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A 基础知识篇1

1 引言1

1.1 工业与民用配电系统的特点1

1.2 配电系统及工程完整解决方案的要求3

1.3 配电系统规划与设计的任务4

2 规划设计的基本流程6

2.1 自上而下的原则6

2.2 现有配电系统的状态7

2.2.1 配电系统设计与网络拓扑7

2.2.2 厂用配电设备的数据7

2.2.3 配电系统运行和监控参数8

2.3 确定配电系统基本要求9

2.3.1 需求功率9

2.3.2 供电质量10

2.4 生产系统和生产工艺允许的电力变量20

2.5 寻找最优解决方案26

2.5.1 决策目标26

2.5.2 决策方法27

B 中压配电系统的规划设计篇30

3 选择中压配电系统电压等级30

3.1 进线电源电压等级30

3.2 配电级电压等级31

4 计算短路电流和短路耐受能力33

4.1 选择系统短路容量33

4.2 电气设备的短路耐受能力35

4.2.1 中压开关装置35

4.2.2 中压电缆39

4.2.3 中压配电变压器41

5 工业配电系统网络结构43

5.1 金属加工行业的中压负荷结构43

5.2 配电系统进线电源方案43

5.3 变压器负荷中心变电站系统的优化43

5.3.1 投资费用44

5.3.2 系统损耗46

5.3.3 需求功率范围46

5.3.4 供电可靠性46

5.3.5 电压质量46

5.3.6 人身设备安全47

5.3.7 维护和服务费用47

5.3.8 系统管理方便47

5.3.9 环境兼容性47

5.4 工业厂房中压配电网络的结构与要求48

5.4.1 小型工业厂房48

5.4.2 中型工业厂房50

5.4.3 大型工业厂房51

5.4.4 高新技术企业58

5.5 中压配电系统的开关柜装置分类62

6 中压配电网络中性点接地方式65

6.1 中性点接地的重要性65

6.2 中性点接地方法65

6.2.1 中性点对地绝缘（高阻接地）系统［6.2 ,6.5 ,6.7 ～6.1 8］67

6.2.2 中性点消弧线圈（谐振）接地系统［6.2 ～6.5 ,6.7 ,6.2 1～6.4 6］71

6.2.3 中性点低阻抗接地系统［6.1 ～6.3 ,6.5 ,6.7 ,6.4 7～6.5 9］75

6.2.4 中性点短时低阻抗接地系统［6.5 ,6.7 ,6.5 7,6.5 8,6.6 0］83

6.3 中性点接地方法的决策与选择84

6.4 中压工业电缆配电网络运行的选择86

6.5 转移变压器高中压两侧中性点接地方式的分析87

7 中压配电系统保护设计90

7.1 继电保护工程及设备基础90

7.1.1 过电流保护继电器［7.1 ～7.1 3］94

7.1.2 差动电流保护继电器［7.1 ～7.9 ,7.1 4～7.1 9］97

7.1.3 距离保护继电器［7.1 ～7.9 ,7.2 0～7.2 5］100

7.1.4 高压高分断容量的熔断器［7.2 6～7.3 3,7.3 9,7.4 0］102

7.2 110kV／中压电力变压器保护103

7.3 中压配电变压器的保护106

7.3.1 负荷开关—熔断器组合107

7.3.2 断路器—继电器组合119

7.4 电动机和电容器的限流型短路保护123

7.4.1 高压电动机采用高压熔断器保护123

7.4.2 高压熔断器保护电容器126

7.5 硬母线保护127

7.6 电缆线路保护128

7.6.1 配电站的双回路进线电缆的保护129

7.6.2 配电站环网进线电缆保护129

7.7 20kV工业配电系统中性点低阻抗接地的继电保护解决方案131

C 低压配电系统规划设计篇133

8 低压配电系统电压等级133

8.1 工业厂房低压负荷概述133

8.2 工业厂房要求的低压电压等级133

9 低压配电系统短路容量与短路电流138

9.1 按短路故障类别计算短路电流选择系统电气设备138

9.2 电气设备的短路耐受能力142

10 低压配电系统设计145

10.1 负荷结构分析145

10.1.1 金属加工行业负荷组的特点145

10.2 选择低压接地系统170

10.2.1 接地系统类别171

10.2.2 多台电源设备TN系统及EMC191

10.3 低压配电网络194

10.3.1 组建低压配电系统网络194

10.3.2 按经济和技术原则选择理想的网络结构200

11 低压电气设备的选型计算201

11.1 配电变压器201

11.1.1 额定电压201

11.1.2 额定电流时的阻抗电压202

11.1.3 联结组别（Vector group）203

11.1.4 额定容量SrT205

11.2 低压开关柜和配电柜209

11.2.1 SIVACON S8开关柜装置212

11.2.2 SIVACON 8PT开关柜装置218

11.2.3 ALPHA 630配电柜219

11.2.4 ALPHA 8HP注塑成型配电柜220

11.2.5 SIVACON 8PS母线槽系统221

11.2.6 变压器负荷中心变电站配置SIVACON S8/8PT/8PS223

11.3 电缆226

11.3.1 允许的载流量226

11.3.2 过负荷保护235

11.3.3 短路保护237

11.3.4 人身电击防护242

11.3.5 允许的电压降250

11.3.6 电缆选型计算案例252

12 无功补偿258

12.1 从技术经济指标理解无功补偿258

12.2 对线性负荷进行无功补偿258

12.2.1 计算补偿电容器容量259

12.2.2 无功补偿分类263

12.2.3 选择最好的无功补偿方式266

12.2.4 单独无功补偿方式266

12.2.5 自动无功补偿系统271

12.3 对非线性负荷进行无功补偿281

12.3.1 谐波对电源系统的负面影响282

12.3.2 限制谐波的技术措施286

12.4 无功补偿系统的设计293

12.5 无功补偿经济技术指标说明296

12.5.1 减少配电系统的损耗296

12.5.2 降低变压器视在功率297

12.5.3 改善电压质量298

13 低压配电系统保护设计300

13.1 保护工程和设备的基础300

13.1.1 熔断器301

13.1.2 断路器302

13.1.3 成套开关装置305

13.1.4 保护电器特性曲线的比较与评价307

13.2 低压配电系统的选择性309

13.2.1 放射式配电网络310

13.2.2 网格式和环网（闭环）配电网络324

13.3 用SIMARIS？design设计软件评价选择性保护配合案例326

14 字母、缩写、符号及上下标符号说明333

14.1 字母和缩写说明333

14.2 符号335

14.2.1 电流335

14.2.2 电压335

14.2.3 电阻336

14.2.4 功率和电能336

14.2.5 时间／持续时间336

14.2.6 系数337

14.2.7 其他符号337

14.3 下标和上标符号337

参考文献339