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第1篇　输电系统 1

第1章　概论 3

1　输电的发展历史 3

2　交流输电 5

2.1 高压输电线路的输电特性 5

2.2　交流输电方式 6

3　直流输电 7

3.1　常规的高压直流输电 8

3.2　轻型高压直流输电 8

3.3　高压直流输电中的新技术 9

4　柔性输电 9

4.1 并联型FACTS 9

4.2 串联型FACTS 9

4.3 混合型FACTS 9

第2章　架空输电线路 10

1　架空输电线路概况 10

1.1　架空输电线路的作用、特点和构成 10

1.2　架空输电线路的运行气象条件 10

2　架空导线及地线 13

2.1　导、地线的力学性能 13

2.2　导线的物理性能 15

2.3　导线的品种、适用范围及功能 15

2.4　导线的布置 16

2.5　导线相序和换位 17

2.6　架空地线 17

3　绝缘子及绝缘子串 18

3.1　绝缘子分类及特点 18

3.2　绝缘子的机械强度 19

3.3　直线杆塔上悬垂绝缘子串的片数 19

3.4　长绝缘子串的片数 20

3.5 由工频泄漏距离确定绝缘子的片数 20

3.6　重冰区绝缘子的片数 21

4　金具 21

4.1　金具的用途、分类和荷载系列 21

4.2　金具的选用 22

4.3　绝缘子金具串的组合 22

5　杆塔 23

5.1　杆塔的形式及分类 23

5.2　杆塔荷载 25

5.3　杆塔结构的计算和构造 27

5.4　杆塔基础 29

6　线路设计与走廊选择 31

6.1　空气间隙的确定 31

6.2　防雷保护与接地 31

6.3　电晕及电晕损失 32

6.4　可听噪声 33

6.5　静电感应 33

6.6　安全距离 34

6.7　对电信线路及无线电设施的影响与防护 34

7　线路施工与试验 36

7.1　准备工作 36

7.2　施工安装 36

7.3　试验 37

第3章　电力电缆输电线路 39

1　电力电缆品种及结构特点 39

1.1　黏性浸渍纸绝缘电缆 39

1.2　塑料绝缘电缆 41

1.3　橡皮绝缘电力电缆 42

1.4　自容式充油电缆 43

1.5　钢管充油电缆 44

1.6　直流电缆 44

1.7　压缩气体绝缘电缆 44

1.8　低温电缆 44

1.9　超导电缆 45

2　电力电缆的载流量 45

2.1　长期允许载流量 45

2.2 电缆周期负载载流量 47

2.3　电缆短时过载载流量 48

2.4　电缆的允许短路电流 48

3 电力电缆的性能测试 48

3.1　导体直流电阻的测试 49

3.2　绝缘电阻的测试 49

3.3　介质损耗角正切的测试 49

3.4　工频电压试验 49

3.5　直流耐压与泄漏电流测试 50

3.6　冲击电压试验 50

3.7　电缆的老化试验 51

3.8　电缆绝缘局部放电的检测 51

3.9　载流量测量 52

4　电力电缆敷设 52

4.1　电缆的牵引计算 52

4.2　直埋电缆的敷设 55

4.3　排管电缆的敷设 55

4.4　水底电缆的敷设 55

4.5　隧道电缆的敷设 57

4.6　桥架敷设 57

4.7　垂直敷设 57

第4章　其他输电方式 58

1　紧凑型输电线路 58

1.1　紧凑型输电的原理 58

1.2　常规紧凑型线路 58

1.3　高自然功率紧凑型线路 58

1.4　紧凑型线路相导线布置方式 59

1.5　紧凑型线路的强度计算 61

1.6　紧凑型输电线路的架设 62

2　特高压交流输电 63

2.1　从高压到特高压交流输电的发展及特高压电网的发展目标 63

2.2　特高压电网的雷电过电压与保护 64

2.3　特高压电网的绝缘与绝缘配合 65

2.4　特高压架空输电线路的电晕及其对环境的影响 67

2.5　特高压输电工程的工频电场和磁场 68

2.6　特高压架空输电线路导线、金具与杆塔 69

3　直流输电线路 71

3.1　高压直流架空输电概述 71

3.2　极导线布置和杆塔形式 72

3.3　直流线路的干扰 72

3.4　特高压直流输电 73

3.5　轻型直流输电 75

4　分频交流输电（FFTS） 78

4.1　分频输电系统原理 78

4.2　分频输电系统的构成 78

4.3　分频输电系统的优势 78

5　多相输电 79

5.1　多相输电的原理和发展 79

5.2　四相输电技术的发展与应用 79

6　无线输电 80

6.1　微波输电 80

6.2　激光输电 80

6.3　无线光输电应用领域 80

参考文献 81

第2篇　变电系统 83

第1章　概述 85

1 电网的联合和扩大 85

2　变电站分类 85

第2章　变电站电气主接线 86

1　主接线设计原则 86

1.1　主接线是电力系统总体设计的组成部分 86

1.2　主接线设计的基本要求 86

2　系统枢纽变电站接线 87

2.1　双母线多分段接线 87

2.2　3/2断路器接线 87

2.3　4/3断路器接线 87

2.4　变压器—母线接线 87

3　地区重要变电站接线 87

4　一般变电站接线 87

5　各级电压常用的主接线方式 87

6　变电站6～10kV侧短路电流的限制 89

7　中性点接地方式 89

7.1 电力网中性点接地方式 89

7.2　变压器中性点接地方式 89

第3章　变电站的主要电气设备和导体 90

1　选择电气设备和导体的基本要求 90

2　校验电器和导体的环境条件 90

3　电器的主要选择原则 91

3.1 主变压器 91

3.2　高压断路器 92

3.3　隔离开关和接地开关 93

3.4　电流互感器 94

3.5　电压互感器 94

3.6　高压电瓷 95

3.7　高压并联电容器 97

3.8　避雷器 97

3.9　阻波器 98

3.10　电抗器 99

4　导体的选择 99

4.1　导体分类 99

4.2　导体选择 99

第4章　变电站电气设备布置 105

1 高压配电装置的型式和设计原则 105

1.1　高压配电装置的型式 105

1.2　高压配电装置的设计原则 105

2　配电装置的布置 105

2.1　安全净距 106

2.2　施工、运行和检修的要求 108

2.3　中型配电装置的常用尺寸 109

3　6～35kV配电装置 109

4 110kV配电装置 110

4.1　屋外普通中型配电装置 110

4.2　屋外半高型配电装置 110

4.3　屋外高型配电装置 110

4.4　屋内配电装置 110

5　220kV配电装置 110

5.1　瓷柱式断路器中型配电装置 110

5.2　罐式断路器中型配电装置 110

6　330kV配电装置 120

6.1　管母线瓷柱式断路器配电装置 120

6.2　软母线瓷柱式断路器配电装置 120

6.3　软母线罐式断路器配电装置 120

6.4　管母线罐式断路器配电装置 120

7　500kV配电装置 120

7.1　瓷柱式断路器配电装置 120

7.2　罐式断路器配电装置 120

8　750kV配电装置 120

第5章　气体绝缘金属封闭开关设备GIS和HGIS 132

1　GIS应用 132

1.1　GIS配电装置的特点 132

1.2　使用环境条件 132

1.3　GIS对电气主接线选择的影响 132

1.4　GIS元件特殊配置 132

2　GIS开关站布置 133

3　GIS接地 134

4　GIS现场试验 134

4.1　试验电压的波形 134

4.2　耐压试验值 134

4.3　试验电压的施加 134

5　GIS配电装置对土建的要求 134

5.1 户内GIS配电装置对土建的要求 134

5.2　户外GIS配电装置对土建的要求 135

6　混合式配电装置HGIS 135

6.1 HGIS开关站的特点 135

6.2　HGIS开关站使用场合 135

7　GIS开关站设计工程实例 135

7.1 110kV GIS开关站 135

7.2 220kV GIS开关站 135

7.3 330kV GIS开关站 135

7.4 500kV GIS开关站 135

7.5　HGIS开关站 135

第6章　变电站的控制、保护及自动装置 143

1　变电站的控制方式 143

1.1　变电站的控制值班方式 143

1.2　电气设备的控制地点 143

1.3　变电站内设备的控制及信号 143

2　变电站设备的继电保护 143

2.1　变压器保护 143

2.2　母线保护 143

2.3　断路器保护 143

2.4　线路保护 143

2.5　并联电抗器 143

2.6　并联电容器 143

2.7　变电站自用电变压器 143

3　变电站的安全自动装置 143

3.1　备用电源自动投入装置 144

3.2　自动准同步装置 144

3.3　线路自动重合闸装置 144

3.4 自动按频率减负荷装置 144

3.5　电力系统无功补偿自动装置 144

3.6　故障录波装置 144

4　变电站的综合自动化 144

4.1　综合自动化设置原则 144

4.2　综合自动化系统功能 144

4.3　变电站综合自动化的结构及配置 144

第7章　变电站其他设施及要求 146

1　变电站的防污措施 146

1.1　污染源 146

1.2　防污措施 146

2　变电站的防火 147

2.1　变电站建（构）筑物火灾危险性分类、耐火等级、防火间距及消防道路 147

2.2　变电站一般消防措施 149

2.3　电力变压器的防火 149

2.4　屋内配电装置的防火及其安全措施 150

2.5　电缆的防火及其安全措施 150

3　变电站的抗震 150

3.1　地震灾害的原因 150

3.2　抗震设防烈度 150

3.3　抗震设防设计要求 151

4　变电站的环境保护 151

4.1　概述 151

4.2　变电站的噪声 151

4.3　变电站的电磁辐射 151

4.4　变电站的无线干扰 151

4.5　GIS环境保护要求 151

4.6　变电站废水 152

4.7　变电站水土保持 152

4.8　变电站生态环境的保护 152

第8章　变电站的运行及维护 153

1　变电站运行 153

1.1　概述 153

1.2　变电站运行的主要内容和任务 153

1.3　变电站的运行管理制度 153

1.4　电气设备的倒闸操作 154

1.5　变电站运行检查及事故处理 154

2　变电站的维护和技术管理 155

2.1　变电站运行维护的主要任务 155

2.2　变电站的日常维护工作 155

2.3　变电站的技术管理 156

3　变电站安全技术及工具 156

3.1　变电站安全的基本知识 156

3.2　变电站安全工作制度 156

3.3　触电种类和紧急救护 157

3.4　变电站用安全工具 157

参考文献 158

第3篇　变压器、电抗器、互感器、电容器和调压器 159

第1章　变压器 161

1　电力变压器 161

1.1　概述 161

1.2　运行原理 161

1.3　结构 165

1.4　变压器试验 176

1.5　运输、验收、储存、安装和试运行 182

1.6　特高压变压器（1000kV级变压器） 188

1.7　超高压变压器（500、750kV级变压器） 188

1.8　普通油浸式电力变压器（10～330kV级变压器） 190

1.9　换流变压器 200

1.10　组合式变压器 201

1.11　非晶合金铁心变压器 201

1.12　高燃点油变压器 202

1.13　地下式变压器 202

2　特种变压器 202

2.1　干式变压器 202

2.2　整流变压器 204

2.3　电炉变压器 207

2.4　试验变压器 211

2.5　矿用变压器 214

2.6　牵引变压器 215

2.7　其他特种变压器 216

3　绝缘油 217

3.1 变压器油 217

3.2　α油、β油 220

3.3　硅油 220

3.4　植物油 221

第2章　电抗器 222

1　概述 222

1.1　空心式电抗器 222

1.2　铁心式电抗器 222

1.3　饱和式电抗器 223

2　限流电抗器 223

3　并联电抗器 223

4　消弧线圈 224

5　直流控制的饱和电抗器与自饱和电抗器 225

5.1　饱和电抗器 225

5.2　自饱和电抗器 226

6　其他用途电抗器 226

6.1　阻尼电抗器 226

6.2　起动电抗器 226

6.3　电弧炉装置中的串联电抗器 227

6.4　静止无功补偿装置中的相控电抗器 227

6.5　三相均衡用电抗器 227

6.6　平波电抗器 227

6.7　滤波电抗器 228

6.8　阻波器 228

6.9　中性点接地电抗器 228

6.10　静止补偿用自饱和电抗器 228

6.11　抽能电抗器 229

6.12　交流可控电抗器 229

6.13　直流可控电抗器 229

7　电抗器的设计计算 230

7.1　空心限流电抗器的设计计算 230

7.2　铁心电抗器的设计计算 232

7.3　直流控制自饱和电抗器的设计计算 233

8　电抗器试验 233

8.1　并联电抗器 233

8.2　限流电抗器和中性点接地电抗器 234

8.3　阻尼电抗器 234

8.4　调谐电抗器或滤波电抗器 234

8.5　接地变压器（中性点耦合器） 235

8.6　消弧线圈 235

8.7　平波电抗器 235

第3章　互感器 237

1　概述 237

2　电压互感器 237

2.1　原理和基本性能特点 237

2.2　结构特点 241

2.3　设计要点和基本计算公式 243

2.4　试验 244

2.5　电压互感器选用 244

2.6　安装、使用与维护 245

3　电流互感器 245

3.1　原理和基本性能特点 245

3.2　结构特点 250

3.3　设计要点和基本计算公式 251

3.4　试验 252

3.5　电流互感器选用 252

3.6　安装、使用与维护 253

4　电子式互感器 253

4.1　原理简介 253

4.2　性能要求 255

5　特种互感器 257

5.1　剩余电流互感器 257

5.2　直流互感器 258

5.3　组合互感器和计量箱 258

第4章　电力电容器 260

1　概述 260

1.1　用途和分类 260

1.2　基本参数 261

1.3　材料 262

1.4　关键技术和发展方向 265

2　并联电容器及其成套装置 265

2.1　并联电容器的无功补偿作用 265

2.2　壳式高压并联电容器 266

2.3　箱式和集合式高电压并联电容器 268

2.4 自愈式低电压并联电容器 270

2.5　并联电容器及并联电容器组的保护 272

2.6　并联电容器成套装置 274

2.7　并联电容器及其成套装置的选用、维护和安全规则 275

3　交流滤波电容器及其成套装置 276

3.1　工作原理 276

3.2　结构和性能参数 276

3.3　使用与维护 276

3.4　成套装置 276

4 串联电容器及其成套装置 277

4.1 工作原理 277

4.2　结构和性能 277

4.3　成套装置 278

5　耦合电容器及电容式电压互感器 278

5.1　耦合电容器 278

5.2　电容式电压互感器 278

6　感应加热装置用电力电容器 282

6.1　结构和性能 282

6.2　过负荷能力 282

6.3　安装、运行和维护 282

7　脉冲电容器 282

7.1　结构和性能 282

7.2　使用和维护 283

8　均压电容器 283

8.1　结构和性能 283

8.2　选用 283

9　交流电动机电容器 284

9.1　电动机起动电容器 284

9.2　电动机运行电容器 284

9.3　结构、额定值和注意事项 284

10　标准电容器 284

10.1　结构和主要性能要求 284

10.2　使用和维护 285

11　电力电子电容器 285

12　试验 285

12.1　试验类别 285

12.2　试验条件 285

12.3　试验项目和方法 285

第5章　调压器 288

1　概述 288

1.1　调压器分类、主要特点和用途 288

1.2　调压器国家机械行业标准 289

1.3　调压器发展趋势 289

2　接触调压器 290

2.1　工作原理和结构特点 290

2.2　关键问题及解决途径 290

2.3　性能和基本参数 290

3　感应调压器 292

3.1　工作原理与结构特点 292

3.2　常用接法和计算要点 293

3.3　性能及基本参数 295

4　磁性调压器 297

4.1　工作原理和结构特点 297

4.2　调压特性 298

4.3　计算要点 298

4.4　性能及基本参数 298

5 自动调压器 299

5.1 自动调压器主回路 299

5.2　自动调压器控制回路 300

6　调压器的选用、运行和维护 301

6.1　调压器的选用 301

6.2　可调电抗器的选用 302

6.3　自动调压器的选用 302

6.4　调压器的安装、运行和维护 302

参考文献 304

第4篇　高压开关设备 305

第1章　概论 307

1　用途及分类 307

2　使用条件 307

2.1　正常使用条件 307

2.2　特殊使用条件 307

3　基本构成 308

4　发展趋势 308

第2章　高压开关设备基础知识 310

1 电接触现象及触头材料 310

1.1　电接触现象 310

1.2　接触电阻 311

1.3　触头的磨损及电接触的稳定性 312

1.4　对触头材料的要求 312

2　电弧及其熄灭 313

2.1　气体电弧现象 313

2.2　真空电弧现象 313

2.3　气体电弧的温度及电流密度沿弧柱横截面的分布 313

2.4　直流气体电弧的燃烧与熄灭 314

2.5　交流气体电弧的燃烧与熄灭 314

2.6　交流电弧的熄灭方法 315

2.7　电弧在油中燃烧与熄灭 315

2.8　电弧在六氟化硫（SF6）气体及压缩空气中的燃烧和熄灭 315

2.9　电弧在真空中的燃烧和熄灭 316

2.10　交流高压开关中的其他灭弧方法 317

3　电动力效应 318

3.1 电流电动力的计算 318

3.2　触头上的电动力 319

3.3　短路时载流导体所承受的电动力 319

3.4　高压开关设备的电动稳定性 320

4　高压交流电路的关合与开断 320

4.1　短路的关合与开断 320

4.2　开合容性电流 321

4.3　开断小电感电流 322

4.4　开合负载电流 322

4.5　断路器断口上并联电阻改善关合开断性能 322

5　绝缘与绝缘结构 323

5.1　绝缘分类与特点 323

5.2　绝缘尺寸的计算 323

5.3　绝缘结构中的一些常见问题 323

6　高压开关设备的温升 324

6.1　高压开关设备的发热计算 324

6.2　高压开关设备的散热计算 325

6.3　高压开关设备零部件温升的计算 326

6.4 长期工作时导体中电流密度的选择 326

6.5　高压开关设备的热稳定性 327

7　传动及运动特性 327

7.1　传动系统的主要功能、要求和类型 327

7.2　机械传动 327

7.3　高压开关分合闸速度及其计算 329

7.4　缓冲与缓冲装置 330

第3章　断路器 332

1 概述 332

1.1　分类 332

1.2　发展趋势 332

2　SF6断路器 333

2.1　产品发展及水平分析 333

2.2　结构特点及典型结构 333

2.3　设计要求 334

2.4　选用导则 339

2.5　生产、使用与维护 339

3　真空断路器 340

3.1 概述 340

3.2　分类 340

3.3　基本结构 341

3.4　真空断路器设计 347

3.5　使用与维护 348

第4章　隔离开关、接地开关 350

1 概述 350

1.1　隔离开关 350

1.2　接地开关 350

2　分类 350

2.1 隔离开关 350

2.2　接地开关 350

3　结构特点及典型产品 352

3.1 隔离开关的结构特点及典型产品 352

3.2　接地开关的结构特点及典型产品 354

4　设计要求 354

4.1　基本参数和性能要求 354

4.2　绝缘结构 356

4.3　导电结构 356

4.4　机械结构 356

5　选用导则 358

5.1　选用的条件和要求 358

5.2　正常运行条件下额定值的选择 358

6　使用与维护 358

6.1　电接触性能 358

6.2　机械操作性能 358

6.3　快速接地开关的几种使用方式 358

第5章　负荷开关、接触器及其组合电器 362

1 负荷开关 362

1.1　概述 362

1.2　分类 362

1.3　结构特点及典型产品 362

1.4　设计要求 364

1.5　选用导则 364

1.6　使用与维护 365

2　接触器 365

2.1　概述 365

2.2　分类 365

2.3　结构特点及典型产品 365

2.4　设计要求 366

2.5　选用导则 366

2.6　使用与维护 366

3　熔断器 366

3.1 概述 366

3.2　分类 367

3.3　结构特点及典型产品 368

3.4　选用导则 371

3.5　使用与维护 371

4　组合电器 372

4.1　概述 372

4.2　结构特点 372

4.3　选用导则 372

4.4　使用与维护 372

第6章　柱上开关设备 373

1　概述 373

2　柱上断路器及自动重合器 373

2.1 功能 373

2.2　柱上断路器与重合器分类与特点 374

2.3　设计要点 375

3　柱上负荷开关及交流高压自动分段器 377

3.1　柱上负荷开关 377

3.2　交流高压自动分段器 379

4　柱上开关设备的发展与应用 380

4.1　柱上开关设备与配电自动化系统的模式 380

4.2　柱上开关设备与配电自动化系统模式的应用 381

第7章　交流金属封闭开关设备 382

1　概述 382

2　产品的分类 382

3　结构特点及典型产品 383

3.1 空气绝缘交流金属封闭开关设备和控制设备的结构特点 383

3.2　空气绝缘交流金属封闭开关设备和控制设备的典型产品 383

3.3　气体绝缘交流金属封闭开关设备和控制设备的结构特点 385

3.4　气体绝缘交流金属封闭开关设备的典型产品 386

4　设计要求 388

4.1　总体设计 388

4.2　一次导电回路 389

4.3　绝缘结构 389

4.4　柜体结构 390

4.5　机械传动、锁定及联锁 390

4.6　接地 391

5　选用导则 391

6　使用与维护 391

第8章　气体绝缘金属封闭开关设备 392

1　概述 392

1.1　发展简况 392

1.2　结构特点 392

1.3　分类 392

2　主接线及总体配置 392

2.1 主接线 392

2.2　总体配置 394

3　构成元件 395

3.1　高压开关元件 395

3.2　计量与保护元件 397

3.3　关联元件 398

4　气体系统 399

4.1 压力配合 399

4.2　气体隔室划分 399

4.3　气体监视 400

4.4　气体密封 400

5　绝缘结构 400

5.1　绝缘结构特点 400

5.2　气体绝缘间隙设计要点 401

5.3　固体绝缘件设计要点 402

6　外壳 403

6.1　作用、要求与种类 403

6.2　外壳结构设计要点 403

7　接地装置 404

7.1　基本要求 404

7.2　外壳接地方式 405

7.3　接地装置设计要点 405

8　安装与维护 406

8.1　安装与调试 406

8.2　维护与检修 406

8.3　在线监测与故障点定位 407

9　GIS的选用 408

9.1　额定值选择 408

9.2　设计与结构的选择 408

第9章　预装式变电站 410

1 概述 410

1.1 发展简况 410

1.2　采用的标准 410

1.3　预装变的分类及其特点 410

2　设计 410

2.1 总则 410

2.2　设计导则 410

2.3　总体结构 411

2.4　电气线路 411

3 典型产品 411

3.1　变压器、高压元件一体布置的预装变 411

3.2　变压器、高压元件、低压元件分装的预装变 412

3.3　地埋式预装变 414

3.4　移动型预装变 414

4　预装式变电站的智能化 414

5　安装与维护 414

5.1　安装 414

5.2　维护 414

第10章　操动机构 417

1　概述 417

2　机械特性配合 418

3　慢速操动机构 418

3.1　手力操动机构 418

3.2　电动机操动机构 418

3.3　电动机—液压、电动机—气动操动机构 418

4　弹簧操动机构 419

4.1　断路器弹簧机构的典型结构 419

4.2　断路器弹簧机构的动作原理 419

5　电磁操动机构 419

5.1　电磁操动机构的典型结构 419

5.2　电磁操动机构的动作原理 420

6　永磁操动机构 420

6.1　永磁操动机构的典型结构 421

6.2　永磁操动机构的动作原理 421

7　液压操动机构 421

7.1　液压操动机构的典型结构 421

7.2　液压操动机构的动作原理 421

8　弹簧液压操动机构 422

8.1　弹簧液压操动机构的典型结构 422

8.2　弹簧液压操动机构的动作原理 422

9　气动操动机构 423

9.1　气动操动机构的典型结构图 423

9.2　气动操动机构的动作原理 423

10　操动机构的脱扣装置 423

10.1　脱扣元件 423

10.2　脱扣器 424

11　操动机构运行维护工作值得注意的几个问题 424

第11章　试验 426

1 概述 426

1.1　高压开关设备的试验项目及标准 426

1.2　高压开关设备和控制设备的产品分类及检测标准（国家标准、行业标准及IEC标准） 426

2　绝缘试验 429

2.1　工频电压试验 429

2.2　雷电冲击电压试验 429

2.3　操作冲击电压试验 429

2.4　无线电干扰试验（RIV） 430

2.5　局部放电试验 430

2.6　人工污秽试验 430

2.7　泄漏电流试验 430

3　大容量试验 430

3.1　开断和关合能力试验 430

3.2　内部故障试验 434

3.3　短时和峰值耐受电流试验 434

4　温升机械试验 435

4.1　温升试验 435

4.2　回路电阻的测量 435

4.3　机械性能试验 435

5　电磁兼容（EMC）试验 436

5.1　冲击电压试验 436

5.2　电气快速瞬态／脉冲群试验 436

5.3　振荡波抗干扰性试验 436

6　环境适应性试验 436

6.1　湿热带气候条件试验 436

6.2　高原气候条件试验 437

6.3　严酷气候条件试验 437

6.4　高低温试验 437

参考文献 438

第5篇　绝缘子和避雷器 441

第1章　绝缘子 443

1　绝缘子的概述 443

1.1　绝缘子的分类（按材料分类）、外形结构和型号 443

1.2　绝缘子的使用要求及其技术条件 456

1.3　绝缘子的标准化 457

2　绝缘子的设计和制造 458

2.1　电瓷绝缘子 459

2.2　玻璃绝缘子 461

2.3　复合绝缘子 463

3　绝缘子试验 466

3.1　试验的种类 467

3.2　结构与外观检查 467

3.3　电气试验 468

3.4　机械试验方法 474

3.5　电瓷和玻璃悬式绝缘子试验 475

3.6　棒形支柱绝缘子的试验 476

3.7　复合绝缘子试验 476

4　绝缘子的污秽闪络问题 479

4.1　污闪事故的危害 479

4.2　绝缘子积污特征及其分析 480

4.3　绝缘子的污闪机理 482

4.4　污秽程度的检测方法 485

4.5　人工污秽试验 490

4.6　不同绝缘材料绝缘子的污闪特性 495

4.7 自然污秽试验绝缘子的污秽闪络问题 497

4.8　试验线路（段）或试验架 498

4.9 自然污秽绝缘子的实验室试验 498

4.10　人工污秽与自然污秽试验的等价性问题 498

4.11　防污闪措施 499

5　特殊环境条件下的绝缘子电气特性 500

5.1　特殊环境条件的范畴 500

5.2　特殊环境对外绝缘的危害 500

5.3　高海拔地区绝缘子的污秽闪络问题 500

5.4　覆冰地区绝缘子的污秽闪络问题 506

5.5　覆冰绝缘子试验方法 507

5.6　覆冰绝缘子的闪络机理和过程 509

5.7　覆冰绝缘子电气特性 512

5.8　覆冰地区防止绝缘子冰闪措施 522

5.9　酸雨（雾）地区绝缘子的放电特性 523

5.10　复杂环境下绝缘子选择原则及方法 526

6　绝缘子外绝缘选取 528

6.1　输变电设备外绝缘选择的一般原则 528

6.2　交流绝缘子外绝缘选取方法 529

6.3　直流绝缘子外绝缘选取方法 531

6.4　高海拔地区绝缘子外绝缘选取方法 533

第2章　避雷器 535

1　避雷器的用途和分类 535

1.1　避雷器的用途 535

1.2　避雷器的分类 535

2　避雷器的特性 535

2.1　金属氧化物电阻片的特性 535

2.2　无间隙金属氧化物避雷器的特性 537

2.3 内置间隙型阀式避雷器的特性 538

2.4　外串联间隙阀式避雷器的特性 539

3　避雷器的结构 540

3.1　瓷外套无间隙金属氧化物避雷器的结构 540

3.2　复合外套无间隙金属氧化物避雷器的结构 540

3.3　金属罐式无间隙金属氧化物避雷器的结构 540

3.4　内置间隙型阀式避雷器的结构 540

3.5　外串联间隙阀式避雷器结构 540

4　避雷器的试验 541

4.1　避雷器的外绝缘耐受试验 541

4.2　避雷器的动作负载试验 541

4.3　避雷器的残压试验 544

4.4　避雷器短路电流试验 545

4.5　避雷器长持续时间电流耐受试验 546

4.6　避雷器大电流冲击耐受试验 547

4.7　多柱避雷器电流分布试验 547

4.8　避雷器人工污秽试验 547

4.9　避雷器无线电干扰和局部放电试验 549

4.10　避雷器持续电流试验 549

4.11　避雷器机械负荷试验 549

4.12　避雷器密封试验 549

4.13　避雷器工频放电电压试验 549

4.14　避雷器冲击放电电压试验 549

4.15　避雷器冲击放电伏秒特性试验 549

4.16　避雷器热机和沸水煮试验 549

4.17　避雷器气候老化试验 550

5　避雷器的选型和使用 551

5.1　绝缘配合 551

5.2　电站型避雷器的选型和使用 552

5.3　配电型避雷器的选型和使用 553

5.4　电容器组避雷器的选型和使用 554

5.5　高压直流换流站避雷器的选型和使用 554

6　避雷器的标准化 558

参考文献 559

第6篇　直流输电设备 561

第1章　概述 563

1　直流输电基本原理 563

2　直流输电系统主要设备 563

2.1　换流站主要设备 563

2.2　直流输电线路与直流接地极 565

第2章　换流阀 566

1　换流阀的主要性能 566

1.1　阀电气性能 566

1.2　阀热性能 571

2　换流阀的设计要求 571

2.1　系统对换流阀定值的要求 571

2.2　阀设计时应考虑的换流器故障 572

2.3　对运行触发角工作范围的要求 574

2.4　故障率 574

2.5　冗余 575

2.6　阀内的电压分布 575

2.7　晶闸管电压应力 575

2.8　晶闸管特性与保护电路之间的关系 576

2.9　冗余晶闸管全部除去时重复与非重复电压耐受水平和采用的浪涌保护之间的配合 576

2.10　空气间隙和爬电比距 576

2.11　晶闸管热应力 576

2.12　冷却系统 576

3　换流阀结构和基本组成 577

3.1　电触发晶闸管换流阀的基本组成 577

3.2　光直接触发晶闸管换流阀的基本组成 578

4　换流阀的主电路 579

4.1　RC均压阻尼回路 580

4.2　直流均压电阻 580

4.3　阀电抗器 580

5　换流阀的触发 581

6　换流阀的控制、自保护和工作状态监测 581

6.1 电触发晶闸管换流阀 581

6.2　光直接触发的晶闸管换流阀 582

7　换流阀的冷却系统 583

7.1　内冷却系统 583

7.2　外冷却系统 583

7.3　冷却系统腐蚀与泄漏 583

8　换流阀的防火与对阀厅的要求 584

8.1　阀内和元部件防火特性 584

8.2　阀厅火灾探测系统 585

8.3　阀厅灭火系统 585

8.4　阀厅结构 585

9　换流阀的试验 585

9.1　试验的一般要求 585

9.2　型式试验项目 587

9.3　型式试验电路 587

9.4　相关标准 588

第3章　换流变压器 589

1　换流变压器的功能 589

2　换流变压器的结构 589

2.1　换流变压器结构型式的选择 589

2.2　换流变压器铁心 591

2.3　换流变压器线圈 591

2.4　换流变压器器身 591

2.5　换流变压器引线 591

2.6　换流变压器的油箱 592

2.7　阀侧套管 592

2.8　换流变压器的有载开关 592

2.9　其他组件及测量保护装置 593

2.10　换流变压器的运输 593

3　换流变压器的基本参数 593

3.1　换流变压器阀侧交流额定电压UVN 593

3.2　换流变压器阀侧额定交流电流IVN 594

3.3　换流变压器额定容量SN 594

4　换流变压器的特性 594

4.1　绝缘特性 594

4.2　短路阻抗 596

4.3　谐波和负载损耗 596

4.4　换流变压器的调压方式 596

4.5　直流偏磁 596

4.6　换流变压器的噪声 597

5　换流变压器的试验 599

5.1　例行试验 599

5.2　型式试验 599

5.3　特殊试验 599

第4章　平波电抗器 600

1　平波电抗器作用 600

2　平波电抗器的形式 600

3　平波电抗器的主要性能参数 601

4　平波电抗器结构和特性 601

4.1　干式平波电抗器结构 601

4.2　干式平波电抗器的特性 602

4.3　油浸式平波电抗器结构 603

4.4　油浸式平波电抗器的特性 604

5　平波电抗器的试验 605

5.1　干式平波电抗器的试验 605

5.2　油浸式平波电抗器的试验 606

第5章　换流站直流开关设备 607

1　换流站直流开关类型及功能 607

1.1　直流回路转换用开关 607

1.2　直流隔离开关与接地开关 607

1.3　高压直流断路器 608

1.4　直流旁路开关 608

2　直流开关基本结构及其原理 608

2.1　直流回路转换用开关 608

2.2　直流隔离开关 610

2.3　高压直流断路器 610

2.4　直流旁路开关 610

3　直流开关的设计 611

3.1　直流回路转换用开关的设计 611

3.2　直流隔离开关和接地开关的设计 615

4　直流开关的试验 616

4.1　型式试验 616

4.2　例行试验 617

第6章　换流站滤波设备 619

1　交流滤波器 619

1.1　交流滤波器类型 619

1.2　交流滤波器设计 621

1.3　交流滤波器设备要求 624

2　直流滤波器 626

2.1　直流滤波器设计 626

2.2　直流滤波器设备要求 628

3　交直流滤波器新技术 630

3.1　交流连续可调滤波器 630

3.2　直流有源滤波器 630

第7章　换流站无功补偿设备 631

1　换流站的无功功率 631

1.1　换流器的无功功率消耗 631

1.2　换流站无功功率平衡 631

1.3　交流系统无功能力 631

1.4　换流站无功功率补偿 631

2　换流站无功功率补偿设备 632

2.1　交流滤波器、并联电容器组 632

2.2　并联电抗器 634

2.3　同步调相机 635

2.4　静止无功补偿设备（SVC） 637

2.5　静止同步补偿器（STATCOM） 640

第8章　换流站直流避雷器 642

1　直流避雷器特性 642

1.1　伏安特性 642

1.2　微观结构 642

1.3　导电机理 642

1.4　氧化锌材料的老化 643

1.5　热稳定性 643

2　直流避雷器的结构 643

2.1　高压直流避雷器的基本结构 643

2.2　高压直流避雷器单元的基本结构 643

3　避雷器的主要类型 644

3.1　阀避雷器（V） 644

3.2　直流中点母线避雷器（M） 644

3.3　桥避雷器（B） 644

3.4　换流器直流母线避雷器（CB） 644

3.5　换流器避雷器（C） 644

3.6　直流母线避雷器（DB）、直流线路避雷器（DL） 644

3.7　中性母线避雷器（E） 644

3.8　直流滤波器避雷器（FD） 644

3.9　平波电抗器避雷器（DR） 644

3.10　交流母线避雷器（A） 644

3.11 交流滤波器避雷器（FA） 644

4　直流避雷器配置 644

5　直流避雷器参数选择 645

5.1　直流避雷器的主要参数 645

5.2　参数选择 646

6　直流避雷器试验 648

6.1　外观检查 648

6.2　避雷器最小公称爬电比距检查 648

6.3　阻性电流试验 648

6.4　工频参考电压试验 648

6.5　直流参考电压试验 648

6.6　0.75倍直流参考电压下泄漏电流试验 648

6.7　局部放电和无线电干扰电压试验 648

6.8　残压试验 648

6.9　能量耐受试验 648

6.10　大电流冲击耐受试验 648

6.11　动作负载试验 649

6.12　热稳定验证 651

6.13　暂时过电压耐受试验 651

6.14　避雷器外套的绝缘耐受试验 651

6.15　压力释放试验 651

6.16　多柱避雷器的电流分布试验 651

6.17　机械负荷试验 651

6.18　人工污秽试验 651

6.19　密封试验 651

6.20　热机试验和沸水煮试验 652

6.21 复合外套避雷器外套的耐电痕化和蚀损试验 652

第9章　换流站直流绝缘子 654

1 直流绝缘子的分类、运行要求及特性 654

1.1　直流绝缘子的分类 654

1.2　直流绝缘子的运行要求 654

1.3　绝缘子在直流电压下的特性 654

1.4　直流绝缘子设计的特殊考虑 655

2　直流绝缘子应用 656

2.1　直流绝缘子的使用功能 656

2.2　直流绝缘子的使用选择 656

3　直流绝缘子特性和主要参数 657

4　直流绝缘子试验 659

4.1　架空线路用瓷和玻璃绝缘子 659

4.2　架空线路用复合绝缘子 659

4.3　电站和电气设备用绝缘子 660

4.4　套管 660

4.5　直流绝缘子人工污秽试验 660

第10章　直流控制保护设备 661

1　直流控制保护设备的总体结构 661

1.1　直流控制保护设备的构成 661

1.2　直流控制保护设备的分层结构 661

1.3　直流控制保护设备的设计原则 662

2　远动通信系统 665

2.1　远动通信设备的基本配置 665

2.2　远动通信系统的功能和性能 666

3　运行人员控制系统 666

3.1　运行人员控制系统的基本配置 666

3.2　运行人员控制系统的功能和性能 666

4　交直流站控系统 668

4.1　交直流站控系统的基本配置 668

4.2　交直流站控系统的功能和性能 668

5　直流极控系统 674

5.1　基本控制策略 674

5.2　直流极控系统的基本配置 674

5.3　直流极控系统的功能和性能 675

6　直流极保护系统 684

6.1　直流极保护系统的构成 684

6.2　冗余 684

6.3　保护的自检功能 684

6.4　保护出口及连接片配置 684

6.5　直流极保护系统的功能 684

7　换流变压器保护 688

7.1　换流变压器保护的基本配置 688

7.2　换流变压器保护的功能和性能 689

8　交流滤波器保护 690

8.1　交流滤波器保护基本配置 690

8.2　交流滤波器保护功能和性能 690

9　交流保护设备 691

第11章　换流站直流测量装置 692

1　直流测量装置的应用 692

2　直流电流测量装置 692

2.1 电磁式直流电流测量装置 692

2.2　电子式直流电流测量装置 695

3　直流电压测量装置 699

3.1　基本原理及分类 699

3.2　直流电压测量装置的设计要求 700

3.3　直流电压测量装置性能参数 700

3.4　直流电压测量装置试验 700

3.5　直流电压测量装置的维护 701

第12章　直流输电线路 702

1　直流输电架空线路 702

1.1 高压直流架空线路的额定电压与分裂导线 702

1.2　直流电晕的特点 702

1.3　导线表面电位梯度 703

1.4　直流电晕损耗的计算 703

1.5　直流架空线路的无线电干扰及噪声的计算 703

1.6　架空线路导线截面选择 704

1.7　架空线路绝缘水平确定 705

1.8　绝缘子片数确定 705

1.9　绝缘子强度 706

1.10　导线对地面和建筑物、树木等最小距离 706

1.11　线路走廊宽度和居民区房屋拆迁范围以及直流输电线路对电话回路干扰影响的防护措施 707

1.12　塔头空气间隙 707

2　直流电缆线路 708

2.1　直流电缆应用场合与发展概况 708

2.2　直流电缆技术特点 708

3　直流接地极引线 710

3.1　直流接地极引线利用大地回路的优点 710

3.2　接地极引线绝缘水平 710

3.3　绝缘子片数 710

3.4　带电部分与杆塔构件、拉线的最小间隙 710

3.5　接地极引线导线截面选择 710

3.6　接地极引线设计原则 711

第13章　直流接地极 712

1　直流接地极要求 712

1.1　接地极的作用 712

1.2　接地极的运行效应 712

1.3　接地极极址的要求 712

2　直流接地极材料 713

2.1　馈电材料 713

2.2　活性填充材料 715

2.3　工程实际问题 715

3　直流接地极形式 715

3.1 陆地电极 715

3.2　海洋电极 716

4 直流接地极电流对环境的影响 717

4.1　对电力系统的影响 717

4.2　对接地极及地下金属构件的腐蚀 718

4.3　对铁路系统的影响 718

参考文献 719

第7篇　特高压输电技术 721

第1章　特高压技术概况 723

1 交流输变电电压发展历程 723

1.1 电压等级 723

1.2　电压等级系列 723

1.3 国际上交流输变电电压发展历程 723

1.4 中国交流输变电电压发展历程 724

2　特高压直流输电技术概述 724

2.1　特高压直流输电技术发展历程 724

2.2　特高压直流输电的应用 725

2.3　特高压直流输电工程的特点 725

3　交流特高压技术现状 727

3.1 美国 727

3.2　苏联 729

3.3 日本 730

3.4　意大利 732

3.5　加拿大 732

3.6 中国 733

第2章　交流特高压输电和示范工程选择 739

1 交流特高压输电的可行性研究 739

1.1　特高压输电技术的可行性 739

1.2　特高压电网的功能定位 739

1.3　构建交流特高压电网的主要原则 740

2　试验示范工程选择 740

2.1 建设特高压交流试验示范工程的主要原则 740

2.2　建设特高压交流试验示范工程的技术路线 740

2.3　试验示范工程备选方案 740

2.4　试验示范工程比选 741

2.5　风险评估 741

2.6　结论 741

第3章　交流特高压工程系统研究和技术研究成果 742

1　潮流稳定的研究 742

1.1　华北—华中特高压互联电网潮流分析 742

1.2　特高压交流试验示范工程输电能力分析 742

2　无功补偿和平衡 743

2.1　无功补偿原则 743

2.2　低压无功补偿设备 743

2.3　特高压交流试验示范工程无功补偿方案 743

3　过电压控制、保护和绝缘配合 744

3.1　概述 744

3.2　工频过电压、操作过电压及其保护 744

3.3　特高压电网中的雷电过电压与防雷保护 747

3.4　1000kV特高压架空输电线路绝缘子选择 752

3.5　特高压架空输电线路杆塔和变电站空气间隙的选择 754

3.6　特高压电气设备的绝缘配合与绝缘水平选择 756

4　潜供电流控制和单相重合闸 757

4.1　单相自动重合闸的可行性 757

4.2　潜供电流及其抑制措施 757

4.3　特高压输电系统的潜供电流及其恢复电压 759

5　交流特高压工程的控制和保护 760

5.1 1000kV特高压与超高压系统电气特征的区别 760

5.2　1000kV特高压系统对保护装置的影响和要求 761

第4章　交流特高压工程设计 763

1　线路设计 763

1.1　概述 763

1.2　导线 763

1.3　绝缘及防雷 763

1.4　走廊宽度、对地距离及交叉跨越 763

1.5　金具 764

1.6　设计风速 764

1.7　杆塔 764

2　特高压变电站设计 764

2.1　1000kV电气主接线 764

2.2　1000kV变电站绝缘配合与空气间隙设计 764

2.3　主要设备和导体选择 765

2.4　1000kV变电站配电装置设计 765

2.5　1000kV配电装置构支架结构设计 766

3　特高压示范工程变电站设计 766

3.1　概述 766

3.2　主要设计方案 766

3.3　大件设备运输 774

4　特高压交流试验示范工程输电线路设计 774

4.1　工程概况 774

4.2　线路路径 775

4.3　气象条件 775

4.4　导地线选择 775

4.5　绝缘配合及防雷接地 776

4.6　绝缘子串均压防晕及跳线型式 778

4.7　导线换位 779

4.8　导线对地及交叉跨越距离 780

4.9　杆塔规划 781

4.10　杆塔荷载 781

4.11　杆塔和基础 782

第5章　交流特高压设备选择及参数 785

1　特高压开关设备 785

1.1　特高压断路器 785

1.2　特高压隔离开关 786

1.3　特高压接地开关 788

1.4　特高压GIS典型接线方式 789

2　特高压变压器 789

2.1　电压组合和绝缘配合 789

2.2　变压器容量选择 790

2.3　主要设计思路 790

2.4　主要设计参数 791

2.5　试验 791

3　特高压并联电抗器 792

3.1　选型 792

3.2　性能参数 792

3.3　试验 793

3.4　中性点接地电抗器 793

4　特高压互感器 793

4.1　1000kV电压互感器 793

4.2　1000kV电流互感器 796

5　特高压避雷器 796

5.1　特高压交流避雷器的主要技术参数要求 797

5.2　特高压交流避雷器的特点 797

6　低压无功补偿设备 800

6.1　低压无功补偿配置原则 800

6.2　中性点接地方式的选择 801

6.3　保护方式和避雷器参数的选择 801

6.4　110kV母线绝缘水平的选择 802

6.5　电容器组额定参数的选择 803

6.6　电抗器组额定参数的选择 803

6.7　断路器额定参数的选择 803

6.8　并联电容器组用串联电抗器 803

6.9　中性点绝缘水平 803

6.10　低压无功补偿设备参数 803

7　串补设备 804

7.1　串补技术简介 804

7.2　串联电容器组 805

7.3　限压器组 805

7.4　火花间隙 806

7.5　阻尼回路 807

7.6　旁路断路器 807

7.7　隔离开关 807

7.8　控制保护系统 807

7.9 串补平台 808

7.10　可控串补晶闸管阀及其冷却系统 808

8　特高压绝缘子 808

8.1　特高压变电站绝缘子 808

8.2　特高压线路绝缘子 811

9　控制保护设备 814

9.1　继电保护设备 814

9.2　变电站自动化系统 816

10　导（地）线、金具、杆塔和基础 818

10.1　导（地）线 818

10.2　金具 820

10.3　杆塔 821

10.4　杆塔基础 823

第6章　交流特高压工程环境影响 826

1　交流特高压线路环境影响 826

1.1　前言 826

1.2　电磁环境参数及其影响 826

1.3　电磁环境参数控制 826

1.4　电磁环境参数控制值的经济性分析 829

1.5　特高压交流试验示范工程的电磁环境 831

2　特高压变电站的电磁环境影响 831

2.1　概述 831

2.2　交流特高压变电站的无线电干扰 831

2.3　交流特高压变电站的噪声 833

2.4　交流特高压变电站的工频电场和磁场 833

2.5　小结 834

第7章　特高压交流试验示范工程系统调试及运行 835

1　特高压交流试验示范工程的系统调试 835

1.1　起动调试前期工作 835

1.2　调试工作结果 835

2　特高压交流试验示范工程的运行 835

2.1　系统运行特性分析与计算 835

2.2　系统调试及投运 836

第8章　特高压直流系统研究和成套设计 837

1　特高压直流工程的系统研究 837

1.1　直流特高压输电接线方式 837

1.2　运行接线方式和控制模式 839

1.3　可靠性 839

2　特高压直流成套设计 840

2.1　直流一次系统设计 841

2.2　直流控制保护系统设计 860

第9章　特高压直流输电工程设计 861

1　特高压直流输电换流站工程设计 861

1.1　电气总平面布置 861

1.2　二次系统设计 866

1.3　噪声控制 868

2　特高压直流输电线路设计 870

2.1　导线的选择 870

2.2　地线选择 871

2.3　绝缘配合及防雷接地 871

2.4　绝缘子及绝缘子金具串形式 880

2.5　对地距离及交叉跨越距离 882

第10章　特高压直流设备 887

1　换流变压器 887

1.1　特高压换流变压器参数 887

1.2　特高压换流变压器交、直流电场计算和绕组绝缘结构 887

1.3　特高压换流变压器绕组主、纵绝缘结构 889

1.4　阀侧引线布置 889

1.5　漏磁场分布和防止局部过热措施 890

1.6　特高压换流变压器试验 890

1.7　小结 891

2 晶闸管 891

2.1　双负角终端结构方案 891

2.2　器件电参数的最佳优化设计 892

2.3　小结 893

3　换流阀 893

3.1　特高压换流阀设计方案 893

3.2　换流阀的型式试验 896

3.3　小结 897

4　平波电抗器 897

4.1　平波电抗器主要技术要求描述 898

4.2　谐波损耗的控制 898

4.3　噪声声谱与降噪装置的研究 898

4.4　线圈包封层开裂问题的预防措施 898

4.5　线圈包封材料的长期耐热性能 899

4.6　试验难点及其解决方案 899

4.7　小结 901

5　特高压直流工程二次设备 901

5.1　整体技术方案 901

5.2　硬件改进后具有国内外最新技术的直流控制保护主机 901

5.3　IN-TIME实时操作系统 903

5.4　最后断路器保护 903

5.5　直流滤波器与直流极线采用同类型直流光TA 903

5.6　控制保护系统对融冰要求的适应性 903

5.7　小结 903

6　直流场绝缘子选型 903

6.1 特高压直流换流站设备爬距要求 903

6.2　伞形 904

6.3　各类直流绝缘子比较 904

6.4　小结 905

第11章　特高压直流工程环境影响 906

1　特高压直流输电线路的电磁环境 906

1.1　特高压直流输电线路电磁环境限值 906

1.2　线路结构参数对特高压直流输电线路电磁环境的影响 906

1.3　特高压直流输电线路电磁环境控制措施 912

2　特高压直流换流站的电磁环境 914

2.1　特高压直流换流站的电场和磁场 914

2.2　特高压直流换流站的无线电干扰 916

2.3　特高压直流换流站的可听噪声 917

3　特高压直流工程接地极的电磁环境 921

3.1　直流接地极类型 921

3.2　直流接地极环境影响因素及其限值 921

3.3　直流接地极地电位和跨步电压分布规律 922

3.4　改善特高压直流工程接地极环境的措施 923

3.5　不同结构接地极的环境影响比较 924

3.6　独立接地极和共用接地极的环境影响比较 925

参考文献 926

第8篇　输变电系统过电压与绝缘配合 929

第1章　绪论 931

1 电力系统过电压 931

1.1 电力系统过电压的定义与分类 931

1.2　电力系统过电压的限制措施 932

1.3　电力系统过电压的研究方法 933

2　电力系统绝缘配合 934

第2章　电力系统过电压理论 936

1　线性集中参数回路的过渡过程 936

1.1　直流电压作用在LC串联回路上的过渡过程 936

1.2　交流电压作用在R、L、C串联回路上的过渡过程 936

2　分布参数电路的波过程 937

2.1　线路的波过程 937

2.2　变压器绕组中的波过程 940

2.3　旋转电机绕组中的波过程 942

第3章　交流电力系统中性点接地方式 944

1 中性点接地方式的类型及特点 944

1.1　中性点非有效接地 944

1.2　中性点有效接地 945

1.3　中性点经阻抗接地 945

2　中性点接地方式对过电压的影响 948

2.1　非有效接地方式对过电压的影响 948

2.2　有效接地方式对过电压的影响 949

2.3　阻抗接地方式对过电压的影响 949

第4章　雷电过电压 951

1　雷电的形成 951

1.1　雷云的形成 951

1.2　雷电放电 951

1.3　雷暴日和雷暴小时 952

2　雷电参数 952

2.1　雷电参数的定义 952

2.2　雷电参数的测定 954

3　雷电过电压保护设备 955

3.1　避雷针和避雷线 955

3.2　避雷器和SPD 957

3.3　防雷接地装置 964

4　输电线路防雷保护 968

4.1　直击雷防护 968

4.2　反击雷防护 968

5　发电厂和变电站的防雷保护 969

5.1　直击雷防护 969

5.2　侵入雷防护 970

6　雷电过电压 976

6.1　感应雷过电压 976

6.2　直击雷过电压 976

6.3　反击雷过电压 977

第5章　交流电力系统的暂时过电压 979

1　交流电力系统工频过电压 979

1.1　工频过电压的产生 979

1.2　工频过电压的特点和危害 981

1.3　工频过电压的主要影响因素 981

1.4　工频过电压的主要限制措施 981

2　交流电力系统谐振过电压 982

2.1　线性谐振过电压 982

2.2　铁磁谐振过电压 982

2.3　参数谐振过电压 984

第6章　交流电力系统操作过电压 985

1 中性点不接地系统中的电弧接地过电压 985

1.1 中性点不接地系统电弧接地过电压的产生 985

1.2 中性点不接地系统电弧接地过电压的特点 986

1.3 中性点不接地系统电弧接地过电压的主要影响因素 986

1.4　中性点不接地系统电弧接地过电压的限制措施 986

2　合闸空载线路引起的过电压 986

2.1　合闸空载线路过电压的产生 987

2.2　合闸空载线路过电压的特点 987

2.3　影响过电压的因素 987

2.4　合闸空载线路过电压的限制措施 987

3　切除空载线路引起的过电压 988

3.1　切除空载线路过电压的产生 988

3.2　切除空载线路过电压的特点 988

3.3　切除空载线路过电压的影响因素 988

3.4　限制过电压的措施 989

4　切除空载变压器产生的过电压 989

4.1　切除空载变压器过电压的产生 989

4.2　切除空载变压器过电压的特点 989

4.3　影响切除空载变压器过电压的因素 989

4.4　切除空载变压器过电压的限制措施 990

5　解列过电压 990

5.1　解列过电压的产生 990

5.2　解列过电压的特点 990

5.3　解列过电压的影响因素 990

5.4　限制解列过电压的措施 990

6　GIS中快速暂态过电压（VFTO） 990

6.1　VFTO的产生 990

6.2　VFTO的特点 991

6.3 VFTO的影响因素 991

6.4　VFTO的危害 991

6.5　VFTO的防护措施 992

第7章　电力系统过电压的研究分析方法 993

1　暂态网络分析仪 993

1.1　电源与发电机的模拟 993

1.2　变压器与电抗器的模拟 994

1.3　输电线路（电缆）的模拟 994

1.4　开关的模拟 995

1.5　避雷器的模拟 995

1.6　其他元件 996

2　计算机的数值计算 996

2.1　概述 996

2.2　单相电磁暂态过程的元件模型 996

2.3　等效电流源的递推公式 999

2.4　线路损耗近似的处理方法 1000

2.5　电源支路的模拟 1002

2.6　单相暂态等值计算网络的形成及求解 1003

2.7　多相电磁暂态过程的数学模型 1003

2.8　开关元件与非线性元件模型 1004

2.9　初始值的确定 1004

3　系统的现场实测 1005

第8章　交流电力系统的绝缘配合 1006

1　绝缘配合的原则和方法 1006

1.1　绝缘配合基本原则 1006

1.2　绝缘配合方法 1006

2　交流输电线路的绝缘配合 1007

2.1　绝缘子串中绝缘子个数的确定 1007

2.2　空气间隙的确定 1007

3　发电厂和变电站电气设备的绝缘配合 1009

3.1　绝缘（配合）耐受电压 1010

3.2　绝缘的要求耐受电压 1011

3.3　标准（额定）耐受电压 1011

4　用型式试验确定绝缘的耐受能力 1012

4.1　总的要求 1012

4.2　试验程序 1012

5　对架空线路的特殊考虑 1013

5.1　运行电压和暂时过电压的绝缘配合 1013

5.2　缓波前过电压的绝缘配合 1013

5.3　雷电过电压的绝缘配合 1013

参考文献 1014

第9篇　输变电系统的电磁环境 1015

第1章　概述 1017

第2章　交流输变电系统的电磁环境 1018

1　输电线路的工频电磁环境 1018

1.1　地面电场 1018

1.2　地面磁场 1020

2　输电线路的高频电磁环境 1020

2.1　电晕及电晕损失 1020

2.2　无线电干扰 1023

2.3　可听噪声 1028

3　变电站工频电磁环境 1030

3.1　变电站工频电场 1030

3.2　变电站工频磁场 1030

3.3　工频电场、磁场分布 1031

3.4　工频电场、磁场限值 1031

4　变电站静电感应 1032

4.1　静电感应现象 1032

4.2　静电感应产生的环境效应 1032

4.3　开关开合静电感应现象 1032

5　变电站在二次系统产生的传导电磁骚扰 1032

5.1　变电站主要骚扰源 1032

5.2　传导电磁骚扰的传播途径 1033

5.3　开关操作时在二次系统产生的传导电磁干扰 1034

5.4　高压母线单相接地故障 1037

5.5　抑制耦合的措施 1038

6　变电站的高频电磁辐射 1038

6.1　变电站稳态运行时的无线电干扰 1038

6.2　暂态过程引起的高频电磁辐射 1039

7　变电站的可听噪声 1042

第3章　直流输电系统电磁环境 1043

1　直流线路电晕 1043

1.1　直流线路电晕现象 1043

1.2　直流线路导线临界电场强度 1043

1.3　直流线路导线表面电场强度的计算 1043

1.4　直流线路电晕损失及影响因素 1044

1.5　直流线路电晕损失的计算公式 1046

2　空间电场和离子流 1048

2.1　合成电场和离子流的分布 1048

2.2　合成电场和离子流的影响因素 1049

2.3　直流电场和磁场的限值 1049

2.4　合成电场和离子电流的计算 1049

2.5　直流线路附近的磁场计算方法 1051

3　直流线路无线电干扰 1051

3.1　直流无线电干扰产生的原因及频谱特性 1051

3.2　影响无线电干扰的因素 1052

3.3　无线电干扰的允许电平 1053

3.4　无线电干扰的经验公式 1054

4　直流线路可听噪声 1055

4.1　可听噪声的计量 1055

4.2　可听噪声的横向衰减 1055

4.3　交直流线路可听噪声的差别 1055

4.4　可听噪声的限值 1055

4.5　可听噪声的经验公式 1056

4.6　可听噪声的影响因素 1056

5　直流换流站的电磁环境 1057

5.1　直流电磁环境 1057

5.2　工频电磁环境 1058

5.3　高频电磁环境 1058

5.4　换流站主要的抗干扰措施 1063

第4章　低频电场和磁场的生态效应 1065

1　电磁场生态效应的基本概念 1065

2　输变电系统的低频电场和磁场 1066

2.1 低频电场 1066

2.2　低频磁场 1067

3　低频电场的生态效应 1067

3.1　静电感应产生的电击 1067

3.2　电场中的直接感觉 1068

3.3　直流线路的电场效应 1068

3.4　长期生态效应 1070

4　低频磁场的生态效应 1070

5　电磁场限值的制定 1070

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