供配电技术及应用

目 录

第1章 概论 1

1.1 电力系统与供配电系统的基本概念 1

1.1.1 电力系统 1

1.1.2 供配电系统 3

1.1.3 对供配电系统的基本要求 4

1.2 电力系统的额定电压 4

1.3 电力系统中性点运行方式 6

1.3.1 中性点不接地的电力系统 7

1.3.2 中性点经消弧线圈接地的电力

系统 8

1.3.3 中性点直接接地的电力系统 9

1.3.4 中性点经电阻接地的电力系统 9

1.4 电能质量指标 10

1.4.1 电压质量指标 10

1.4.2 频率质量指标 12

1.4.3 波形质量指标 12

本章小结 13

习题1 13

第2章 电力负荷计算 15

2.1 电力负荷的分类 15

2.1.1 按对供电可靠性要求的负荷

分类 15

2.1.2 按工作制的负荷分类 16

2.2 负荷曲线 16

2.2.1 负荷曲线类型 16

2.2.2 负荷曲线的有关物理量 17

2.3 用电设备的设备容量 18

2.4 电力负荷及其计算 19

2.4.1 按需要系数法确定计算负荷 20

2.4.2 单相用电设备计算负荷的

确定 22

2.5 功率损耗 22

2.5.1 线路的功率损耗 22

2.5.2 变压器的功率损耗 23

2.6 全厂负荷计算 24

2.7 功率因数和无功功率补偿 24

2.7.1 功率因数的计算 24

2.7.2 功率因数的人工补偿 25

2.8 尖峰电流计算 27

本章小结 28

习题2 28

第3章 短路电流及其计算 30

3.1 短路的基本知识 30

3.1.1 短路的原因 30

3.1.2 短路的危害 30

3.1.3 短路的形式 30

3.2 无限大容量电力系统的三相短路 31

3.2.1 无限大容量电力系统的概念 31

3.2.2 无限大容量供电系统三相短路

电流的变化过程 32

3.2.3 有关短路的物理量 32

3.3 短路电流的计算 34

3.3.1 概述 34

3.3.2 采用有名值法进行短路计算 35

3.3.3 采用标幺值法进行短路计算 38

3.3.4 两相和单相短路电流的计算 41

3.4 短路电流的效应 42

3.4.1 概述 42

3.4.2 短路电流的电动力效应 42

3.4.3 短路电流的热效应 44

本章小结 45

习题3 45

第4章 变配电所及一次回路 47

4.1 概述 47

4.2 电力变压器 48

4.2.1 变压器的分类与型号 48

4.2.2 变压器的结构及主要技术参数 49

4.3 常用的高、低压电器设备 52

4.3.1 高压熔断器 52

4.3.2 高压隔离开关 52

4.3.3 高压负荷开关 53

4.3.4 高压断路器 54

4.3.5 互感器 57

4.3.6 低压电气设备 61

4.4 变配电所类型 64

4.5 企业变配电所的主接线 65

4.5.1 企业常见主接线 65

4.5.2 主接线实例 67

4.6 企业变电所的位置、布局和结构 69

4.6.1 变配电所所址选择的一般

原则 69

4.6.2 各级变配电所布置设计要求 70

4.6.3 各级变配电所配电装置安全

净距的确定及校验方法 72

本章小结 76

习题4 76

第5章 电气设备的选择 78

5.1 电气设备选择的一般原则 78

5.2 高压开关电器的选择 79

5.2.1 高压断路器的选择 80

5.2.2 高压隔离开关的选择 80

5.2.3 高压熔断器的选择 81

5.3 互感器的选择 82

5.3.1 电流互感器的选择 82

5.3.2 电压互感器的选择 84

5.4 母线、支柱绝缘子和穿墙套管的

"para" label-module="para">

5.4.1 母线的选择 84

5.4.2 支柱绝缘子的选择 85

5.4.3 穿墙套管的选择 86

5.5 高压开关柜的选择 88

5.6 变压器的选择 88

5.7 低压熔断器的选择 89

5.8 低压断路器的选择 92

5.8.1 低压断路器选择的一般原则 92

5.8.2 低压断路器脱扣器的选择和

整定 92

5.8.3 前、后级低压断路器选择性的

配合 93

5.8.4 低压断路器灵敏度的校验 94

本章小结 95

习题5 95

第6章 电力线路 97

6.1 电力线路的接线方式 97

6.1.1　高压电力线路的接线方式 97

6.1.2　低压电力线路的接线方式 97

6.2 电力线路的结构与敷设 98

6.3 导线和电缆截面的选择 105

6.3.1　导线和电缆形式的选择 105

6.3.2　导线和电缆截面选择的条件 105

6.3.3　按发热条件选择导线和电缆的

截面 106

6.3.4　按经济电流密度选择导线和

电缆的截面 107

6.3.5　线路电压损失的计算 108

本章小结 110

习题6 111

第7章 供配电系统的继电保护 112

7.1 继电保护基本知识 112

7.1.1 继电保护的作用 112

7.1.2 对继电保护的要求 112

7.2 常用的保护继电器 113

7.2.1 电磁式电流继电器 113

7.2.2 电磁式时间继电器 114

7.2.3 电磁式中间继电器 115

7.2.4 电磁式信号继电器 116

7.2.5 感应式电流继电器 116

7.3　高压电力线路继电保护 119

7.3.1 过电流保护 119

7.3.2 电流速断保护 122

7.4 变压器继电保护 125

7.4.1　变压器故障类型 125

7.4.2 变压器保护配置 125

7.4.3 瓦斯保护 125

7.4.4 差动保护 127

7.4.5 过电流保护、电流速断保护和

过负荷保护 128

7.5 低压配电系统的保护 129

7.5.1　熔断器保护 129

7.5.2 自动开关保护 130

本章小结 131

习题7 132

第8章　供配电系统的二次回路和自动

装置 134

8.1　概述 134

8.1.1　二次回路及其分类 134

8.1.2　操作电源及其分类 134

8.1.3　高压断路器的控制和信号

回路 134

8.1.4　供配电系统的自动装置 135

8.2　操作电源 136

8.2.1　由蓄电池组供电的直流操作

电源 136

8.2.2　由整流装置供电的直流操作

电源 136

8.2.3　交流操作电源 137

8.3　高压断路器的控制和信号回路 138

8.3.1　手动操作的断路器控制和

信号回路 138

8.3.2　电磁操作的断路器控制和

信号回路 139

8.3.3　弹簧操作机构的断路器控制和

信号回路 140

8.4　自动装置简介 141

8.4.1　电力线路的自动重合闸装置 141

8.4.2　备用电源自动投入装置 144

8.5　变电站综合自动化系统 146

8.5.1　变电站综合自动化系统概述 146

8.5.2 变电站综合自动化系统的

基本功能 147

8.5.3 变电站综合自动化系统的

结构 148

8.5.4　变电站综合自动化系统实例 150

本章小结 152

习题8 153

第9章 电气安全、防雷与接地 154

9.1 电气安全 154

9.1.1 电气安全的有关概念 154

9.1.2 触电的急救处理 156

9.1.3 安全用电的一般措施 157

9.2 过电压与防雷 157

9.2.1 过电压的形式 157

9.2.2 雷电的基本知识 158

9.2.3 防雷设备 160

9.2.4 防雷措施 164

9.3 电气装置的接地 166

9.3.1 接地的有关概念 166

9.3.2 电气设备的接地 168

9.3.3 接地电阻和接地装置的装设 171

9.3.4 低压配电系统的漏电保护和

等电位连接 174

本章小结 175

习题9 176

附录A 常用设备的主要技术数据 177

主要参考文献 1932100433B

本书重点介绍供配电技术的基本知识和理论、计算和设计方法，以及供配电领域的新技术。本书重点强调理论知识的实际应用，突出基本概念的理解和掌握，简化公式推导过程，前后知识衔接紧密，表述深入浅出，通俗易懂，易于教学和自学。在实践性较强的章节中，尽量穿插图片帮助学生理解和掌握相关知识。此外，为了便于学生复习和自学，每章都附有习题。为了配合教学和习题的需要，书末附录中给出了常用设备的主要技术数据。本书可作为本科院校电气工程、电气工程及其自动化等专业的教材，也可以作为高职高专电气信息类相关专业的教材，同时可供企业从事供配电工作的工程技术人员参考。

本书是一本“工、学”结合的教材，其特点是将工厂供配电技术与实用的技能训练相结合；理论教学与工程实践相结合；传统的供配电技术与变电所综合自动化技术相结合；普遍使用的设备和正在逐步推广的先进设备相结合。

本书基本包含了工厂供配电的主要技术，内容包括电力系统及变配电所简介，电力负荷及短路电流的计算，电力线路及运行维护，变电所电气设备及运行维护，电力变压器，电气主接线与倒闸操作，变电所的防雷保护、接地及继电保护，变电所二次回路和自动装置，变电所综合自动化系统。

本书可以作为高等职业教育工厂自动化专业，电气自动化专业和机电一体化专业的理论教学和实训教学用书。

《工厂供配电技术及技能训练 第3版》将工厂供配电技术与实用的技能训练相结合，理论教学与工程实践相结合，传统的供配电技术与变电站综合自动化技术、智能变电站技术相结合，曾经普遍使用的设备和正在逐步推广的设备相结合,是一本突出工学结合的教材。内容上包含了工厂供配电的重点内容，并结合了电力行业运行、设备维护和管理的实际。《工厂供配电技术及技能训练 第3版》内容新颖、实用，图文并茂，便于教学和自学。 《工厂供配电技术及技能训练 第3版》内容主要包括电力系统及变电站简介、电气主接线及运行方式、变电站电气设备及运行维护、电力变压器、倒闸操作及技能训练、变电站的防雷保护与接地、微机型继电保护与自动装置、变电站二次回路和识图、变电站综合自动化系统及智能化变电站。 《工厂供配电技术及技能训练 第3版》可以作为高职高专院校工厂自动化专业、电气自动化专业和机电一体化专业的理论教学和实训教学用书。

“供配电技术”套书由理论联系实际的相辅相成的《供配电技术基础》及《供配电技术实践》两书及两张配套光盘构成。《供配电技术基础》包括：供配电系统、电力负荷、短路电流、一次系统、电力线路、二次系统、供电系统的保护、电气安全、节约用电及系统的智能化八章及21个附表。讲述工业及民用供配电的理论基础。配套的“教学光盘”包括：“电子教案”及“部分练习题解”，提供了多媒体教学所必需的配套分章（共八章）的“电子教案”，还提供了分章（共八章）的练习题中难度偏高的计算、分析、涉图部分的解答，供教师改作业、评讲练习题参考。全套书覆盖“工厂供配电”及“建筑供配电”，立足当前、面向市场，针对高职高专及普通高校本科生的从业需求。采用“文、表、图”与光盘的“影、像、资料”互补，机动的模块化结构，并首次尝试“闽台合编”。故适用于“电气自动化”、“电力系统自动化”、“供用电技术”、“机电一体化”及“建筑电气”等专业的高职高专及普通高校本科教学，适当取舍后亦可作为成人教育、相关专业人员专业培训、自学提高的教材。