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第一章 概论 1

第一节 工厂供电及电力系统的基本知识 1

一、工厂供电的意义和要求 1

二、工厂供电系统概况 2

三、发电厂和电力系统简介 4

第二节 电力系统的电压与电能质量 9

一、概述 9

二、三相交流电网和电力设备的额定电压 9

三、电压偏差与电压调整 11

四、电压波动及其抑制 13

五、电网谐波及其抑制 14

六、三相不平衡及其改善 15

七、工厂供配电电压的选择 16

第三节 电力系统的中性点运行方式及低压配电系统的接地型式 18

一、电力系统的中性点运行方式 18

二、低压配电系统的接地型式 21

第四节 供电工程设计与施工的一般知识 24

一、供电工程设计与施工的一般原则 24

二、供电工程设计的内容 24

三、供电工程设计的程序与要求 25

复习思考题 26

习题 27

第二章 电力负荷及其计算 28

第一节 电力负荷与负荷曲线的有关概念 28

一、电力负荷的分级及其对供电电源的要求 28

二、用电设备的工作制 29

三、负荷曲线及有关的物理量 29

第二节 三相用电设备组计算负荷的确定 32

一、概述 32

二、按需要系数法确定计算负荷 33

三、按二项式法确定计算负荷 37

第三节 单相用电设备组计算负荷的确定 39

一、概述 39

二、单相设备组等效三相负荷的计算 40

第四节 工厂供电系统的功率损耗和电能损耗 43

一、工厂供电系统的功率损耗 43

二、工厂供电系统的电能损耗 45

第五节 工厂的计算负荷和年电能消耗量 46

一、工厂计算负荷的确定 46

二、工厂的功率因数、无功补偿及补偿后的工厂计算负荷 47

三、工厂年电能消耗量的计算 49

第六节 尖峰电流及其计算 50

一、概述 50

二、用电设备尖峰电流的计算 50

复习思考题 51

习题 51

第三章 短路电流及其计算 53

第一节 短路与短路电流的有关概念 53

一、短路的原因、后果及其形式 53

二、无限大容量电力系统中三相短路的物理过程 55

三、与短路有关的物理量 56

第二节 无限大容量电力系统中三相短路电流的计算 58

一、概述 58

二、采用欧姆法进行短路计算 58

三、采用标么制法进行短路计算 63

四、低压电网的短路计算 65

第三节 无限大容量电力系统中两相和单相短路电流的计算 68

一、两相短路电流的计算 68

二、单相短路电流的计算 68

第四节 短路电流的效应和稳定度校验 69

一、概述 69

二、短路电流的电动效应和动稳定度校验 69

三、短路点附近交流电动机的反馈电流影响 71

四、短路电流的热效应和热稳定度校验 73

复习思考题 75

习题 76

第四章 工厂变配电所及其一次系统 77

第一节 工厂变配电所的任务、类型及所址选择 77

一、工厂变配电所的任务与类型 77

二、工厂变配电所的所址选择及负荷中心的确定 78

第二节 电气设备中的电弧问题及对触头的要求 80

一、概述 80

二、电弧的产生 80

三、电弧的熄灭 81

四、对电气触头的基本要求 83

第三节 高压一次设备及其选择 84

一、概述 84

二、高压熔断器 84

三、高压隔离开关 86

四、高压负荷开关 88

五、高压断路器 89

六、高压开关柜 97

七、高压一次设备的选择 100

第四节 低压一次设备及其选择 101

一、概述 101

二、低压熔断器 102

三、低压刀开关和负荷开关 103

四、低压断路器 105

五、低压配电屏和配电箱 109

六、低压一次设备的选择 112

第五节 电力变压器和应急柴油发电机组及其选择 112

一、概述 112

二、电力变压器的结构、型号及联结组别 113

三、电力变压器的容量和过负荷能力 116

四、变电所主变压器台数和容量的选择 119

五、电力变压器的并列运行条件 120

六、应急柴油发电机组的选择 121

第六节 互感器及其选择 121

一、概述 121

二、电流互感器 122

三、电压互感器 127

第七节 工厂变配电所的主接线图 129

一、概述 129

二、高压配电所的主接线图 132

三、车间和小型工厂变电所的主接线图 133

四、工厂总降压变电所的主接线图 138

五、接有应急柴油发电机组的变电所主接线图 140

第八节 工厂变配电所的布置、结构及安装图 141

一、变配电所的总体布置 141

二、变配电所及柴油发电机组机房的结构布置 143

三、变配电所的电气安装图 151

第九节 工厂变配电所及其一次系统的运行维护 153

一、变配电所的运行值班制度与要求 153

二、变配电所的送电和停电操作 155

三、电力变压器的运行维护 157

四、配电装置的运行维护 158

复习思考题 158

习题 159

第五章 工厂电力线路 161

第一节 工厂电力线路及其接线方式 161

一、电力线路的任务和类别 161

二、高压线路的接线方式 161

三、低压线路的接线方式 162

第二节 工厂电力线路的结构和敷设 164

一、架空线路的结构和敷设 164

二、电缆线路的结构和敷设 171

三、车间线路的结构和敷设 176

第三节 导线和电缆的选择计算 178

一、导线和电缆选择的一般规定 178

二、导线和电缆截面选择计算的条件 179

三、按发热条件选择导线和电缆截面 179

四、按经济电流密度选择导线和电缆截面 181

五、线路电压损耗的计算 183

第四节 车间动力电气平面布线图 188

一、概述 188

二、车间动力电气平面布线图简介与示例 188

第五节 工厂电力线路的运行维护 191

一、架空线路的运行维护 191

二、电缆线路的运行维护 191

三、车间配电线路的运行维护 192

四、线路运行中突然停电的处理 192

复习思考题 193

习题 194

第六章 工厂供电系统的过电流保护 195

第一节 过电流保护的任务和要求 195

一、过电流保护的类型和任务 195

二、对保护装置的基本要求 195

第二节 熔断器保护 196

一、熔断器在供电系统中的配置 196

二、熔断器熔体电流的选择 196

三、熔断器保护灵敏度的检验 198

四、熔断器的选择与校验 198

五、前后熔断器之间的选择性配合 200

第三节 低压断路器保护 201

一、低压断路器在低压配电系统中的配置 201

二、低压断路器脱扣器的选择和整定 202

三、低压断路器过电流保护灵敏度的检验 203

四、低压断路器的选择与校验 203

五、前后低压断路器之间及低压断路器与熔断器之间的选择性配合 204

第四节 常用的保护继电器 204

一、概述 204

二、电磁式电流继电器和电压继电器 206

三、电磁式时间继电器 207

四、电磁式信号继电器 208

五、电磁式中间继电器 209

六、感应式电流继电器 210

第五节 工厂高压线路的继电保护 213

一、概述 213

二、继电保护装置的接线方式 213

三、继电保护装置的操作方式 214

四、带时限的过电流保护 215

五、电流速断保护 222

六、有选择性的单相接地保护 224

七、线路的过负荷保护 226

第六节 电力变压器的继电保护 227

一、概述 227

二、变压器低压侧短路时换算到高压侧的穿越电流值 227

三、变压器低压侧的单相短路保护 230

四、变压器的过电流保护、电流速断保护和过负荷保护 230

五、变压器的差动保护 232

六、变压器的瓦斯保护 235

第七节 高压电动机的继电保护 238

一、概述 238

二、高压电动机的相间短路保护和过负荷保护 238

三、高压电动机的单相接地保护 239

第八节 晶体管继电保护 239

一、概述 239

二、晶体管继电保护的组成 240

三、晶体管定时限过电流保护电路（示例） 242

第九节 微机继电保护简介 244

一、概述 244

二、微机保护的硬件 245

三、微机保护的软件 247

复习思考题 248

习题 249

第七章 工厂供电系统的二次回路和自动装置 251

第一节 二次回路及其操作电源 251

一、概述 251

二、直流操作电源 251

三、交流操作电源 253

第二节 高压断路器的控制和信号回路 254

一、概述 254

二、采用手动操作的断路器控制和信号回路 255

三、采用电磁操作机构的断路器控制和信号回路 255

四、采用弹簧操作机构的断路器控制和信号回路 257

第三节 变配电所的中央信号装置 258

一、中央事故信号装置 258

二、中央预告信号装置 260

三、闪光信号装置 260

第四节 电测量仪表与绝缘监视装置 261

一、电测量仪表 261

二、绝缘监视装置 264

第五节 自动重合闸与备用电源自动投入装置 265

一、自动重合闸装置 265

二、备用电源自动投入装置 269

第六节 供电系统自动化的基本知识 270

一、变电所自动化的基本知识 270

二、配电线路自动化的基本知识 274

第七节 二次回路的安装接线和接线图 276

一、二次回路的安装接线要求 276

二、二次回路接线图的绘制要求 277

三、二次回路接线图的绘制方法 277

复习思考题 281

习题 282

第八章 防雷、接地与电气安全 283

第一节 过电压与防雷 283

一、过电压及雷电的有关概念 283

二、防雷设备 286

三、电气装置的防雷 293

四、建筑物的防雷 295

五、建筑物电子信息系统的防雷 297

第二节 电气装置的接地 301

一、接地的有关概念 301

二、电气装置的接地及其接地电阻 305

三、接地装置的计算 306

四、接地装置的装设与布置 310

第三节 低压配电系统的接地故障保护、漏电保护和等电位联结 313

一、低压配电系统的接地故障保护 313

二、低压配电系统的漏电电流保护 314

三、低压配电系统的等电位联结 317

第四节 电气安全与触电急救 319

一、电气安全的有关概念 319

二、电气安全的一般措施 321

三、触电的急救处理 324

复习思考题 326

习题 327

第九章 工厂的节约用电与计划用电 328

第一节 节约用电的意义及一般措施 328

一、节约用电的意义 328

二、节约用电的一般措施 328

第二节 电力变压器的经济运行 331

一、经济运行与无功功率经济当量的概念 331

二、一台变压器运行的经济负荷计算 331

三、两台变压器经济运行的临界负荷计算 332

第三节 并联电容器的接线、装设、控制、保护及运行维护 333

一、并联电容器的接线 333

二、并联电容器的装设位置 334

三、并联电容器的控制与保护 337

四、并联电容器的运行维护 338

第四节 计划用电的意义及其一般措施 339

一、计划用电的意义 339

二、计划用电的一般措施 339

第五节 用电管理、电费计收与负荷预测 340

一、用电管理的有关法规和重要规定 340

二、用电计量与电费计收 342

三、电力负荷的预测 342

复习思考题 344

习题 344

第十章 工厂的电气照明 345

第一节 照明技术的基本概念 345

一、概述 345

二、照明技术的有关概念 345

第二节 工厂常用的电光源和灯具 348

一、工厂常用电光源的类型、特性及其选择 348

二、工厂常用灯具的类型及其选择与布置 354

第三节 照明质量、照度标准及照度计算 359

一、照明质量 359

二、照度标准 361

三、照度计算 361

第四节 照明供电系统及其选择 368

一、概述 368

二、电气照明的平面布线图 369

三、照明供电系统导线截面的选择 371

四、照明供电系统保护装置的选择 374

复习思考题 374

习题 375

附录 376

附录表1 用电设备组的需要系数、二项式系数及功率因数参考值 376

附录表2 部分工厂的需要系数、功率因数及年最大有功负荷利用小时参考值 377

附录表3 三相线路导线和电缆单位长度每相阻抗值 378

附录表4 三相矩形母线单位长度每相阻抗值 380

附录表5 电流互感器一次线圈阻抗值 380

附录表6 低压断路器过电流脱扣线圈阻抗值 381

附录表7 低压开关触头接触电阻近似值 381

附录表8 10kV级S9和SC9系列电力变压器的主要技术数据 381

附录表9 并联电容器的无功补偿率△qc 383

附录表10 部分并联电容器的主要技术数据 384

附录表11 导体在正常和短路时的最高允许温度及热稳定系数 384

附录表12 常用高压断路器的主要技术数据 385

附录表13 部分万能式低压断路器的主要技术数据 386

附录表14 RM 10型低压熔断器的主要技术数据和保护特性曲线 388

附录表15 RT0型低压熔断器的主要技术数据和保护特性曲线 389

附录表16 LQJ-10型电流互感器的主要技术数据 390

附录表17 外壳防护等级的分类代号 390

附录表18 架空裸导线的最小截面 391

附录表19 绝缘导线芯线的最小截面 391

附录表20 LJ型铝绞线和LGJ型钢芯铝绞线的允许载流量 392

附录表21 LMY型矩形硬铝母线的允许载流量 392

附录表22 10kV常用三芯电缆的允许载流量及校正系数 393

附录表23 绝缘导线明敷、穿钢管和穿塑料管时的允许载流量 394

附录表24 GL-11、15 21、25型电流继电器的主要技术数据及其动作特性曲线 403

附录表25 普通阀式避雷器与主变压器间的最大电气距离 403

附录表26 部分电力装置要求的工作接地电阻值 404

附录表27 土壤电阻率参考值 404

附录表28 垂直管形接地体的利用系数值 405

附录表29 爆炸和火灾危险环境的分区 405

附录表30 爆炸危险环境钢管配线的技术要求 406

附录表31 普通照明白炽灯的主要技术数据 406

附录表32 室内一般照明灯具距离地面的最低悬挂高度 406

附录表33 部分工业建筑一般照明标准值（据GB 50034—2004） 408

附录表34 部分民用和公共建筑照明标准值（据GB 50034—2004） 410

附录表35 GC1—A、B—2G型工厂配照灯的主要技术数据和计算图表 411

附录表36 采用GGY-125型高压汞灯的工厂配照灯单位容量参考值 412

习题参考答案 414

参考文献 418