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第1章 供电系统的概念1

1.1 电力系统与供电系统1

1.1.1 电力系统1

1.1.2 供电系统5

1.2 电力系统的额定电压6

1.3 电力供应的质量指标8

1.3.1 频率质量指标8

1.3.2 电压质量指标9

1.3.3 供电可靠性指标11

1.4 电力负荷的等级分类11

1.4.1 供电负荷等级11

1.4.2 配电负荷等级12

1.5 系统分析的基础知识12

1.5.1 对称分量法分析12

1.5.2 变压器等值参数15

1.5.3 线缆的等值参数17

1.5.4 中性点运行方式19

1.5.5 系统的高次谐波23

1.5.6 绝缘损坏的概念24

1.5.7 可靠性数学基础25

1.5.8 国内的电价体系25

思考题与练习题27

第2章 系统的负荷分析30

2.1 电力负荷曲线30

2.1.1 负荷的分析30

2.1.2 日负荷曲线31

2.1.3 年负荷曲线32

2.1.4 负荷的指标33

2.2 用电设备功率35

2.3 供电负荷计算36

2.3.1 单位产品法36

2.3.2 负荷密度法37

2.3.3 需要系数法37

2.4 系统功率损耗39

2.4.1 变压器功率损耗39

2.4.2 线路的功率损耗40

2.4.3 线路的自然功率41

2.5 逐级负荷计算42

2.6 系统尖峰电流44

2.7 无功功率补偿45

2.7.1 各形式功率因数45

2.7.2 功率因数的影响45

2.7.3 功率因数的提高46

2.7.4 电容器无功补偿48

2.7.5 电容器综合功用49

2.7.6 电容器相关问题50

2.7.7 线路串联电容器52

2.8 串并联电抗器53

思考题与练习题53

第3章 系统的短路分析56

3.1 系统中各类短路故障56

3.1.1 各系统短路形式56

3.1.2 短路原因与影响57

3.1.3 无限大容量系统58

3.1.4 正常与短路状态60

3.2 对称短路的稳态分析61

3.2.1 有名制对称短路分析62

3.2.2 标幺制对称短路分析65

3.3 非对称短路稳态分析68

3.3.1 供电系统的各序阻抗68

3.3.2 非对称短路电流分析71

3.3.3 正序等效定则及分析72

3.3.4 变压器穿越电流分析73

3.3.5 最大与最小短路电流75

3.4 对称短路的暂态过程76

3.4.1 短路电流的暂态过程76

3.4.2 最严重三相短路电流77

3.4.3 短路电流的相关参数79

3.4.4 电动机反送短路电流81

3.5 短路电流的力热效应81

3.5.1 短路电流的电动力效应81

3.5.2 短路电流的热效应84

思考题与练习题87

第4章 变电站一次设备89

4.1 设备选择依据89

4.2 电力主变压器91

4.2.1 变压器的不同类别91

4.2.2 变压器的相关参数92

4.2.3 变压器各类过负荷94

4.2.4 变压器台数与容量95

4.2.5 变压器的经济负荷96

4.2.6 变压器的接线组别98

4.2.7 变压器的调压方式98

4.2.8 变压器的并联运行99

4.2.9 中性点接地变压器99

4.3 高压开关设备100

4.3.1 开关灭弧技术100

4.3.2 高电压断路器101

4.3.3 高压隔离开关105

4.3.4 高压负荷开关106

4.3.5 高电压熔断器107

4.3.6 高压开关配合109

4.4 两类型互感器111

4.4.1 电流互感器111

4.4.2 电压互感器116

4.5 母线与绝缘子120

4.5.1 站用汇流母线120

4.5.2 支柱式绝缘子121

4.5.3 套管式绝缘子122

4.5.4 各类型避雷器124

4.6 各类型电抗器124

4.6.1 线路限流电抗器124

4.6.2 电容串联电抗器125

4.6.3 中性点消弧线圈126

4.7 高压组合电器126

4.7.1 六氟化硫组合电器126

4.7.2 六氟化硫绝缘开关127

4.8 低压开关设备127

4.8.1 低压断路器原理与种类127

4.8.2 低压断路器选择与整定130

4.8.3 双路电源自动转换开关131

思考题与练习题132

第5章 变电站及主接线134

5.1 供电电压的选择134

5.2 变配电站的设置135

5.2.1 变配电站的类型135

5.2.2 变配电站的位置136

5.3 变配电站主接线137

5.3.1 供电系统的网络结构137

5.3.2 变电站系统接入方式139

5.3.3 变电站高压侧主接线139

5.3.4 变电站低压侧主接线144

5.3.5 配电站的主接线结构147

5.3.6 变配电站的站用电源147

5.3.7 供配电系统结构实例148

5.4 互感器设备配置149

5.5 高低电压开关柜151

5.5.1 高压开关柜151

5.5.2 低压开关柜154

5.5.3 补偿电容柜155

5.6 变电站结构布置156

5.6.1 变电站布置特征156

5.6.2 各功能室的结构157

5.6.3 变电站立体布置159

5.7 环网站与环联网159

5.7.1 箱式变电站159

5.7.2 环联网结构161

5.8 防雷接地与照明162

5.8.1 变电站防过电压162

5.8.2 变电站接地装置163

5.8.3 变电站室内照明164

思考题与练习题164

第6章 供电线路及线缆166

6.1 线路走廊环境166

6.1.1 供电线路走廊166

6.1.2 线路环境影响166

6.2 供电架空线路167

6.3 供电电缆线路171

6.3.1 电缆的分类171

6.3.2 电缆的敷设172

6.4 线缆截面选择174

6.4.1 按照允许载流量选截面174

6.4.2 按允许电压损失选截面176

6.4.3 按经济电流密度选截面179

6.4.4 机械强度与热稳定要求180

6.5 线缆过载能力181

思考题与练习题181

第7章 供电系统的保护183

7.1 继电保护基础183

7.1.1 继电保护任务183

7.1.2 继电保护装置184

7.1.3 系统保护性能184

7.1.4 保护系统特点185

7.2 保护用继电器186

7.2.1 电磁式交流继电器186

7.2.2 电磁式直流继电器187

7.3 保护接线方式188

7.4 供电线路保护188

7.4.1 定时限的过电流保护189

7.4.2 无时限电流速断保护193

7.4.3 短时限电流速断保护195

7.4.4 三段式电流保护装置196

7.4.5 线路的纵联差动保护197

7.4.6 单相接地故障的保护199

7.4.7 单相接地事故的保护201

7.5 变压器的保护204

7.5.1 变压器保护接线204

7.5.2 变压器电流保护204

7.5.3 变压器气体保护205

7.5.4 变压器差动保护206

7.6 母线差动保护208

7.7 电容器的保护209

7.8 配电系统保护210

7.9 微机保护概念210

思考题与练习题211

第8章 变电站二次回路214

8.1 二次回路的概念214

8.2 二次回路的电源215

8.2.1 交流操作电源215

8.2.2 直流操作电源215

8.2.3 闪光信号母线216

8.3 断路器控制回路217

8.3.1 断路器的手动控制开关217

8.3.2 断路器的电磁操动控制218

8.3.3 断路器的弹簧操动控制220

8.3.4 断路器控制与其他回路221

8.4 自动控制及装置222

8.4.1 自动重合装置222

8.4.2 备用电源自投224

8.4.3 低频自动减载227

8.5 计量与绝缘监视228

8.5.1 测量与计量回路228

8.5.2 直流绝缘的监视229

8.6 中央信号及回路231

8.6.1 中央故障信号回路231

8.6.2 中央事故信号回路233

8.7 变电站的自动化235

思考题与练习题236

第9章 供电系统及网络238

9.1 系统结构与备用容量238

9.1.1 系统的备用方式238

9.1.2 理想化蜂窝结构239

9.1.3 独立的供电系统239

9.1.4 互联的供电系统240

9.1.5 低压网备用容量242

9.2 架空线路的就地控制242

9.2.1 重合器与分段器的功能242

9.2.2 重合器与重合器的配合244

9.2.3 重合器与熔断器的配合246

9.2.4 重合器与电压型分段器248

9.2.5 重合器与电流型分段器251

9.3 电缆线路的远程控制252

9.4 系统中性点接地结构252

9.5 开环网络的潮流计算253

9.5.1 相同电压网络潮流254

9.5.2 不同电压网络潮流256

9.5.3 电力负荷电压特性256

9.6 供电线路的电压特征256

思考题与练习题257

第10章 供电系统的运行259

10.1 系统设备编号259

10.1.1 站内设备编号259

10.1.2 变电站的编号259

10.1.3 供电线路编号262

10.1.4 线路电杆编号262

10.2 系统故障处理263

10.3 设备检修操作263

10.4 供电质量控制264

10.4.1 低频自动负荷减载265

10.4.2 供电电压偏差调整265

10.4.3 电压波动及其抑制268

10.4.4 电压谐波及其抑制269

10.5 系统安全调度269

10.5.1 实时性安全调度270

10.5.2 预防性安全调度271

10.5.3 系统电压的调整271

10.6 系统经济调度271

10.6.1 有功经济调度272

10.6.2 无功经济调度274

思考题与练习题274

附录 课程设计与毕业设计276

附表 供电技术常用数据280

附表1 负荷计算用需要系数280

附表2 电力变压器技术参数281

附表3 电力电容器技术参数283

附表4 高压断路器技术参数283

附表5 隔离开关的技术参数284

附表6 负荷开关的技术参数284

附表7 高压熔断器技术参数284

附表8 电流互感器技术参数285

附表9 电压互感器技术参数286

附表10 矩形硬母线技术参数286

附表11 框架低压断路器参数287

附表12 架空导线的技术参数287

附表13 电力电缆的技术参数288

附表14 各类电抗器技术参数290

附表15 国内城市的平均气温292

附表16 国内城市的其他数据293

参考文献294