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第1部分 基本概念3

第1章 配电系统的主要概念3

1.1 简介及背景3

1.2 配电规划工程师的主要工作5

1.3 影响规划过程的因素8

1.3.1 负荷需求预测8

1.3.2 规划准则8

1.3.3 状态监测8

1.3.4 规划的可靠性准则10

1.3.5 用户可靠性水平的分类10

1.4 规划目标11

1.4.1 负荷预测11

1.4.2 供电质量11

1.4.3 遵循的标准12

1.4.4 投资12

1.4.5 配电损耗13

1.4.6 损失负荷量14

1.5 满足负荷需求预测的方案16

1.5.1 电网方案16

1.5.2 非电网方案16

1.6 配电网17

1.6.1 配电电压等级17

1.6.2 配电网结构18

第2章 负荷需求预测29

2.1 引言29

2.2 影响预测的重要因素30

2.3 预测方法30

2.3.1 外推法31

2.3.2 相关系数法31

2.3.3 最小二乘法32

2.3.4 短期负荷预测技术（STLF）35

2.3.5 中长期负荷预测方法41

2.4 空间负荷预测41

2.4.1 空间负荷预测的主要方面41

2.4.2 分析要求42

2.4.3 负荷、同时性与分散系数44

2.4.4 测量和记录负荷行为46

2.5 终端消费模型47

2.6 空间负荷预测方法48

2.6.1 趋势法48

第2部分 保护和配电开关57

第3章 配电系统接地57

3.1 基本概念57

3.2 电力设备的接地57

3.2.1 一般方法57

3.2.2 变电站接地61

3.3 系统接地71

3.3.1 不接地系统72

3.3.2 接地系统72

3.3.3 系统接地的目的73

3.3.4 相关术语73

3.3.5 系统中性点接地方式74

3.3.6 中性点的接地方法76

3.4 中压配电网接地系统77

3.4.1 中压接地系统的作用79

3.4.2 国际上使用的中压接地系统80

3.5 低压配电网的接地系统80

3.5.1 IT接地系统80

3.5.2 TT接地系统81

3.5.3 TN接地系统82

3.5.4 国际上使用的低压接地系统83

第4章 配电系统短路85

4.1 引言85

4.2 短路电流分析86

4.2.1 短路电流特性87

4.2.2 短路电流计算93

第5章 配电系统保护127

5.1 序言127

5.1.1 保护系统定义127

5.2 各种类型继电器的结构129

5.2.1 电磁式继电器129

5.2.2 静态继电器129

5.2.3 数字继电器129

5.3 过电流保护132

5.3.1 过电流继电器132

5.3.2 过电流保护的配合135

5.3.3 接地保护143

5.4 重合器、分段器和熔断器144

5.4.1 重合器144

5.4.2 分段器146

5.4.3 熔断器149

5.4.4 重合器、分段器和熔断器之间的配合152

5.5 方向保护153

5.5.1 方向过电流保护153

5.5.2 方向保护特性154

5.5.3 方向性接地保护156

5.6 差动保护157

5.6.1 电动机差动保护161

5.6.2 发电机差动保护161

5.6.3 变压器差动保护162

5.6.4 母线差动保护164

5.6.5 电缆和线路差动保护164

5.7 热保护166

5.8 过电压保护168

5.8.1 过电压类型168

5.8.2 过电压保护174

第6章 配电开关179

6.1 开关设备179

6.2 开关设备布局181

6.2.1 环境需求181

6.2.2 开关设备的安装182

6.3 开关设备选型183

6.3.1 绝缘等级183

6.3.2 绝缘配合183

6.3.3 母线的短路机械强度184

6.3.4 电缆和电缆接头的短路机械应力186

6.3.5 热稳定计算186

6.3.6 额定电流的选择190

6.4 土建施工要求191

6.4.1 室内安装192

6.4.2 室外安装192

6.4.3 变压器安装192

6.4.4 开关设备通风装置的安装193

6.5 中压开关设备197

6.5.1 定义197

6.5.2 隔离刀阐198

6.5.3 负荷开关198

6.5.4 接地开关199

6.5.5 断路器199

6.6 低压开关设备203

6.6.1 隔离开关203

6.6.2 负荷开关203

6.6.3 接触器204

6.6.4 熔断式开关204

6.6.5 低压断路器206

6.7 保护等级208

6.8 接地规范与实施209

6.9 设施安全和防护210

6.10 开关设备评价211

6.11 开关设备安装步骤213

6.12 电弧闪络危害213

6.12.1 引起电弧事故的原因213

6.12.2 电弧闪络造成的危害214

6.12.3 限制电弧闪络的方法215

6.12.4 个人防护设备安全等级216

6.12.5 计算方法217

6.12.6 计算方法选取221

6.12.7 降低电弧危害的措施222

第3部分 电能质量227

第7章 电能质量227

7.1 综述227

7.2 电能质量问题227

7.2.1 典型电能质量问题231

7.2.2 案例研究232

7.3 电能质量成本233

7.3.1 供电质量234

7.3.2 质量成本（QC）234

7.3.3 经济效益235

7.3.4 案例研究235

7.4 电能质量问题的解决方案238

7.4.1 电能质量设备示例239

7.5 电能质量问题的解决周期244

第8章 电压波动246

8.1 电压质量246

8.1.1 电压跌落246

8.1.2 电压暂降247

8.1.3 闪变251

8.1.4 电压暂升252

8.1.5 暂时过电压253

8.2 减少电压降的方法253

8.2.1 串联电容器的应用253

8.2.2 增加新的线路261

8.2.3 电压调整261

8.2.4 应用并联电容器263

8.3 电压暂降计算267

8.3.1 采样率267

8.3.2 电压暂降的幅度267

8.3.3 电压暂降的持续时间268

8.3.4 电压暂降相角变化269

8.3.5 举例说明269

8.4 配电损耗估算276

8.4.1 自上而下法277

第9章 改善功率因数279

9.1 背景279

9.2 并联补偿282

9.3 并联补偿需求282

9.4 算例285

9.5 如何确定补偿容量286

第10章 配电网中的谐波291

10.1 什么是谐波291

10.2 谐波源295

10.3 谐波造成的干扰301

10.3.1 技术性问题302

10.3.2 经济性问题304

10.4 谐波畸变标别和量测304

10.4.1 功率因数304

10.4.2 有效值305

10.4.3 峰值系数305

10.4.4 功率和谐波305

10.5 频谱和谐波含量306

10.5.1 单次谐波畸变306

10.5.2 总谐波畸变率306

10.5.3 功率因数和总谐波畸变的关系307

10.6 标准和建议308

第11章 减少谐波影响310

11.1 引言310

11.2 第一类解决方案310

11.2.1 从上游向负荷供电310

11.2.2 干扰负荷分组311

11.2.3 从不同的电源向负荷供电311

11.3 第二类解决方案311

11.3.1 使用特殊接线方式的变压器311

11.3.2 使用电感器311

11.3.3 系统接地方式的安排311

11.3.4 使用六脉波换流器312

11.4 第三类解决方案312

11.4.1 无源滤波器312

11.4.2 有源滤波器313

11.4.3 混合滤波器314

11.5 选用原则315

11.6 案例分析315

11.6.1 概述315

11.6.2 对并联电容器的需求315

11.6.3 用于调节功率因数的电容器的谐波影响316

11.6.4 管道焊接工业功率因数改善318

11.6.5 起重机应用——苏伊士运河集装箱码头325

11.6.6 确定有源滤波器的原则326

第4部分 管理与监测335

第12章 需求侧管理与能源效率335

12.1 概述335

12.2 DSM336

12.3 DSM的应用需求337

12.4 DSM项目的手段338

12.5 DSM的国际经验340

12.6 DSM的应用潜力341

12.6.1 降低峰值负荷341

12.6.2 能耗的节省341

12.7 DSM规划过程342

12.8 DSM的预期效益345

12.9 能源效率346

12.10 能效项目的应用方案346

12.11 能效的经济效益346

12.12 高效技术的应用347

12.12.1 照明347

12.12.2 电动机351

12.12.3 加热355

12.12.4 泵356

第13章 SCADA系统和智能电网愿景363

13.1 概述363

13.2 定义366

13.2.1 SCADA系统366

13.2.2 遥测366

13.2.3 数据采集366

13.3 SCADA的组成367

13.3.1 监测仪表（第一部分）367

13.3.2 远程工作站（第二部分）367

13.3.3 通信网络（第三部分）368

13.3.4 MTU（第四部分）369

13.4 SCADA系统架构370

13.4.1 硬件370

13.4.2 软件372

13.5 SCADA的应用375

13.5.1 变电站自动化375

13.5.2 商业办公大楼（楼宇自动化）377

13.5.3 功率因数补偿（无功补偿）377

13.6 智能电网愿景379

13.6.1 智能电网概述380

13.6.2 智能电网概念380

13.6.3 驱动力382

第5部分 分布式发电385

第14章 分布式发电385

14.1 电力系统和分布式发电（DG）385

14.2 分布式电源性能389

14.2.1 微型燃气轮机389

14.2.2 风力发电机392

14.2.3 抽水蓄能系统395

14.2.4 光伏395

14.2.5 异步发电机398

14.2.6 同步发电机400

14.3 算例研究402

14.3.1 分布式发电的驱动力402

14.3.2 分布式电源在电力系统可靠性方面的潜在价值403

14.3.3 DG在减少需求峰值方面的潜在利益408

14.3.4 DG的辅助服务潜能410

14.3.5 电能质量提升的价值414

14.3.6 DG及其与电网互连的技术细节414

14.3.7 规划步骤415

参考文献416