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第一章供配电系统1

第一节电力负荷分级及对供电电源的要求1

一、电力负荷的分级原则1

二、部分行业负荷分级示例1

三、各级负荷对电源的要求5

第二节供配电系统5

一、电压选择5

二、系统接地方式6

三、配电形式8

第三节变电所主接线10

一、变电所主接线10

二、大型公共建筑13

第四节低压配电系统13

一、电压选择13

二、接地系统14

三、低压电力及照明配电14

第五节应急电源18

一、应急电源种类与特性18

二、应急电源系统18

第六节电气专业基础数据和资料收集20

一、电源调查20

二、电力网的电气特性20

三、地区电力系统接线图、发电厂或变电站的主接线图20

四、地区电网的近期发展规划是否与本工程同步20

五、进厂的高压线路20

六、改建、扩建工程需了解现有工厂变电站的情况20

七、改扩建工程需要向甲方索取的资料20

八、基建时解决施工用电的途径21

九、保安电源及其备用电源的解决办法21

十、对通信调度的要求及管理分工的意见21

十一、电力系统对装置供电时需要解决的投资费用21

十二、电能计量要求21

十三、电费计算方法及电价21

十四、其他内容21

十五、技术资料21

十六、用户对用电的要求21

第二章负荷计算22

第一节概述22

一、负荷计算的内容和目的22

二、负荷计算的方法22

第二节设备分组及设备功率的确定22

一、设备分组22

二、设备功率的确定23

第三节计算负荷的确定24

一、需要系数法确定计算负荷24

二、单位面积功率法和单位指标法确定计算负荷28

三、二项式法确定计算负荷30

第四节单相负荷计算30

一、计算原则30

二、单相负荷换算为等效三相负荷的一般方法31

三、单相负荷换算为等效三相负荷的简化方法31

第五节尖峰电流的确定32

一、单台电动机、电弧炉或电焊变压器支线的尖峰电流32

二、接有多台电动机的配电线路只考虑一台电动机启动时的尖峰电流32

三、自启动的电动机组的尖峰电流32

四、车间起重机供电干线的尖峰电流32

五、门座式起重机的尖峰电流32

六、多台门座式起重机共用干线的尖峰电流32

第六节企业年消耗电能计算33

一、用年平均负荷来确定33

二、单位产品耗电量法34

第七节无功功率补偿35

一、提高用电设备的自然功率因数35

二、采用并联电力电容器补偿35

三、电力电容器补偿、控制及安装方式的选择37

附：计算示例37

第三章短路电流计算40

第一节短路电流计算的目的及一般规定40

一、短路故障及危害40

二、短路电流计算目的40

三、短路电流计算特征和一般规定40

第二节电路元件的计算及网络变换41

一、标幺制法（相对单位制法）41

二、有名单位制法42

第三节高压系统电路元件的阻抗44

一、同步电机44

二、异步电机44

三、电力变压器44

四、电抗器44

五、高压线路46

第四节高压系统短路电流计算48

一、计算条件48

二、无限大容量三相短路电流计算48

三、三相短路电流计算实例49

四、二相短路电流的计算50

五、电网电容电流的计算50

第五节低压网络短路电流计算51

一、计算条件51

二、三相和两相（不接地）短路电流的计算52

三、单相短路（包括单相接地故障）电流的计算52

第六节GB/T15544—1995《三相交流系统短路电流计算》简介64

第四章电能质量65

第一节电能质量的概述65

一、电能质量的概念65

二、电能质量标准65

三、电能质量问题起因66

四、电能质量的控制技术和设备66

第二节电压偏差67

一、电压偏差的概念67

二、电压允许偏差69

三、电压偏差超标对用电设备的影响70

四、电压偏差的计算72

五、线路电压损失允许值73

六、减少电压偏差的主要措施75

第三节电压波动与闪变76

一、电压波动与闪变的概念76

二、电压波动、闪变的发生及电磁兼容76

三、电压波动和闪变的限值及计算77

四、几种用电设备工作时电压波动的计算81

第四节公用电网谐波及间谐波83

一、谐波的概念83

二、谐波的产生84

三、谐波限值及计算87

四、公共电网间谐波91

五、抑制谐波的技术措施93

第五节电压不平衡度93

一、电压不平衡的几个概念93

二、电压不平衡度限值94

三、电压不平衡的产生及危害94

四、降低电压不平衡度的措施95

五、不平衡度的相关计算表达式95

第六节常用无功补偿与谐波滤波技术95

一、无源滤波器95

二、有源滤波器（APF）98

三、静止型动态无功功率补偿装置100

四、静止无功发生器104

第五章高压电器选择106

第一节高压电器选择的一般规定106

一、概述106

二、高压电器及开关柜的选择条件106

第二节高压电器（包括开关柜）的短路稳定性校验107

一、短路电流的热效应及电器、导体的热稳定校验107

二、短路电流的电动效应及电气设备的动稳定校验109

第三节电力变压器的选择及节能环保112

一、按环境条件选择不同类型变压器112

二、变压器的噪声及其防治112

三、变压器电压等级、台数和容量的确定113

四、变压器型式选择114

五、配电变压器能效及技术经济评价115

第四节其他高压电器的选择119

一、高压断路器的选择119

二、高压负荷开关及高压熔断器的选择121

三、高压隔离开关选择122

四、电流、电压互感器选择123

五、高压开关柜选择127

第六章110kV及以下变配电所129

第一节变配电所分类和型式129

一、分类129

二、型式129

第二节变配电所选址130

一、一般要求130

二、工厂企业变配电所选址130

三、民用建筑变配电所选址131

第三节变配电所布置131

一、一般要求131

二、变压器室132

三、高压配电室135

四、低压配电室135

五、电容器室136

六、控制室136

第四节变配电所对有关专业的要求136

一、对土建设计要求136

二、对采暖通风设计要求139

三、对给排水设计要求139

四、对通信设计要求139

第五节工程实例139

一、110KV变电所139

二、35kV变电所144

三、10kV变电所149

第七章继电保护154

第一节概述154

一、继电保护设计的一般原则154

二、对继电保护的要求154

第二节过电流保护的原理、组成及其分析155

一、原理155

二、组成156

三、过电流检测环节接线分析156

第三节继电保护设备及其选择158

一、电流互感器及其选择158

二、电压互感器及其选择162

三、继电器的特性分析及选择166

四、操作电源168

第四节定时限过电流保护169

一、过电流保护动作值计算方法169

二、过电流保护动作时限170

第五节有限反时限过电流保护170

一、动作电流整定值171

二、各级保护动作时限的计算与整定171

第六节电流速断保护172

第七节单相接地保护174

一、对单相接地保护的要求174

二、绝缘监察装置与接地部位检查仪174

三、零序电流保护175

第八节差动保护176

一、差动保护的用途和种类176

二、纵联差动保护的工作原理176

三、横联差动保护工作原理176

四、变压器的纵联差动保护177

第九节变压器的气体保护178

一、气体保护的作用和意义178

二、气体继电器的结构、安装和工作原理178

第十节变电所自动装置179

一、自动重合闸179

二、备用电源自动投入180

三、与TV切换的联锁问题180

四、按频率自动减负荷181

第十一节TN系统中性线断线的保护182

一、防止三相四线制架空线中性线断线的措施182

二、防止中性线断线导致严重后果的措施182

第十二节电力变压器的保护182

第十三节6～10kV电容器的运行性能及保护183

一、电容器的运行性能184

二、电容器放电电阻的作用要求及选择185

三、电容器的保护190

第十四节中压配电线路的保护192

一、保护内容192

二、保护方案192

第十五节3kV及以上电动机的保护193

一、对3kV及以上电动机的保护内容193

二、保护措施193

第八章变电所二次回路、电能管理系统、微机综合自动化及数字化变电所194

第一节变电所二次回路194

一、概述194

二、二次回路图194

第二节变电所操作电源195

一、概述195

二、交流操作电源195

三、直流操作电源199

第三节变电所断路器的控制、信号回路211

一、断路器的控制、信号回路设计原则211

二、灯光监视的断路器控制、信号回路接线212

第四节变电所电气测量与电能计量216

一、电气测量与电能计量的一般要求216

二、常规电气测量与电能计量的接线方式217

第五节变电所中央信号装置219

一、中央信号装置的设计原则219

二、中央信号装置的接线220

三、闪光狭置225

第六节变电所电能管理系统226

一、电能管理系统架构226

二、电能管理系统主要功能227

三、集中监视和透明化管理228

第七节变电所微机综合自动化系统228

一、概述228

二、变电所微机综合自动化的基本功能229

三、二次系统设计229

四、外部电缆设计230

五、变电所综合自动化系统二次接线图230

第八节数字化变电所231

一、概述231

二、传统变电所自动化系统的缺点231

三、何谓《EC61850标准》232

四、基于《IEC61850标准》的数字化变电所232

五、制约数字化变电所发展的几个因素233

六、数字化变电所离我们还有多远234

附：《IEC61850》通信协议总体介绍234

第九章电气传动与控制236

第一节概述236

一、电气传动系统的组成236

二、生产机械的负载类型238

三、生产机械的工作制239

四、电动机的工作制240

第二节电动机的选择243

一、电动机选择的基本要求243

二、电动机类型的选择244

三、电动机转速的选择244

四、电动机电压的选择244

五、电动机结构防护型式的选择244

六、电动机冷却方式的选择246

七、电动机绝缘等级的选择246

八、电动机海拔高度的选择246

九、各种工作制电动机容量的选择和校验要求246

第三节交流电动机启动和制动246

一、电动机的启动246

二、电动机的制动254

第四节交流电动机调速257

一、概述257

二、交流电动机的调速方式260

第五节电气传动及调速方案的应用278

一、带钢热连轧机278

二、起重机械280

三、电梯传动283

第六节电动机的节能285

一、概述285

二、电动机的特性285

三、风机、泵类的节能289

第七节基础自动化系统290

一、基础自动化系统概述290

二、基础自动化系统构成291

三、基础自动化系统的应用298

第十章低压配电线路保护和低压电器选择303

第一节低压配电线路保护303

一、短路保护303

二、过负荷保护305

三、接地故障保护305

四、保护电器的装设位置311

第二节低压电器及其选择312

一、按正常工作条件选择312

二、按短路工作条件选择312

三、按使用环境条件和安装、运行、操作及维护要求选择312

四、低压熔断器及其选择312

五、低压断路器及其选择322

六、剩余电流动作保护器及其选择334

七、自动转换开关电器及其选择338

八、开关、隔离器、隔离开关以及熔断器组合电器的选择342

九、接触器和电动机启动器的选择346

十、各级保护电器间的选择性配合349

第三节爆炸与火灾危险环境电器设备的选择352

一、本节适用的范围352

二、选择防爆防火危险环境的电器设备前必须了解的情况352

三、爆炸性气体环境及防爆电器设备选择353

四、爆炸性粉尘环境电器设备的选择374

五、火灾危险环境电器设备的选择384

第十一章电线、电缆选择386

第一节电线、电缆类型的选择386

一、导体材料选择386

二、电缆芯数选择387

三、电力电缆绝缘水平选择387

四、绝缘材料及护套选择388

五、铠装及外护层选择395

六、爆炸危险场所电线、电缆的选择396

七、分支电缆选择396

八、母线的选择397

第二节电线、电缆导体截面选择399

一、电线、电缆导体截面选择的条件399

二、按温升选择截面400

三、按经济条件（电流）选择截面400

四、按电压损失校验截面401

五、按机械强度校验截面401

六、按短路热稳定校验402

七、中性线（N）、保护接地线（PE）、保护接地中性线（PEN）的截面选择402

八、爆炸及火灾危险环境导线截面选择403

第三节电线、电缆载流量403

一、载流量的说明403

二、塑料绝缘电线的载流量413

三、交联聚乙烯绝缘电力电缆的载流量421

四、聚氯乙烯绝缘电力电缆的载流量425

五、橡皮绝缘电力电缆的载流量428

六、矿物绝缘电缆的载流量428

七、涂漆矩形母线的载流量431

第四节按经济电流选择电缆截面433

一、“电力电缆截面的经济最佳化”原理和方法433

二、电缆的经济电流范围434

三、经济电流密度曲线437

四、按经济电流选择电缆截面的注意要点437

第五节电压损失计算441

一、导线阻抗计算441

二、线路电压损失计算444

三、电缆线路的电压损失446

四、室内线路的电压损失及直流线路电流矩451

第六节屋内、外布线455

一、一般要求455

二、穿管布线457

三、线槽布线461

四、母线槽布线461

五、竖井布线461

六、屋内电气线路和其他管道之间的最小净距462

七、城市电网的架空线入地462

第七节电缆线路464

一、电缆敷设的一般要求464

二、电缆埋地敷设466

三、电缆在沟内敷设467

四、电缆在隧道内敷设467

五、屋内电缆敷设468

六、电缆穿管敷设469

七、电缆在排管内敷设469

八、桥梁电缆的敷设470

九、电缆敷设的防火、防爆、防腐措施470

十、电缆散热量计算470

第八节滑接式母线选择471

一、计算电流和尖峰电流471

二、导线选择472

三、滑接式母线槽（又称安全滑触线）的型号标注472

第十二章防雷及过电压保护480

第一节雷害与雷害风险管理480

一、雷电及其参数480

二、雷电侵入途径和耦合方式486

三、雷电效应及其危害491

四、雷害风险管理495

第二节综合防雷体系501

一、雷电电磁脉冲防护与电磁兼容501

二、防雷保护区及其划分502

三、综合防雷体系的组成502

四、综合防雷设计程序504

第三节各种防雷措施的原理和基本要求505

一、接闪器505

二、引下线510

三、防雷接地装置的原则和布置方式511

四、等电位连接的原则与基本方法512

五、磁屏蔽的原则与工程计算515

六、布线和设备布置优化的原则517

七、浪涌保护器SPD（也称电涌保护器）的原理、主要参数和布置原则518

第四节建筑物防雷保护527

一、GB50057和GB/T21714标准体系的异同527

二、建筑物实体和生命体的防护531

三、建筑物内电气电子系统的防护532

第五节特定行业防雷保护537

一、石化工业的防雷保护537

二、风力发电系统的防雷保护539

三、太阳能光伏发电系统的防雷保护540

四、无线通信基站防雷541

第六节用户端交流电气装置的过电压保护541

一、暂时过电压及其保护542

二、操作过电压及其保护542

三、雷电过电压及其保护544

四、过电压保护器及其应用550

第十三章接地553

第一节概述553

一、接地的基本概念、分类553

二、工频接地电阻和冲击接地电阻554

三、共用接地555

第二节3～110kV电气装置的接地557

一、3～110kV电气装置的接地方式557

二、发电厂、变电站的接地装置及接地网设计560

三、电气装置保护接地和接地电阻561

四、接触电压和跨步电压563

第三节低压电气装置的接地566

一、低压配电系统的接地形式和基本要求566

二、保护线截面要求568

三、直流电气设备的接地569

第四节等电位连接570

一、等电位连接分类570

二、等电位连接线截面570

三、等电位连接安全570

第五节接地装置571

一、装置要求572

二、装置的运行572

三、接地装置的防腐措施573

四、接地装置的测量574

第六节接地电阻计算575

一、接地体工频接地电阻计算575

二、发电厂经接地装置的入地短路电流及电位和接地电阻计算577

三、架空线路杆塔接地电阻计算582

四、土壤电阻率582

第七节高土壤电阻率地区降低接地电阻的措施584

一、外引接地584

二、采用深井式接地584

三、应用降阻剂584

四、扩网及设置水下地网585

五、综合降阻措施585

第八节电子设备接地和特殊场所的安全585

一、电子设备的接地585

二、大、中型电子计算机的接地586

三、电信机房的接地587

四、微波通信站的接地588

五、有线系统的接地589

六、屏蔽接地589

七、防静电接地590

八、特殊场所的安全接地591

九、医疗场所的安全接地593

第十四章照明596

第一节概述596

第二节照明方式和种类597

一、照明方式597

二、照明种类598

第三节照明光源选择599

一、光源的分类599

二、常用照明光源的性能与参数599

三、照明电光源性能比较和选用614

四、镇流器616

第四节照明灯具选择619

一、灯具的分类619

二、灯具的控光器件622

三、灯具的光学特性625

四、灯具选用的原则626

五、常用灯具介绍628

第五节照明标准636

一、照明质量636

二、照明标准641

第六节照明计算656

一、平均照度的计算656

二、点照度的计算660

第七节照明装置配电及控制669

一、照明装置配电669

二、照明线路的保护671

三、电线、电缆选择及线路敷设671

四、照明控制673

第八节火灾应急照明677

第九节照明节能680

一、为什么要提倡照明节能680

二、有关照明节能的法规、规定680

三、照明节能的常用措施680

第十节案例681

一、办公室照明设计案例681

二、宾馆照明设计案例684

三、工业照明设计案例687

四、道路照明设计案例694

五、航空港照明设计案例698

六、铁路客运照明设计案例703

七、主体育场照明设计案例707

八、医院照明设计案例711

第十五章建筑智能化系统715

第一节概述715

第二节智能化集成系统715

一、系统概述715

二、智能化集成系统的基本内容716

三、智能化信息集成平台建设716

四、系统数据交换标准要求716

五、智能化集成系统软件要求719

六、系统信息化应用功能要求719

第三节电话通信系统721

一、系统概述721

二、通信接入系统721

三、数字程控用户交换机系统722

四、通信管道及配线系统要求725

第四节无线通信与卫星通信系统729

一、系统概述729

二、蜂窝移动通信系统729

三、室内移动通信覆盖系统730

四、无线局域网系统731

五、卫星通信系统731

第五节计算机网络系统732

一、系统概述732

二、OSI网络结构体系732

三、网络协议733

四、局域网733

五、网络拓扑结构734

六、通信接口735

七、主要网络设备735

八、广域网接入方式736

九、网络系统设计737

十、网络安全737

第六节综合布线系统738

一、系统概述738

二、系统设计738

三、系统配置设计742

四、缆线敷设745

五、电气防护和接地746

第七节有线电视及卫星电视接收系统747

一、系统概述747

二、有线电视系统747

三、自设前端的设置750

四、卫星电视接收系统750

五、防雷与接地系统750

第八节公共广播及扩声系统751

一、公共广播系统751

二、扩声系统753

三、线路敷设756

四、电源756

第九节建筑设备管理系统757

一、系统概述757

二、系统设计759

三、各系统设计要点761

第十节火灾自动报警系统767

一、系统概述767

二、火灾自动报警系统保护对象的等级划分767

三、火灾自动报警系统形式的选择和构成要求767

四、火灾探测器的选择与设置要求769

五、火灾探测器和手动火灾报警按钮的设置要求770

六、消防联动控制要求771

七、系统供电及接地要求772

八、电气火灾监控系统（防火剩余电流动作报警系统）772

第十一节安全技术防范系统773

一、系统概述773

二、视频安防监控系统773

三、入侵报警系统778

四、出入口控制系统779

五、电子巡查管理系统780

六、停车库管理系统781

第十二节电子信息系统机房工程782

一、系统概述782

二、电子信息系统机房选址要求782

三、电子信息设备机房设备布置要求785

四、供电、接地及防静电要求786

第十六章新能源787

第一节新能源概述787

一、风能787

二、太阳能787

三、生物质能788

第二节风能789

一、风力发电概况789

二、并网风力发电系统790

三、风电场接入电力系统793

四、风电场电气一次回路设计794

五、风电场电气二次回路设计796

六、某50MW风电场电气设计实例797

第三节太阳能800

一、太阳能简介800

二、太阳能的利用801

三、光伏发电系统以及光伏发电并网技术803

四、中国的太阳能资源805

五、光伏发电的发展前景807

第四节生物质能808

一、生物质能简介808

二、生物质能的开发利用809

三、生物质能发电技术810

四、中国的生物质能资源812

五、生物质能发电技术发展方向813

总附录815

一、法定计量单位及电气工程常用单位与换算815

二、常用标准代号839

三、外壳防护等级（IP代码）841

四、气象资料844

参考文献850