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书名 工业与民用供配电设计手册(第4版上下)(精)
分类
作者 刘屏周
出版社 中国电力出版社
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简介
编辑推荐

适读人群 :本手册是工业与民用项目供配电设计的工具书,注册电气工程师(供配电)执业资格考试的指定参考书;电气施工安装和运行维护人员的常用资料,也可作为大专院校有关专业师生的参考书。

内容简介

《工业与民用供配电设计手册》第四版紧扣当前新技术、新产品的发展,在第三版基础上做了大幅扩充和更新,主要体现在以下几方面:

(1)扩展电压范围:从第三版的35kV 及以下扩大到110kV 及以下,并补充部分20kV和660V 的内容。

(2)新增内容:

1)增加供配电系统节能内容:包括能源评估,供配电系统、变压器、电动机、照明和配电线路节能,再生能源应用及能效管理系统。

2)增加带选择性的断路器、电弧故障保护电器、静态转换开关电器、剩余电流动作保护器、剩余电流监视器、绝缘监测器和绝缘故障定位系统等保护电器,低压成套开关设备和控制设备选择及火灾危险环境的电器选择。

3)增加多功能控制与保护开关设备及控制回路要求。

4)增加电流通过人体的效应及接触电压限值,补全IEC涉及特殊装置或场所的要求。

5)增加接地极电化学腐蚀产生机理及防护措施。

6)增加外界影响、电器设备外壳对外界机械碰撞的防护等级(IK代码)等表格。

(3)改进计算方法和表达方式:单位指标法和利用系数法的改进;IEC短路电流计算法的推出和动、热稳定校验也给出相应公式;电动机启动时电压暂降计算的订正,给出每相输入电流不大于16A、大于16A且不大于75A、大于75A用电设备谐波电流发射限值;微机继电保护和变电站综合自动化系统的采用,中性导体(N)及保护接地中性导体(PEN)的截面选择及按*国标编制了线缆的载流量;架空线路的路径选择,导线、地线、绝缘子和金具,导线力学计算及杆塔型式。

(4)全面贯彻*标准、规范:包括工程建设规范系列、IEC转化标准系列、有关行业标准等。同时对各标准之间不协调的个别内容,以[编者按]的方式进行评述,供读者参照。

(5)紧密跟踪IEC的*动态:凡是国标中涉及IEC标准的内容,均按*版本更新或提示,并适当超前收入一些技术文件。

目录

前言

上册

1负荷计算及无功功率补偿 1

1.1概述 1

1.1.1基本概念 1

1.1.2计算负荷的分类及其用途 1

1.1.3负荷曲线和计算参数 2

1.1.4负荷计算法的选择 3

1.1.5本章适用范围和使用说明 4

1.2设备功率的确定 4

1.2.1单台用电设备的设备功率 4

1.2.2多台用电设备的设备功率 5

1.3单位指标法求计算负荷 6

1.3.1负荷密度指标法 6

1.3.2综合单位指标法 8

1.3.3单位产品耗电量法 9

1.4需要系数法求计算负荷 10

1.5利用系数法求计算负荷 15

1.5.1利用系数法的计算步骤 15

1.5.2用电设备有效台数的简化计算 18

1.5.35台及以下用电设备的计算负荷 19

1.5.4利用系数法和需要系数法的关联 19

1.6单相负荷计算 19

1.6.1计算原则 19

1.6.2单相负荷换算为等效三相负荷的简化法20

1.6.3单相负荷换算为等效三相负荷的法20

1.7电弧炉负荷计算 23

1.8尖峰电流计算 24

1.9年电能消耗量计算 24

1.10电网损耗计算 26

1.10.1电网中的功率损耗 26

1.10.2电网中的电能损耗 33

1.11无功功率补偿 34

1.11.1无功功率补偿的意义和原则 34

1.11.2提高系统的自然功率因数 34

1.11.3并联电容补偿装置的基本要求和接线方式35

1.11.4并联电容补偿容量计算 36

1.11.5电容器额定电压的选择和实际输出容量38

1.11.6电容器的设置方式、投切方式及调节方式39

1.12负荷计算示例 39

1.12.1利用系数法负荷计算示例 39

1.12.2需要系数法负荷计算示例 41

参考文献 42

2供配电系统 43

2.1负荷分级及供电要求 43

2.1.1负荷分级原则 43

2.1.2负荷分级示例 44

2.1.3各级负荷供电要求 50

2.2电源和电压 50

2.2.1术语 50

2.2.2电源选择 50

2.2.3电压选择 51

2.3高压供配电系统 52

2.3.1供配电系统设计要则 52

2.3.2中性点接地方式类别 53

2.3.3中性点接地方式的选择 61

2.3.4配电方式 61

2.4变压器选择和变(配)电站主接线 63

2.4.1变压器选型 63

2.4.2变(配)电站的电气主接线 69

2.4.3变(配)电站站用电源 83

2.5低压配电系统 84

2.5.1电压选择 84

2.5.2载流导体型式和接地型式 84

2.5.3低压电力配电系统 85

2.5.4照明配电系统 87

2.6应急电源 91

2.6.1应急电源种类 91

2.6.2应急电源系统 91

2.6.3柴油发电机组 91

2.6.4不间断电源设备(UPS) 96

2.6.5逆变应急电源(EPS) 103

附录A供配电设计的原始资料 106

A.1需向供电部门提供的资料 106

A.2需向供电部门索取的资料 106

A.3需向建设单位了解的内容和索取的资料 106

3变(配)电站(附柴油发电机房) 107

3.1变(配)电站站址和型式选择 107

3.1.1变(配)电站分类 107

3.1.2变(配)电站站址选择 108

3.1.3变(配)电站型式选择 109

3.2变(配)电站的布置 109

3.2.1总体布置 109

3.2.2控制室 111

3.2.3高压配电室 114

3.2.4电容器室 121

3.2.5低压配电室 125

3.2.6变压器室 128

3.2.7露天安装的变压器、预装箱式变(配)电站、地下变(配)电站、

无人变(配)电站 134

3.3柴油发电机房 135

3.3.1总体布置 135

3.3.2机房布置 136

3.3.3燃油和排烟 138

3.3.4冷却和通风 142

3.3.5机房其他设施 145

3.3.6降噪和减振 146

3.3.7柴油发电机组数据 146

3.3.8机房布置示例 150

3.4变(配)电站对土建、采暖、通风、给排水的要求151

3.5110、35kV变电站设计实例 167

4短路电流计算 176

4.1概述 176

4.1.1短路电流计算方法 176

4.1.2GB/T15544短路电流计算方法简介176

4.1.3短路电流的基本概念 177

4.1.4计算大与小短路电流的基本条件179

4.1.5计算大短路电流考虑的条件 179

4.1.6计算小短路电流考虑的条件 180

4.1.7对称分量法的应用 180

4.2电气设备的短路阻抗 181

4.2.1馈电网络阻抗 181

4.2.2变压器的阻抗 182

4.2.3架空线和电缆的阻抗 185

4.2.4限流电抗器 222

4.2.5同步电机的阻抗 222

4.2.6发电机—变压器组的阻抗 223

4.2.7异步电动机 225

4.2.8静止变频器驱动电动机 226

4.2.9电容与非旋转负载 227

4.3短路电流计算 227

4.3.1简介 227

4.3.2对称短路电流初始值犐″

k 229

4.3.3对称短路电流峰值犻p 232

4.3.4短路电流的直流分量犻d.c. 233

4.3.5对称短路开断电流犐b 233

4.3.6稳态短路电流犐k 236

4.3.7异步电动机短路计算 239

4.3.8短路电流的热效应 239

4.3.9(10/0.4kV、20/0.4kV、35/0.4kV)三相双绕组配电变压器低压侧短路电流值240

4.4短路电流计算示例 256

4.4.1380V低压网络短路电流计算示例256

4.4.2中压系统中三相短路电流的计算示例———电动机的影响259

4.4.3接地故障电流在电缆金属护套和地之间分配计算示例262

4.5柴油发电机供电系统短路电流的计算 266

4.5.1计算条件 266

4.5.2短路系统电参数的计算与简化 266

4.5.3柴油发电机供电系统短路电流的计算270

4.5.4同步发电机主要参数 272

4.5.5柴油发电机供电系统短路电流计算示例274

4.6实用短路电流计算法 279

4.6.1简介 279

4.6.2电气设备电参数基准值 280

4.6.3高压系统短路电流计算 283

4.6.4低压网络短路电流计算 303

5高压电器及开关设备的选择 311

5.1概述 311

5.1.1内容及范围 311

5.1.2高压电器及开关设备的选择条件 311

5.2按主要额定特性参数选择高压电器及开关设备312

5.2.1按工作电压选择 312

5.2.2按工作电流选择 314

5.2.3按开断电流选择 315

5.2.4高压电器及开关设备绝缘配合的校验318

5.2.5按接线端子静态拉力选择 319

5.3按环境条件选择高压电器、开关设备及导体320

5.3.1正常使用条件 320

5.3.2特殊使用条件 321

5.3.3环境温度的影响 321

5.3.4环境湿度的影响 323

5.3.5高海拔的影响 323

5.3.6的影响 325

5.3.7地震的影响 328

5.4高压电器、开关设备和导体的短路稳定校验的要求330

5.4.1概述 330

5.4.2短路稳定校验的一般要求 331

5.4.3稳定校验所需用的短路电流 331

5.4.4短路形式和短路点的选择 331

5.4.5短路电流持续时间 332

5.5短路电流的电磁效应和高压电器、开关设备及导体的动稳定校验332

5.5.1采用IEC标准的计算方法 332

5.5.2采用短路电流实用计算方法 366

5.5.3高压电器及开关设备的动稳定校验 375

5.5.4短路动稳定校验的计算公式及符号说明375

5.6短路电流的热效应和高压电器、开关设备及导体的短时热稳定

(热强度)校验 377

5.6.1采用IEC国际标准的计算方法 377

5.6.2采用短路电流实用计算方法 381

5.6.3短路热稳定校验的计算公式及符号说明384

5.7选择高压电器及开关设备的其他要求 385

5.7.1高压交流断路器 385

5.7.2高压交流负荷开关 387

5.7.3高压交流熔断器 389

5.7.4高压交流负荷开关熔断器组合电器393

5.7.5高压交流接触器 397

5.7.6高压交流隔离开关和接地开关 398

5.7.7高压阻容吸收器 400

5.7.8限流电抗器 401

5.7.9中性点接地设备 403

5.7.10高压绝缘子 409

5.8交流金属封闭高压开关设备选择的基本要求410

5.8.1概述 410

5.8.2交流金属封闭高压开关设备的分类及附加要求411

5.8.3交流金属封闭高压开关设备的主要特点411

5.8.4交流金属封闭高压开关设备使用环境条件的选择412

5.8.5选择高压开关柜和环网负荷开关柜的一般要求414

5.8.6选择充气式(CGIS)或气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)的一般要求415

5.8.7使用气体绝缘金属封闭开关设备的防护措施415

5.9并联电容器装置的电器和导体的选择 416

5.9.1电容器的选择 416

5.9.2高压交流断路器的选择 417

5.9.3高压交流熔断器的选择及性能要求 417

5.9.4串联电抗器的选择 418

5.9.5放电器件的选择 418

5.9.6避雷器的选择 418

5.9.7导体及其他 418

5.10高压电器及导体短路稳定校验数据表 419

参考文献 455

6电能质量 457

6.1概述 457

6.2电压偏差 458

6.2.1基本概念 458

6.2.2电压偏差允许值 461

6.2.3电压偏差计算 462

6.2.4线路电压降允许值 465

6.2.5改善电压偏差的主要措施 466

6.3三相电压不平衡 467

6.3.1基本概念 467

6.3.2三相电压不平衡度的限值 468

6.3.3三相电压不平衡产生的原因 468

6.3.4三相电压不平衡的危害 469

6.3.5改善三相不平衡的措施 470

6.4电压波动与闪变 471

6.4.1基本概念 471

6.4.2电压波动的限值 472

6.4.3闪变的限值 473

6.4.4三相炼钢电弧炉熔化期供电母线上的电压波动与闪变474

6.4.5电弧焊机焊接时的电压波动 475

6.4.6降低和治理电压波动和闪变的措施 476

6.5电压暂降与短时中断 477

6.5.1基本概念 477

6.5.2电压暂降与短时中断的危害 477

6.5.3电压暂降与短时中断的起因 477

6.5.4抑制电压暂降和短时中断的措施 478

6.5.5电动机启动时的电压暂降 478

6.6供电中断与供电可靠性 490

6.6.1基本概念 490

6.6.2供电可靠性的评价指标 490

6.6.3供电可靠性的统计数据 491

6.6.4提高供配电领域供电可靠性的措施 492

6.7谐波 492

6.7.1基本概念 492

6.7.2谐波计算方法 492

6.7.3谐波源及常用设备产生的谐波电流值494

6.7.4谐波危害 497

6.7.5谐波限值 501

6.7.6用电设备谐波电流发射限值 501

6.7.7谐波计算 508

6.7.8谐波测量 509

6.7.9减小谐波影响的措施 510

6.7.10间谐波 511

7继电保护和自动装置 513

7.1一般要求 513

7.1.1继电保护和自动装置设计的一般要求513

7.1.2微机保护装置的一般要求 515

7.2电力变压器的保护 516

7.2.1电力变压器根据规范要求应装设的保护装置516

7.2.2保护配置 519

7.2.3整定计算 520

7.2.4变压器的差动保护 522

7.2.5变压器后备保护 525

7.2.6变压器非电量保护 527

7.2.7短路时各种保护装置回路内的电流分布528

7.2.8变压器保护测控装置 533

7.2.9示例 538

7.33~110kV线路的保护 547

7.3.13~110kV线路根据规范要求应装设的保护装置547

7.3.2保护配置 550

7.3.3整定计算 550

7.3.4线路光纤纵联差动保护 552

7.3.5典型的线路保护装置逻辑框图 555

7.3.6示例 555

7.46~110kV母线及分段断路器的保护562

7.4.16~110kV母线及分段断路器根据规范要求应装设的保护装置562

7.4.2保护配置 563

7.4.3整定计算 563

7.4.4分段断路器保护测控装置 569

7.4.5示例 569

7.53~20kV电力电容器的保护 571

7.5.1电力电容器根据规范要求应装设的保护装置571

7.5.2保护配置 572

7.5.3整定计算 572

7.5.4电容器组成的接线 574

7.5.5电容器保护测控装置 575

7.5.6示例 575

7.63~10kV电动机的保护 581

7.6.13~10kV电动机根据规范要求应装设的保护装置581

7.6.2保护配置 583

7.6.3整定计算 583

7.6.4同步电动机失步保护 590

7.6.5与同步电动机配套的励磁装置 591

7.6.6同步电动机的单相接地电容电流和短路比592

7.6.7电动机保护测控装置功能 593

7.6.8示例 594

7.7保护用电流互感器及电压互感器 601

7.7.1保护用电流互感器 601

7.7.2电压互感器 607

7.8接地信号与接地保护 611

7.8.1零序电压滤过器非有效接地系统信号装置611

7.8.2中性点不接地系统的接地保护 612

7.8.3中性点谐振接地系统接地保护 613

7.8.4中性点经低电阻接地系统的特点与接地保护616

7.8.5接地变压器 617

7.9交流操作的继电保护 619

7.9.110kV系统交流操作电源 619

7.9.210 (20)kV系统UPS电源系统622

7.9.3常用断路器脱扣器的技术数据 622

7.9.4自电源保护系统 623

7.10继电保护装置的动作配合 625

7.10.1保护装置的动作电流与动作时间的配合625

7.10.2低压智能开关保护整定 626

7.10.3微机保护反时限过电流整定 632

7.10.4示例 633

7.11自动重合闸装置及备用电源自动投入装置635

7.11.1自动重合闸装置和自动低频低压减负荷装置635

7.11.2备用电源自动投入装置 637

附录B部分常用微机保护监控装置功能简介 646

B.1ADVP600系列微机保护监控装置646

B.2ADVP8000G系列微机保护监控装置650

B.3RCS9000系列微机保护监控装置653

B.4RCS、PCS9600系列工业电气保护测控装置656

参考文献 661

8变电站二次回路 662

8.1变电站常用的直流操作电源 662

8.1.1直流操作电源系统 662

8.1.2小容量直流电源 682

8.1.3蓄电池容量选择计算例题 683

8.2断路器的控制、信号回路 684

8.2.1断路器的控制、信号回路的设计原则684

8.2.2中央信号装置的设计原则 685

8.2.3断路器的控制、信号回路接线 687

8.2.4变电站断路器二次电路全图举例 701

8.3电气测量与电能计量 740

8.3.1电气测量与电能计量的设计原则 740

8.3.2电流互感器及其二次电流回路 747

8.3.3电压互感器及其二次电压回路 750

8.3.4电测量变送器 753

8.4二次回路的保护及控制、信号回路的设备选择755

8.4.1二次回路的保护设备 755

8.4.2控制开关的选择 757

8.4.3灯光监视中的位置指示灯及其附加电阻的选择758

8.4.4中间继电器的选择 759

8.5二次回路配线 759

8.5.1二次回路绝缘导线和电缆的一般要求759

8.5.2控制电缆的金属屏蔽 760

8.5.3控制电缆接线的要求 760

8.5.4控制电缆芯数和根数的选择 760

8.5.5控制电缆截面积的选择 761

8.5.6控制、信号回路用控制电缆选择 763

8.5.7端子排 763

8.5.8小母线 765

8.6变电站综合自动化系统 766

8.6.1概述 766

8.6.2变电站综合自动化的基本功能 766

8.6.3变电站综合自动化的结构形式 767

8.6.4变电站综合自动化的通信网络 769

8.6.5通信网络实例 771

参考文献 774

9导体选择 775

9.1电线、电缆类型的选择 775

9.1.1导体材料选择 775

9.1.2多芯和单芯电缆导体的选择 776

9.1.3电力电缆绝缘水平选择 778

9.1.4绝缘材料及护套选择 779

9.1.5铠装及外护层选择 788

9.1.6预分支电缆选择 789

9.1.7低压母线的选择 791

9.1.8高压母线选择 802

9.2导体截面选择 809

9.2.1电线、电缆导体截面选择 809

9.2.2中性导体(N)及保护接地中性导体(PEN)的截面选择810

9.3导体载流量 811

9.3.1载流量的说明 811

9.3.2塑料绝缘电线的载流量 828

10

9.3.3交联聚乙烯绝缘电力电缆的载流量 835

9.3.4聚氯乙烯绝缘电力电缆的载流量 841

9.3.5橡皮绝缘电力电缆的载流量 845

9.3.6架空绝缘电缆的载流量 846

9.3.7矿物绝缘电缆的载流量 847

9.3.8矩形母线及安全式滑触线的载流量 849

9.3.9裸线及刚体滑触线载流量 853

9.3.10导体中频载流量 857

9.4线路电压降计算 861

9.4.1导线阻抗计算 861

9.4.2电压降计算式 865

9.4.3常用导线主要参数 867

9.4.4矿物绝缘电缆常用数据 869

9.4.5架空线路的电压降 871

9.4.6电缆线路的电压降 873

9.4.7户内线路的电压降及直流线路电流矩878

9.4.8中频线路的电压降计算 883

附录C电线、电缆非金属含量 887

附录D电线电缆产品型号编制方法 890

附录E450750V及以下电缆型号表示方法 891

E.1450750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆 891

E.2450/750V及以下橡皮绝缘电缆 892

参考文献 893

10线路敷设 894

10.1户内、外布线 894

10.1.1一般要求 894

10.1.2裸导体布线 894

10.1.3绝缘导线明敷布线 896

10.1.4穿管布线 897

10.1.5钢索布线 901

10.1.6线槽布线 902

10.1.7可弯曲金属导管布线 903

10.1.8封闭式母线布线 904

10.1.9电气竖井布线 904

10.1.10户内电气线路和其他管道之间的小净距905

10.2电缆敷设 905

10.2.1电缆敷设的一般要求 905

10.2.2电缆地下直埋敷设 907

11

10.2.3电缆在导管内敷设 908

10.2.4电缆在电缆桥架(梯架或托盘)内敷设908

10.2.5电缆在电缆沟内敷设 910

10.2.6电缆在电缆隧道(含共同沟)内敷设911

10.2.7电缆在电缆排管内敷设 912

10.2.8电缆架空敷设 913

10.2.9电缆在桥梁或构架上敷设 913

10.2.10电缆在水下敷设 914

10.2.11矿物绝缘电缆敷设 914

10.2.12电缆敷设的防火、防爆、防腐措施915

10.2.13电缆散热量计算 916

10.3架空线路 917

10.3.1架空线路的路径选择 917

10.3.2架空线路的杆塔定位、对地距离和交叉跨越917

10.3.310kV及以下架空进户线 923

10.3.4导线、地线、绝缘子和金具 923

10.3.5架空线路的气象条件 928

10.3.6导线力学计算 930

10.3.7导线在杆塔上的排列 936

10.3.8杆塔型式 938

10.3.9杆塔荷载 939

10.3.10电杆、拉线与基础 941

附录F导管系统性能及分类代码 943

附录G架空导线的型号和名称 946

附录H架空绝缘线的载流量 947

附录I架空绝缘电缆的型号、规格和载流量 948

参考文献 951

下册

11低压配电线路保护和低压电器选择 953

11.1低压电器选择的基本要求 953

11.1.1概述 953

11.1.2按正常工作条件选择 953

11.1.3按保护选择性选择 954

11.1.4按短路条件选择 954

11.1.5按使用环境条件选择 955

11.2低压配电线路的保护 959

12

11.2.1概述 959

11.2.2过负荷保护 960

11.2.3短路保护 961

11.2.4故障情况下的自动切断电源 965

11.3断路器的选择 970

11.3.1交流断路器(ACB、MCCB) 970

11.3.2微型断路器(MCB) 977

11.3.3常用低压断路器的技术参数 978

11.3.4直流断路器 981

11.3.5带选择性的断路器(SMCB) 982

11.3.6电弧故障保护电器(AFDD) 983

11.3.7断路器额定电流及脱扣器整定电流的选择985

11.3.8照明线路保护用低压断路器的过电流脱扣器整定986

11.3.9按短路电流校验低压断路器的分断能力987

11.3.10断路器在400Hz系统中的选用987

11.3.11环境温度对断路器的影响 988

11.4转换开关电器选择 988

11.4.1机电转换开关电器(TSE) 988

11.4.2静态转换开关电器(STS) 991

11.5开关、隔离器、隔离开关及熔断器组合电器993

11.5.1概述 993

11.5.2分类 994

11.5.3正常负荷特性 995

11.5.4短路特性 995

11.5.5选用 995

11.6熔断器 997

11.6.1概述 997

11.6.2性能 999

11.6.3专职人员使用的熔断器 1001

11.6.4非专职人员使用的熔断器 1005

11.6.5太阳能光伏系统保护用熔断器 1007

11.6.6半导体设备保护用熔断器 1007

11.6.7熔断器的选择应用 1008

11.7剩余电流动作保护器(RCD) 1009

11.7.1概述 1009

11.7.2分类 1009

11.7.3特征参数 1010

11.7.4动作特性 1013

11.7.5附加要求 1015

13

11.7.6选择性 1015

11.7.7避免RCD误动作 1016

11.7.8剩余电流监视器(RCM) 1017

11.8绝缘监控装置(IMD)和绝缘故障定位系统(IFLS) 1018

11.8.1概述 1018

11.8.2IMD与RCM的区别 1018

11.8.3IMD性能要求 1018

11.8.4

随便看

 

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更新时间:2025/4/7 1:23:51