性点经消弧线圈接地方式15

1.4.3中性点直接接地方式16

1.4.4电网单相接地电流计算17

习题与思考题19

第2章负荷计算20

2.1负荷曲线20

2.1.1负荷曲线的意义及其作用20

2.1.2负荷曲线中的几个物理量21

2.2负荷计算方法22

2.2.1设备容量的确定22

2.2.2需用系数法计算负荷23

2.2.3二项式法计算负荷26

2.3主变压器选择及企业负荷确定27

2.3.1功率因数及其提高27

2.3.2主变压器选择31

2.3.3供电系统功率损耗31

习题与思考题35

第3章短路电流计算36

3.1短路电流的基本概述36

3.1.1产生短路原因36

3.1.2短路的类型36

3.1.3短路的危害36

3.1.4计算短路电流的目的37

3.2短路电流暂态分析37

3.2.1无限大容量电源系统短路暂态分析37

3.2.2有限大容量电源系统短路暂态过程40

3.3无限大容量电源供电系统短路电流计算41

3.3.1有名值计算法41

3.3.2标么值计算法46

3.4有限大容量电源供电系统短路电流计算50

3.4.1计算曲线50

3.4.2简单有限大容量电源供电系统短路电流计算方法52

3.5大容量电动机对短路电流的影响52

3.5.1异步电动机的影响52

3.5.2同步电动机的影响53

3.6不对称短路电流计算54

3.6.1对称分量法54

3.6.2不对称短路电流的计算59

3.6.3正序等效定则62

3.7短路电流的电动力与热效应64

3.7.1短路电流的电动力64

3.7.2短路电流的热效应65

习题与思考题68

第4章供电系统电气设备选择70

4.1高压电气设备选择70

4.1.1开关电弧产生与熄灭70

4.1.2灭弧方法71

4.1.3高压电器选择73

4.2母线和绝缘子选择80

4.2.1母线选择80

4.2.2母线支柱绝缘子和套管绝缘子选择81

4.3仪用互感器83

4.3.1电流互感器83

4.3.2电压互感器86

习题与思考题87

第5章电力线路89

5.1电力线路概述89

5.1.1架空线路的结构89

5.1.2电缆线路的结构93

5.2架空线路截面选择97

5.2.1选择导线截面的一般原则97

5.2.2架空电力线路截面选择计算97

5.2.3闭式电网的计算102

5.3高压电缆线路截面选择105

习题与思考题107

第6章供电系统的继电保护108

6.1继电保护的基础108

6.1.1继电保护的作用和任务108

6.1.2继电保护装置的组成及工作原理108

6.1.3对继电保护装置要求109

6.1.4常用继电器110

6.1.5电流保护的接线方式113

6.2电网相间短路的电流电压保护115

6.2.1电流速断保护115

6.2.2限时电流速断保护117

6.2.3定时限过电流保护118

6.2.4三段式电流保护119

6.2.5电流电压联锁速断保护121

6.3电网相间短路的方向电流保护122

6.3.1方向电流保护的工作原理122

6.3.2功率方向继电器124

6.3.3方向电流保护应用中几个问题125

6.4电力变压器保护126

6.4.1概述126

6.4.2变压器的气体保护127

6.4.3变压器的电流速断保护128

6.4.4变压器纵联差动保护129

6.4.5变压器相间短路后备保护133

6.5电力电容器的保护134

6.5.1电容器故障类型及保护方式134

6.5.2电容器组与断路器之间连线短路故障电流保护135

6.5.3电容器组的横联差动保护136

6.6高压电动机的保护136

6.6.1电动机的相间短路保护137

6.6.2电动机过负荷保护138

6.7供电系统微机保护138

6.7.1微机保护的构成138

6.7.2单元微机保护逻辑原理139

6.7.3微机保护的软件系统143

6.8中性点不接地系统单相接地保护144

6.8.1单相接地的零序电流分布144

6.8.2单相接地微机自动选线保护147

习题与思考题151

第7章过电压及其保护153

7.1大气过电压对供电系统的影响153

7.1.1过电压的原因及危害153

7.1.2大气过电压153

7.1.3雷电冲击波沿导线传播155

7.2变电站与线路的防雷158

7.2.1对直击雷的防护158

7.2.2变电站进出线入侵波的防护160

7.2.3防雷装置的接地161

7.3供电系统的保护接地161

7.3.1接地电流的电位分布162

7.3.2接地电阻的确定163

习题与思考题164

第8章变电站二次回路和自动化装置166

8.1二次回路及其操作电源166

8.1.1概述166

8.1.2直流操作开关电源167

8.1.3蓄电池组168

8.1.4交流操作电源169

8.2高压断路器的控制与信号回路169

8.2.1对断路器控制与信号回路的要求169

8.2.2断路器控制与信号回路169

8.3变电站中央信号系统172

8.3.1中央信号概述172

8.3.2事故信号系统173

8.3.3预告信号系统174

8.4变电站综合自动化系统176

8.4.1综合自动化系统的基本功能176

8.4.2综合自动化系统的硬件结构178

习题与思考题183

第9章矿井供电安全技术184

9.1矿用电气设备防爆184

9.1.1矿用一般型电气设备184

9.1.2矿用防爆型电气设备184

9.1.3电气设备的防爆原理186

9.2井下供电系统190

9.2.1井下中央变电所190

9.2.2采区变电所191

9.2.3综采工作面供电系统192

9.3井下电网漏电保护193

9.3.1漏电的原因及危害194

9.3.2低压电网单相漏电分析195

9.3.3漏电保护198

9.4矿井供电设备201

9.4.1矿用隔爆高压真空配电箱201

9.4.2KBSGZY型矿用隔爆移动变电站204

9.4.3KBZ型矿用隔爆真空馈电开关208

9.5矿用隔爆真空电磁启动器211

9.5.1QBZ200/1140（660）矿用隔爆真空电磁启动器211

9.5.2QBZ4×80/1140型矿用隔爆组合真空电磁启动器213

9.5.3QBR315/1140（660）矿用隔爆型真空软启动器217

9.5.4127V电网综合保护装置220

习题与思考题223

第10章采区供电计算226

10.1概述226

10.1.1计算依据226

10.1.2计算要求226

10.1.3计算内容226

10.2采区变电所位置及采掘设备布置226

10.2.1采区变电所位置确定原则226

10.2.2采掘机电设备布置方案227

10.3供电系统的拟定227

10.3.1供电系统的拟定原则227

10.3.2供配电设备确定228

10.3.3供电电缆拟定一般规定228

10.4负荷计算及变压器的选择229

10.4.1负荷计算229

10.4.2变压器的选择229

10.5高低压电缆的选择233

10.5.1高压电缆选择233

10.5.2低压电缆选择233

10.6短路电流的计算240

10.6.1绝对值法计算井下电网的短路电流240

10.6.2查表法计算井下低压电网的短路电流243

10.6.3电气设备短路校验247

10.7保护装置的整定247

10.7.1高压配电装置过流保护的整定247

10.7.2移动变电站过流保护装置整定248

10.7.3低压开关过流保护的整定249

习题与思考题252

参考文献253 2100433B

本书讲述工矿企业供电技术的基础理论和新技术知识。全书共10章，包括供电系统基本概念、负荷计算、短路电流计算、供电系统电气设备选择、电力线路、供电系统继电保护、过电压保护、变电站二次回路和自动化装置、矿井供电安全技术、采区供电计算等内容。

本书适用于高等院校本科电气工程类等专业工矿企业供电、企业供电相关课程教材，也可作为电气工程技术人员的参考书。

自供电技术属于新能源技术，有着无法估量的市场前景。节能环保呼声日益高涨，省电需求从节省多少电源到不用电源的高级阶段迈进。据悉，采用自供电技术开发的相关产品，每年将为国家节约一座长江三峡电站的发电量。2100433B