现代供电技术

第1章 供电系统基本概念1

1.1电力系统组成1

1.1.1电力工业生产特点1

1.1.2电力系统的基本概念2

1.1.3电力系统的电压等级3

1.2供电系统及接线方式6

1.2.1供电系统在电力系统中的地位与作用6

1.2.2确定供电系统的一般原则6

1.2.3供电系统的接线方式7

1.2.4变电站的主接线方式9

1.2.5典型供电系统接线实例综合分析14

1.3电网中性点运行方式15

1.3.1中性点运行方式分析15

1.3.2电网接地电流的计算16

习题与思考题18

第2章 负荷计算20

2.1负荷曲线的意义与绘制20

2.1.1负荷曲线的作用20

2.1.2负荷曲线的种类与绘制方法21

2.2负荷的统计与计算方法22

2.2.1对单台用电设备22

2.2.2对多台用电设备23

2.3企业负荷的确定与变电站变压器的选择29

2.3.1供电系统功率损耗与电能损耗的计算29

2.3.2企业负荷的确定31

2.3.3变电站变压器的选择35

习题与思考题36

第3章 短路电流计算37

3.1短路电流的基本概念37

3.1.1产生短路电流的原因37

3.1.2短路的种类37

3.1.3短路的危害37

3.1.4计算短路电流的目的38

3.2短路电流暂态过程分析38

3.2.1无限大容量电源供电系统短路电流暂态过程分析39

3.2.2有限大容量电源供电系统短路电流暂态过程分析43

3.3无限大容量电源供电系统短路电流计算44

3.3.1有名值计算法44

3.3.2标幺值计算法49

3.4有限大容量电源供电系统三相短路电流计算54

3.4.1简单有限大容量电源系统短路电流计算方法56

3.4.2复杂电源系统短路电流计算方法59

3.5大功率电动机对短路电流的影响65

3.5.1异步电动机的影响65

3.5.2同步电动机的影响66

3.6不对称故障分析67

3.6.1对称分量的概念67

3.6.2序阻抗68

3.6.3序网络图70

3.6.4不对称短路电流的计算72

3.7短路电流的电动力效应与热效应79

3.7.1短路电流的电动力效应79

3.7.2短路电流的热效应81

习题与思考题83

第4章 供电系统电气设备的选择85

4.1高压电气设备的选择85

4.1.1开关电弧产生机理与熄灭方法85

4.1.2灭弧的基本方法87

4.1.3高压电器选择的基本原则88

4.1.4高压开关设备的选择90

4.1.5成套开关柜的接线方案与选择96

4.1.6母线与绝缘子的选择96

4.1.7限流设备的选择99

4.1.8仪用互感器102

4.2低压自动空气断路器的选择106

习题与思考题109

第5章 电力线路111

5.1架空电力线路的构造111

5.1.1导线112

5.1.2杆塔113

5.1.3绝缘子114

5.1.4防震锤117

5.1.5避雷线117

5.1.6金具118

5．2架空线路导线截面选择119

5.2.1导线截面选择原则119

5.2.2架空电力线路截面选择计算120

5.2.3闭式电网的计算126

5.3电缆线路的结构129

5.3.1电缆的构造129

5.3.2电缆的形式及型号130

5.3.3电缆接头与电缆终端头131

5．4电力电缆线心截面选择计算131

5．5电力电缆的故障与诊断135

5.5.1运行中的电力电缆故障135

5.5.2电力电缆故障的检测137

习题与思考题138

第6章 供电系统继电保护原理140

6.1继电保护基础140

6.1.1继电保护装置的任务140

6.1.2继电保护装置的组成141

6.1.3继电器的分类141

6.1.4对继电保护装置的基本要求146

6.2电网相间短路的电流、电压保护原理147

6.2.1电流速断保护147

6.2.2限时电流速断保护150

6.2.3定时限过电流保护152

6.2.4三段式电流保护装置153

6.2.5电流、电压联锁速断保护154

6.2.6电流保护的接线方式155

6.2.7电流、电压保护的性能分析157

6.2.8三段式电流保护计算实例158

6.3电网相间短路的方向电流保护原理159

6.3.1方向电流保护的作用原理159

6.3.2功率方向继电器的工作原理161

6.3.3方向电流保护的整定原则163

6.4电力变压器保护165

6.4.1概述165

6.4.2变压器的瓦斯保护165

6.4.3变压器的电流速断保护167

6.4.4变压器的纵联差动保护168

6.4.5变压器相间短路的后备保护173

6.5电力电容器的保护175

6.5.1概述175

6.5.2电容器组与断路器之间连线短路故障时的电流保护176

6.5.3电容器组的横联差动保护177

6.6高压电动机的保护178

6.6.1概述178

6.6.2电动机的相间短路保护179

6.6.3电动机的过负荷保护180

6.7母线保护181

6.7.1概述181

6.7.2母线完全差动电流保护原理182

习题与思考题183

第7章 微机保护原理185

7.1电力系统继电保护技术的现状与发展185

7.1.1继电保护发展现状185

7.1.2继电保护的未来发展186

7.2微机保护装置的构成187

7.3微机保护的算法基础189

7.3.1概述189

7.3.2数字滤波原理189

7.4假定输入量为正弦量的算法192

7.5单元微机保护配置与工作原理198

7.6小接地电流系统的单相接地微机自动选线原理202

7.6.1单相接地的零序电流分布202

7.6.2绝缘监视装置205

7.6.3中性点不接地电网单相接地选线原理205

7.6.4中性点经消弧线圈接地系统的接地保护208

7.6.5首半波原理选线法209

习题与思考题210

第8章 企业用电的无功功率补偿及谐波抑制211

8.1企业用电的无功功率补偿211

8.1.1提高功率因数的意义211

8.1.2提高自然功率因数的方法212

8.1.3采用电力电容器无功补偿提高功率因数的方法213

8.1.4采用静止补偿装置提高功率因数的方法214

8.2供电系统谐波的产生与抑制218

8.2.1供电系统中谐波产生的原因218

8.2.2供电系统中谐波产生的危害219

8.2.3供电系统中谐波抑制的方法220

习题与思考题222

第9章 过电压及其保护223

9.1大气过电压对供电系统的影响223

9.1.1大气过电压对供电系统的侵袭与防雷保护223

9.1.2变电站的防雷230

9.2内部过电压及其保护234

9.3变电站的保护接地239

9.3.1变电站保护接地的作用239

9.3.2保护接地网的原理242

习题与思考题244

第10章 变电站二次接线245

10.1变电站设备与接线概述245

10.2变电站二次接线图的绘制245

10.2.1原理接线图245

10.2.2展开接线图246

10.2.3安装接线图250

10.3断路器及其控制255

10.3.1断路器的控制方式255

10.3.2断路器的控制256

10.4变电站中央信号系统261

10.4.1中央信号系统概述261

10.4.2事故信号系统262

10.4.3预告信号系统264

习题与思考题268

第11章 配电自动化270

11.1配电自动化系统现状与发展趋势270

11.2配电自动化系统构成271

11.3变电站综合自动化276

11.4馈电线路自动化279

11.4.1辐射式架空线路自动控制279

11.4.2单环配电网接线280

11.4.3双电源单环式接线281

习题与思考题282

第12章 特殊行业的安全供电284

12.1特殊行业对供电系统的要求284

12.1.1电气设备的工作环境284

12.1.2危险环境的划分284

12.1.3对煤矿井下供电系统的要求285

12.2特殊行业的供电系统286

12.3防爆设备的类型与选择290

12.3.1概述290

12.3.2防爆电气设备类型290

12.3.3矿用电气设备的选用291

12.3.4防爆电气线路296

习题与思考题301

参考文献302

本书讲述现代供电技术的基础理论和新技术知识。全书共分12章，包括供电系统基本概念、负荷计算、短路电流计算、供电系统电气设备的选择、电力线路、供电系统继电保护原理、微机保护原理、企业用电的无功功率补偿及谐波抑制、过电压及其保护、变电站二次接线、配电自动化、特殊行业的安全供电等内容，书中每章都附有习题与思考题。　　本书适合于高等院校工厂供电、企业供电和工矿企业供电等相关本科课程作教材，也可作为电气工程技术人员的参考书。