供配電技術及應用（簡體書）

本書重點介紹供配電技術的基本知識和理論、計算和設計方法，以及供配電領域的新技術。本書重點強調理論知識的實際應用，突出基本概念的理解和掌握，簡化公式推導過程，前後知識銜接緊密，表述深入淺出，通俗易懂，易於教學和自學。在實踐性較強的章節中，儘量穿插圖片幫助學生理解和掌握相關知識。此外，為了便於學生複習和自學，每章都附有習題。為了配合教學和習題的需要，書末附錄中給出了常用設備的主要技術數據。本書可作為本科院校電氣工程、電氣工程及其自動化等專業的教材，也可以作為高職高專電氣信息類相關專業的教材，同時可供企業從事供配電工作的工程技術人員參考。

王燕鋒(1980年-)，男，博士，副教授，碩士研究生導師。近年來，主持國家自然科學基金、浙江省自然科學基金及湖州市自然科學基金各1項；參與國家自然科學基金3項，浙江省公益技術研究計劃項目3項，橫向項目1項，科研經費累計60余萬。獲湖州市優秀自然科學論文三等獎1項；出版專著1部、教材1部；以第一作者或通訊作者發表學術論文20餘篇，其中被SCI收錄5篇， EI收錄14篇。入選湖州市112人才培養工程(後備人選，2016年)，湖州師範學院優秀中青年骨幹教師(2014年)。主講《電機與拖動基礎》、《供配電系統》、《電工電子技術》、《Matlab與系統仿真》、《電氣控制及PLC》等多門課程。參與了工廠、企業較多的實際項目，積累了較多的實際應用經驗。

目 錄

第1章 概論 1
1.1 電力系統與供配電系統的基本概念 1
1.1.1 電力系統 1
1.1.2 供配電系統 3
1.1.3 對供配電系統的基本要求 4
1.2 電力系統的額定電壓 4
1.3 電力系統中性點運行方式 6
1.3.1 中性點不接地的電力系統 7
1.3.2 中性點經消弧線圈接地的電力
系統 8
1.3.3 中性點直接接地的電力系統 9
1.3.4 中性點經電阻接地的電力系統 9
1.4 電能質量指標 10
1.4.1 電壓質量指標 10
1.4.2 頻率質量指標 12
1.4.3 波形質量指標 12
本章小結 13
習題1 13
第2章 電力負荷計算 15
2.1 電力負荷的分類 15
2.1.1 按對供電可靠性要求的負荷
分類 15
2.1.2 按工作制的負荷分類 16
2.2 負荷曲線 16
2.2.1 負荷曲線類型 16
2.2.2 負荷曲線的有關物理量 17
2.3 用電設備的設備容量 18
2.4 電力負荷及其計算 19
2.4.1 按需要係數法確定計算負荷 20
2.4.2 單相用電設備計算負荷的
確定 22
2.5 功率損耗 22
2.5.1 線路的功率損耗 22
2.5.2 變壓器的功率損耗 23
2.6 全廠負荷計算 24
2.7 功率因數和無功功率補償 24
2.7.1 功率因數的計算 24
2.7.2 功率因數的人工補償 25
2.8 尖峰電流計算 27
本章小結 28
習題2 28
第3章 短路電流及其計算 30
3.1 短路的基本知識 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 無限大容量電力系統的三相短路 31
3.2.1 無限大容量電力系統的概念 31
3.2.2 無限大容量供電系統三相短路
電流的變化過程 32
3.2.3 有關短路的物理量 32
3.3 短路電流的計算 34
3.3.1 概述 34
3.3.2 採用有名值法進行短路計算 35
3.3.3 採用標么值法進行短路計算 38
3.3.4 兩相和單相短路電流的計算 41
3.4 短路電流的效應 42
3.4.1 概述 42
3.4.2 短路電流的電動力效應 42
3.4.3 短路電流的熱效應 44
本章小結 45
習題3 45

第4章 變配電所及一次回路 47
4.1 概述 47
4.2 電力變壓器 48
4.2.1 變壓器的分類與型號 48
4.2.2 變壓器的結構及主要技術參數 49
4.3 常用的高、低壓電器設備 52
4.3.1 高壓熔斷器 52
4.3.2 高壓隔離開關 52
4.3.3 高壓負荷開關 53
4.3.4 高壓斷路器 54
4.3.5 互感器 57
4.3.6 低壓電氣設備 61
4.4 變配電所類型 64
4.5 企業變配電所的主接線 65
4.5.1 企業常見主接線 65
4.5.2 主接線實例 67
4.6 企業變電所的位置、佈局和結構 69
4.6.1 變配電所所址選擇的一般
原則 69
4.6.2 各級變配電所佈置設計要求 70
4.6.3 各級變配電所配電裝置安全
淨距的確定及校驗方法 72
本章小結 76
習題4 76
第5章 電氣設備的選擇 78
5.1 電氣設備選擇的一般原則 78
5.2 高壓開關電器的選擇 79
5.2.1 高壓斷路器的選擇 80
5.2.2 高壓隔離開關的選擇 80
5.2.3 高壓熔斷器的選擇 81
5.3 互感器的選擇 82
5.3.1 電流互感器的選擇 82
5.3.2 電壓互感器的選擇 84
5.4 母線、支柱絕緣子和穿牆套管的
?選擇 84
5.4.1 母線的選擇 84
5.4.2 支柱絕緣子的選擇 85
5.4.3 穿牆套管的選擇 86
5.5 高壓開關櫃的選擇 88
5.6 變壓器的選擇 88
5.7 低壓熔斷器的選擇 89
5.8 低壓斷路器的選擇 92
5.8.1 低壓斷路器選擇的一般原則 92
5.8.2 低壓斷路器脫扣器的選擇和
整定 92
5.8.3 前、後級低壓斷路器選擇性的
配合 93
5.8.4 低壓斷路器靈敏度的校驗 94
本章小結 95
習題5 95
第6章 電力線路 97
6.1 電力線路的接線方式 97
6.1.1 高壓電力線路的接線方式 97
6.1.2 低壓電力線路的接線方式 97
6.2 電力線路的結構與敷設 98
6.3 導線和電纜截面的選擇 105
6.3.1 導線和電纜形式的選擇 105
6.3.2 導線和電纜截面選擇的條件 105
6.3.3 按發熱條件選擇導線和電纜的
截面 106
6.3.4 按經濟電流密度選擇導線和
電纜的截面 107
6.3.5 線路電壓損失的計算 108
本章小結 110
習題6 111
第7章 供配電系統的繼電保護 112
7.1 繼電保護基本知識 112
7.1.1 繼電保護的作用 112
7.1.2 對繼電保護的要求 112
7.2 常用的保護繼電器 113
7.2.1 電磁式電流繼電器 113
7.2.2 電磁式時間繼電器 114
7.2.3 電磁式中間繼電器 115
7.2.4 電磁式信號繼電器 116
7.2.5 感應式電流繼電器 116
7.3 高壓電力線路繼電保護 119
7.3.1 過電流保護 119
7.3.2 電流速斷保護 122
7.4 變壓器繼電保護 125
7.4.1 變壓器故障類型 125
7.4.2 變壓器保護配置 125
7.4.3 瓦斯保護 125
7.4.4 差動保護 127
7.4.5 過電流保護、電流速斷保護和
過負荷保護 128
7.5 低壓配電系統的保護 129
7.5.1 熔斷器保護 129
7.5.2 自動開關保護 130
本章小結 131
習題7 132
第8章 供配電系統的二次回路和自動
裝置 134
8.1 概述 134
8.1.1 二次回路及其分類 134
8.1.2 操作電源及其分類 134
8.1.3 高壓斷路器的控制和信號
回路 134
8.1.4 供配電系統的自動裝置 135
8.2 操作電源 136
8.2.1 由蓄電池組供電的直流操作
電源 136
8.2.2 由整流裝置供電的直流操作
電源 136
8.2.3 交流操作電源 137
8.3 高壓斷路器的控制和信號回路 138
8.3.1 手動操作的斷路器控制和
信號回路 138
8.3.2 電磁操作的斷路器控制和
信號回路 139
8.3.3 彈簧操作機構的斷路器控制和
信號回路 140
8.4 自動裝置簡介 141
8.4.1 電力線路的自動重合閘裝置 141
8.4.2 備用電源自動投入裝置 144
8.5 變電站綜合自動化系統 146
8.5.1 變電站綜合自動化系統概述 146
8.5.2 變電站綜合自動化系統的
基本功能 147
8.5.3 變電站綜合自動化系統的
結構 148
8.5.4 變電站綜合自動化系統實例 150
本章小結 152
習題8 153
第9章 電氣安全、防雷與接地 154
9.1 電氣安全 154
9.1.1 電氣安全的有關概念 154
9.1.2 觸電的急救處理 156
9.1.3 安全用電的一般措施 157
9.2 過電壓與防雷 157
9.2.1 過電壓的形式 157
9.2.2 雷電的基本知識 158
9.2.3 防雷設備 160
9.2.4 防雷措施 164
9.3 電氣裝置的接地 166
9.3.1 接地的有關概念 166
9.3.2 電氣設備的接地 168
9.3.3 接地電阻和接地裝置的裝設 171
9.3.4 低壓配電系統的漏電保護和
等電位連接 174
本章小結 175
習題9 176
附錄A 常用設備的主要技術數據 177
主要參考文獻 193