電氣工程師手冊：供配電專業(yè)篇（第2版）

第1章安全001
1．1工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)電氣專業(yè)強(qiáng)制性條文001
1．1．1相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)001
1．1．2重點(diǎn)掌握的設(shè)計(jì)規(guī)范條款003
1．2電流對人體的效應(yīng)010
1．2．1常用術(shù)語010
1．2．2人體的阻抗014
1．2．315~100Hz 范圍內(nèi)正弦交流電流的效應(yīng)022
1．2．4直流電流的效應(yīng)025
1．3安全電壓及電擊防護(hù)026
1．3．1常用術(shù)語026
1．3．2安全電壓028
1．3．3電擊防護(hù)的基本原則030
1．3．4電擊防護(hù)規(guī)定032
1．3．5電擊防護(hù)措施037
1．3．6電氣裝置內(nèi)的電氣設(shè)備及其防護(hù)規(guī)定的配合039
1．4低壓系統(tǒng)接地故障的保護(hù)設(shè)計(jì)與等電位連接044
1．4．1低壓系統(tǒng)接地故障保護(hù)的一般規(guī)定044
1．4．2各種接地系統(tǒng)的故障保護(hù)044
1．4．3等電位連接的種類047
1．4．4等電位連接的應(yīng)用048
1．5危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置的特殊設(shè)計(jì)051
1．5．1爆炸性環(huán)境的電力裝置設(shè)計(jì)051
1．5．2活動受限制的可導(dǎo)電場所的設(shè)計(jì)要求057
1．5．3數(shù)據(jù)處理設(shè)備用電氣裝置的設(shè)計(jì)要求058
1．6電氣設(shè)備防誤操作的要求及措施059
1．6．1電氣設(shè)備防誤裝置的要求059
1．6．2電氣設(shè)備防誤裝置的功能060
1．6．3設(shè)計(jì)、制造及選用電氣設(shè)備防誤裝置的原則060
1．7電氣工程設(shè)計(jì)的防火要求及措施060
1．7．1變電站內(nèi)建（構(gòu)） 筑物的火災(zāi)危險(xiǎn)性、耐火等級及防火間距060
1．7．2建（構(gòu)） 筑物的安全疏散和建筑構(gòu)造062
1．7．3變壓器及其他帶油電氣設(shè)備063
1．7．4電纜及電纜敷設(shè)063
1．7．5消防給水、滅火設(shè)施及火災(zāi)自動報(bào)警064
1．7．6供暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)067
1．7．7消防供電、應(yīng)急照明067
1．8電氣設(shè)施抗震設(shè)計(jì)和措施068
1．8．1抗震設(shè)計(jì)總原則068
1．8．2選址與總體布置069
1．8．3抗震設(shè)計(jì)方法069
1．8．4電氣設(shè)施布置070
1．8．5電力通信070
1．8．6安裝設(shè)計(jì)抗震要求071
1．8．7電氣設(shè)備的隔震與消能減震設(shè)計(jì)071
第2章環(huán)境保護(hù)與節(jié)能073
2．1電氣設(shè)備對環(huán)境的影響及防治措施073
2．1．1電磁污染對環(huán)境的影響及防治措施073
2．1．2環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和排放標(biāo)準(zhǔn)076
2．1．3工程項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)087
2．2供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的節(jié)能措施091
2．2．1變壓器節(jié)能091
2．2．2供配電系統(tǒng)節(jié)能094
2．2．3電動機(jī)節(jié)能096
2．2．4風(fēng)機(jī)水泵的節(jié)能103
2．2．5低壓電器的節(jié)能106
2．3電能質(zhì)量107
2．3．1電壓偏差及其調(diào)節(jié)107
2．3．2電壓波動/閃變及其抑制114
2．3．3諧波及其抑制122
2．3．4三相電壓不平衡度及其補(bǔ)償128
第3章負(fù)荷分級與負(fù)荷計(jì)算132
3．1負(fù)荷分級的原則及供電要求132
3．1．1用戶供電系統(tǒng)的組成132
3．1．2用電負(fù)荷的分級133
3．1．3負(fù)荷分級示例133
3．1．4各級負(fù)荷的供電要求139
3．2負(fù)荷計(jì)算方法140
3．2．1負(fù)荷計(jì)算概述140
3．2．2三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定149
3．2．3單相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定154
3．2．4尖峰電流及其計(jì)算156
3．2．5供電系統(tǒng)的功率損耗157
3．2．6企業(yè)年電能需要量的計(jì)算162
3．2．7供電系統(tǒng)的電能損耗163
第4章110kV 及以下供配電系統(tǒng)165
4．1供配電系統(tǒng)電壓等級選擇165
4．1．1電源及供電系統(tǒng)的一般規(guī)定165
4．1．2低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則165
4．1．3供配電電壓選擇原則166
4．2供配電系統(tǒng)的接線方式及特點(diǎn)167
4．2．1高壓供配電系統(tǒng)的接線方式及特點(diǎn)167
4．2．2高壓供配電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式167
4．2．3低壓配電系統(tǒng)的接線方式及特點(diǎn)173
4．3應(yīng)急電源和備用電源的選擇及接線方式174
4．3．1應(yīng)急電源和備用電源的種類174
4．3．2應(yīng)急電源系統(tǒng)175
4．3．3柴油發(fā)電機(jī)組176
4．3．4不間斷電源系統(tǒng)UPS 179
4．3．5應(yīng)急電源EPS 187
4．4無功補(bǔ)償裝置——并聯(lián)電容器188
4．4．1接入電網(wǎng)基本要求189
4．4．2功率因數(shù)及補(bǔ)償容量的計(jì)算189
4．4．3電氣接線191
4．4．4電器和導(dǎo)體的選擇192
4．4．5保護(hù)裝置和投切裝置197
第5章110kV 及以下變配電所所址選擇及電氣設(shè)備布置199
5．1變配電所所址選擇199
5．1．1變配電所分類199
5．1．220kV 及以下變配電所所址選擇199
5．1．335～110kV 變配站站址選擇200
5．2變配電所布置設(shè)計(jì)201
5．2．120kV 及以下變配電所型式與布置201
5．2．235～110kV 變電站型式與布置202
5．3配電裝置的布置設(shè)計(jì)202
5．3．1配電裝置內(nèi)安全凈距202
5．3．2配電裝置型式選擇207
5．3．3配電裝置布置207
5．3．4配電裝置內(nèi)的通道與圍欄207
5．3．5防火與蓄油設(shè)施208
5．4變配電所對有關(guān)專業(yè)的要求209
5．4．120kV 及以下變配電所對有關(guān)專業(yè)的要求209
5．4．235～110kV 變電站對有關(guān)專業(yè)的要求211
5．5特殊環(huán)境的變配電裝置設(shè)計(jì)218
5．5．1污穢地區(qū)變配電裝置設(shè)計(jì)218
5．5．2高海拔地區(qū)變配電裝置設(shè)計(jì)220
5．5．3高烈度地震區(qū)變配電裝置設(shè)計(jì)221
5．6柴油電站設(shè)計(jì)227
5．6．1建設(shè)原則與設(shè)計(jì)程序228
5．6．2布置形式與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)229
5．6．3通風(fēng)降噪系統(tǒng)設(shè)計(jì)237
5．6．4電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)244
第6章短路電流分析247
6．1短路電流的計(jì)算247
6．1．1概述247
6．1．2電力系統(tǒng)短路過程分析249
6．1．3高壓系統(tǒng)短路電流計(jì)算253
6．1．4低壓系統(tǒng)短路電流計(jì)算260
6．1．5短路電流計(jì)算結(jié)果的應(yīng)用269
6．2短路電流的影響270
6．2．1短路電流的電動力效應(yīng)270
6．2．2短路電流的熱效應(yīng)271
6．2．3影響短路電流的因素272
6．2．4限制短路電流的措施272
第7章110kV 及以下電氣設(shè)備選擇274
7．1常用電氣設(shè)備選擇的技術(shù)條件和環(huán)境條件274
7．1．1一般原則274
7．1．2技術(shù)條件274
7．1．3環(huán)境條件277
7．1．4環(huán)境保護(hù)280
7．2高壓變配電設(shè)備及電氣元件的選擇281
7．2．1電力變壓器281
7．2．2高壓斷路器289
7．2．3高壓熔斷器293
7．2．4高壓隔離開關(guān)296
7．2．5高壓負(fù)荷開關(guān)298
7．2．672．5kV 及以上氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備298
7．2．7交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備301
7．2．8電流互感器302
7．2．9電壓互感器305
7．2．10限流電抗器308
7．2．11中性點(diǎn)設(shè)備310
7．2．12過電壓保護(hù)設(shè)備314
7．2．13絕緣子及穿墻套管316
7．3低壓配電設(shè)備及電器元件的選擇318
7．3．1低壓電器選擇的一般要求318
7．3．2常用低壓電器325
7．3．3低壓配電線路的保護(hù)及保護(hù)電器的選擇342
第8章35kV 及以下導(dǎo)體、電纜及架空線路的設(shè)計(jì)355
8．1導(dǎo)體的選擇和設(shè)計(jì)355
8．1．13～35kV 配電裝置導(dǎo)體的選擇355
8．1．2低壓配電系統(tǒng)導(dǎo)體的選擇359
8．2電線、電纜的選擇和設(shè)計(jì)365
8．2．1電力電纜導(dǎo)體材質(zhì)365
8．2．2電力電纜絕緣水平365
8．2．3電力電纜絕緣類型366
8．2．4電力電纜護(hù)層類型366
8．2．5電力電纜芯數(shù)368
8．2．6電力電纜導(dǎo)體截面369
8．2．7控制電纜及其金屬屏蔽384
8．3電纜敷設(shè)的設(shè)計(jì)385
8．3．1一般規(guī)定385
8．3．2敷設(shè)方式選擇388
8．3．3電纜直埋敷設(shè)389
8．3．4電纜保護(hù)管敷設(shè)390
8．3．5電纜溝敷設(shè)393
8．3．6電纜隧道敷設(shè)394
8．3．7電纜夾層敷設(shè)395
8．3．8電纜豎井敷設(shè)395
8．3．9其他公用設(shè)施中敷設(shè)396
8．3．10水下敷設(shè)396
8．4電纜防火與阻燃設(shè)計(jì)397
8．4．1阻燃與耐火電纜及其分級397
8．4．2電纜的防火與阻燃措施400
8．4．3電纜的防火與阻燃設(shè)計(jì)401
8．5架空線路設(shè)計(jì)要求402
8．5．1架空電力線路徑402
8．5．2氣象條件403
8．5．3導(dǎo)線、電線、絕緣子和金具404
8．5．4絕緣配合、防雷和接地406
8．5．5桿塔及其相關(guān)設(shè)計(jì)要求409
第9章110kV 及以下變配電所控制、測量、繼電保護(hù)及自動裝置422
9．1變配電所控制、測量與信號設(shè)計(jì)422
9．1．1變配電所控制系統(tǒng)422
9．1．2變配電所電測量裝置423
9．1．3變配電所電能計(jì)量429
9．1．4計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的測量431
9．1．5電測量變送器432
9．1．6測量用電流、電壓互感器432
9．1．7測量二次接線434
9．1．8儀表裝置安裝條件435
9．1．9信號系統(tǒng)436
9．2電氣設(shè)備和線路繼電保護(hù)的配置、整定計(jì)算及選型436
9．2．1電力變壓器保護(hù)436
9．2．2電力線路保護(hù)445
9．2．3母線保護(hù)449
9．2．4電力電容器和電抗器保護(hù)450
9．2．53kV 及以上電動機(jī)保護(hù)453
9．3變配電所自動裝置及綜合自動化的設(shè)計(jì)457
9．3．1自動重合閘裝置457
9．3．2備用電源和備用設(shè)備的自動投入裝置458
9．3．3自動低頻低壓減負(fù)荷裝置458
9．3．4變配電所綜合自動化設(shè)計(jì)459
9．3．5變配電所控制室布置的一般要求461
第10章變配電所操作電源463
10．1直流操作電源設(shè)計(jì)463
10．1．1系統(tǒng)設(shè)計(jì)463
10．1．2直流負(fù)荷466
10．1．3保護(hù)與監(jiān)控469
10．1．4設(shè)備選擇476
10．1．5設(shè)備布置499
10．1．6專用蓄電池室對相關(guān)專業(yè)的要求500
10．2UPS 電源設(shè)計(jì)501
10．2．1UPS 的主要性能指標(biāo)501
10．2．2UPS 的主要組成部分509
10．2．3UPS 的冗余連接及常見配置型式515
10．2．4UPS 的容量計(jì)算517
10．3交流操作電源設(shè)計(jì)520
10．3．1不帶UPS 的交流操作電源520
10．3．2帶UPS 的交流操作電源520
第11章防雷及過電壓保護(hù)523
11．1電力系統(tǒng)過電壓的種類和過電壓水平523
11．1．1電氣裝置絕緣上作用的電壓523
11．1．2電氣設(shè)備在運(yùn)行中承受的過電壓523
11．1．3絕緣配合523
11．2交流電氣裝置過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)要求及限制措施534
11．2．1內(nèi)部過電壓及其限制534
11．2．2外部過電壓及其保護(hù)538
11．3建筑物防雷的分類及措施554
11．3．1雷電活動規(guī)律554
11．3．2建筑物防雷的分類558
11．3．3建筑物防雷措施559
11．3．4電涌保護(hù)器572
11．4建筑物防雷和防雷擊電磁脈沖設(shè)計(jì)的計(jì)算方法和設(shè)計(jì)要求576
11．4．1防雷裝置576
11．4．2滾球法確定接閃器的保護(hù)范圍582
11．4．3防雷擊電磁脈沖的計(jì)算方法與設(shè)計(jì)要求589
第12章接地599
12．1電氣裝置接地的一般規(guī)定及保護(hù)接地的范圍599
12．1．1電氣裝置接地的一般規(guī)定599
12．1．2電氣裝置保護(hù)接地的范圍599
12．2高壓電氣裝置的接地設(shè)計(jì)600
12．2．1發(fā)電廠和變電站的接地網(wǎng)600
12．2．2高壓架空線路的接地609
12．2．36~220kV 電纜線路的接地611
12．2．4高壓配電電氣裝置的接地611
12．3低壓電氣裝置的接地設(shè)計(jì)612
12．3．1低壓系統(tǒng)接地的形式612
12．3．2低壓電氣裝置的接地電阻與總等電位連接616
12．3．3低壓電氣裝置的接地裝置和保護(hù)導(dǎo)體617
12．4接地電阻的計(jì)算624
12．4．1接地電阻的基本概念624
12．4．2土壤和水的電阻率625
12．4．3自然接地極接地電阻的計(jì)算626
12．4．4人工接地極接地電阻的計(jì)算629
12．4．5架空線路桿塔接地電阻的計(jì)算631
12．5接觸電位差與跨步電位差的計(jì)算633
12．5．1接觸電位差與跨步電位差的概念633
12．5．2入地故障電流及電位升高的計(jì)算634
12．5．3接觸電位差與跨步電位差的計(jì)算方法636
第13章照明641
13．1照明方式和照明種類641
13．1．1基本術(shù)語641
13．1．2照明方式的分類及其確定原則642
13．1．3照明種類及其確定原則643
13．2照度數(shù)量和質(zhì)量643
13．2．1照度643
13．2．2照度均勻度644
13．2．3眩光限制645
13．2．4光源顏色649
13．2．5反射比649
13．3照度標(biāo)準(zhǔn)值649
13．3．1居住建筑650
13．3．2公共建筑650
13．3．3工業(yè)建筑657
13．3．4通用房間或場所662
13．4光源、電器附件的選用和燈具選型664
13．4．1照明光源的類型、特性及其選擇664
13．4．2照明燈具及其附屬裝置的選擇與布置669
13．5照明供電及照明控制678
13．5．1照明電壓678
13．5．2照明配電系統(tǒng)678
13．5．3照明控制679
13．6照度計(jì)算680
13．6．1利用系數(shù)法680
13．6．2概算曲線法681
13．6．3比功率法（單位容量法） 682
13．6．4逐點(diǎn)計(jì)算法685
13．7照明工程節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)及措施688
13．7．1照明節(jié)能原則688
13．7．2照明節(jié)能的主要技術(shù)措施688
13．7．3照明功率密度（LPD） 限值691
第14章電氣傳動697
14．1電氣傳動系統(tǒng)的組成與分類697
14．1．1電動機(jī)697
14．1．2電源裝置705
14．1．3控制系統(tǒng)707
14．2電動機(jī)選擇707
14．2．1選擇電動機(jī)的基本要求707
14．2．2直流電動機(jī)與交流電動機(jī)的比較708
14．2．3電動機(jī)的選擇709
14．2．4電動機(jī)結(jié)構(gòu)形式的選擇711
14．2．5電動機(jī)的四種運(yùn)行狀態(tài)712
14．2．6電動機(jī)的容量（功率） 計(jì)算712
14．2．7電動機(jī)的校驗(yàn)716
14．3交、直流電動機(jī)的啟動方式及啟動校驗(yàn)723
14．3．1電動機(jī)啟動的一般規(guī)定與啟動條件723
14．3．2三相異步電動機(jī)的啟動方式及啟動校驗(yàn)724
14．3．3同步電動機(jī)的啟動及其計(jì)算方法729
14．3．4直流電動機(jī)的啟動733
14．4交、直流電動機(jī)調(diào)速技術(shù)734
14．4．1直流電動機(jī)調(diào)速735
14．4．2交流電動機(jī)調(diào)速751
14．5交、直流電動機(jī)的電氣制動方式及計(jì)算方法779
14．5．1機(jī)械制動779
14．5．2能耗制動780
14．5．3反接制動781
14．5．4回饋制動783
14．5．5低頻制動783
14．6電動機(jī)保護(hù)配置及計(jì)算方法785
14．6．1低壓電動機(jī)保護(hù)的一般規(guī)定785
14．6．2短路和接地故障保護(hù)電器選擇787
14．6．3過載與斷相保護(hù)電器的選擇790
14．7低壓電動機(jī)控制電器的選擇792
14．7．1低壓交流電動機(jī)控制回路的一般要求792
14．7．2低壓交流電動機(jī)的主回路793
14．7．3啟動控制電器的選擇794
14．8電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)性能指標(biāo)797
14．8．1靜態(tài)性能指標(biāo)797
14．8．2動態(tài)性能指標(biāo)799
14．9PLC 的應(yīng)用801
14．9．1PLC 的系統(tǒng)組成801
14．9．2PLC 的軟件與匯編語言804
14．9．3PLC 的工作原理806
14．9．4PLC 的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)810
14．9．5PLC 的分類與主要技術(shù)指標(biāo)814
第15章建筑智能化816
15．1火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)及消防聯(lián)動控制816
15．1．1建筑分類和耐火等級816
15．1．2火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的基本規(guī)定818
15．1．3消防聯(lián)動控制設(shè)計(jì)826
15．1．4火災(zāi)探測器的選擇836
15．1．5系統(tǒng)設(shè)備的設(shè)置840
15．1．6典型場所火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)847
15．1．7火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的供電853
15．1．8火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)的布線853
15．2建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)854
15．2．1一般規(guī)定855
15．2．2系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)855
15．2．3冷熱源系統(tǒng)監(jiān)控863
15．2．4空調(diào)及通風(fēng)系統(tǒng)監(jiān)控867
15．2．5給水與排水系統(tǒng)監(jiān)控871
15．2．6供配電系統(tǒng)監(jiān)測873
15．2．7照明系統(tǒng)監(jiān)控874
15．2．8電梯和自動扶梯系統(tǒng)監(jiān)控874
15．2．9建筑設(shè)備一體化監(jiān)控系統(tǒng)874
15．3安全技術(shù)防范系統(tǒng)876
15．3．1一般規(guī)定876
15．3．2入侵報(bào)警系統(tǒng)877
15．3．3視頻監(jiān)控系統(tǒng)878
15．3．4出入口控制系統(tǒng)884
15．3．5電子巡查系統(tǒng)886
15．3．6停車庫(場) 管理系統(tǒng)886
15．3．7樓宇對講系統(tǒng)888
15．3．8傳輸線路890
15．3．9安防監(jiān)控中心890
15．3．10安防綜合管理系統(tǒng)890
15．3．11應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)892
15．4通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)892
15．4．1一般規(guī)定892
15．4．2信息接入系統(tǒng)892
15．4．3用戶電話交換系統(tǒng)893
15．4．4數(shù)字無線對講系統(tǒng)896
15．4．5移動通信室內(nèi)信號覆蓋系統(tǒng)900
15．4．6甚小口徑衛(wèi)星通信系統(tǒng)902
15．4．7數(shù)字微波通信系統(tǒng)903
15．4．8會議系統(tǒng)904
15．4．9多媒體教學(xué)系統(tǒng)910
15．5有線電視和衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)916
15．5．1一般規(guī)定916
15．5．2有線電視系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則916
15．5．3有線電視系統(tǒng)接入917
15．5．4衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)917
15．5．5自設(shè)前端918
15．5．6HFC 接入分配網(wǎng)918
15．5．7IP 接入分配網(wǎng)919
15．5．8傳輸線路選擇920
15．6公共廣播與廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)920
15．6．1一般規(guī)定920
15．6．2公共廣播系統(tǒng)921
15．6．3廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)922
15．6．4設(shè)備選擇922
15．6．5設(shè)備布置924
15．6．6線路及敷設(shè)925
15．6．7控制室926
15．6．8供電電源、防雷與接地927
15．7呼叫信號和信息發(fā)布系統(tǒng)927
15．7．1一般規(guī)定927
15．7．2呼叫信號系統(tǒng)設(shè)計(jì)927
15．7．3信息引導(dǎo)及發(fā)布系統(tǒng)設(shè)計(jì)930
15．7．4時鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)932
15．7．5設(shè)備選擇及機(jī)房933
15．7．6供電電源、防雷與接地933
15．8綜合布線系統(tǒng)934
15．8．1一般規(guī)定934
15．8．2系統(tǒng)設(shè)計(jì)934
15．8．3系統(tǒng)配置939
15．8．4系統(tǒng)指標(biāo)940
15．8．5設(shè)備間及電信間941
15．8．6工作區(qū)設(shè)備942
15．8．7線纜選擇和敷設(shè)942
15．8．8接地943
參考文獻(xiàn)944