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第1章　绪论1

本章教学目标与要求1

1.1　能源和电能1

1.1.1　能源分类1

1.1.2　电能2

1.1.3　发电厂2

1.2　火力发电厂3

1.2.1　分类3

1.2.2　火电厂的电能生产过程3

1.2.3　火电厂的特点7

1.3　水力发电厂8

1.3.1　水电厂的分类8

1.3.2　水电厂的特点11

1.3.3　抽水蓄能电厂12

1.4　核能发电厂13

1.4.1　核电厂的分类14

1.4.2　核电厂的系统16

1.4.3　核电厂的运行17

1.5　新能源发电18

1.5.1　风力发电18

1.5.2　海洋能发电19

1.5.3　地热发电21

1.5.4　太阳能发电22

1.5.5　生物质能发电23

1.5.6　磁流体发电23

1.6　变电所类型23

1.7　发电厂和变电所电气设备简述25

1.7.1　电气一次设备25

1.7.2　电气二次设备27

1.7.3　电气主接线和配电装置的概念28

1.8　我国电力工业发展概况28

1.8.1　电力工业加速发展，全国装机容量突破8亿kW29

1.8.2　发展大机组，建设大电厂29

1.8.3　发展特高压、建设大电网，全国联网格局基本形成31

1.8.4　电网保护、控制、自动化技术进入国际行列32

1.9　本课程的目的和任务32

本章知识构架33

阅读材料33

习题34

第2章　电气设备的结构及工作原理35

本章教学目标与要求35

2.1　开关电器中的电弧36

2.1.1　电弧现象36

2.1.2　电弧的产生与维持36

2.1.3　电弧的熄灭37

2.1.4　交流电弧的特性38

2.1.5　交流电弧的熄灭条件39

2.1.6　弧隙电压恢复过程分析41

2.1.7　熄灭交流电弧的基本方法47

2.2　高压断路器49

2.2.1 高压断路器的分类及基本参数49

2.2.　SF6断路器53

2.2.3　真空断路器62

2.2.4　断路器的操动机构66

2.3　隔离开关67

2.3.1　隔离开关的用途与分类67

2.3.2　屋内隔离开关68

2.3.3　屋外隔离开关68

2.3.4　隔离开关操动机构69

2.4　高压负荷开关69

2.5　熔断器70

2.5.1　概述70

2.5.2　低压熔断器71

2.5.3　高压熔断器73

2.6　低压开关电器74

2.6.1　刀开关75

2.6.2　接触器75

2.6.3　磁力起动器76

2.6.4　自动空气开关78

2.7　绝缘子80

2.7.1　概述80

2.7.2　复合绝缘子81

2.8　母线88

2.8.1　母线材料89

2.8.2　敞露母线89

2.8.3　封闭母线91

2.9　电力电缆92

2.9.1　电缆分类93

2.9.2　结构及性能93

2.9.3　常用电缆中间接头盒和终端接头盒的结构及性能94

2.10　电抗器96

2.10.1　限流电抗器97

2.10.2　串联电抗器和并联电抗器98

2.11　互感器100

2.11.1　概述100

2.11.2　电磁式电流互感器101

2.11.3　电磁式电压互感器108

2.11.4　电容分压式电压互感器113

2.11.5　光电式互感器简介115

本章知识构架116

阅读材料117

习题118

第3章　电气主接线与厂、所接线121

本章教学目标与要求121

3.1　电气主接线的基本要求122

3.2　电气主接线的基本形式123

3.2.1　有汇流母线的主接线123

3.2.2　无汇流母线的主接线133

3.3　发电厂和变电所主变压器的选择136

3.3.1　主变压器容量、台数的选择137

3.3.2　主变压器型式的选择138

3.4　限制短路电流的措施141

3.4.1　加装限流电抗器141

3.4.2　采用低压分裂绕组变压器143

3.4.3　选择适当的主接线形式和运行方式145

3.5　各类发电厂、变电所主接线的特点及实例146

3.5.1　火力发电厂电气主接线146

3.5.2　水电厂的主接线148

3.5.3　变电所电气主接线149

3.6　电气主接线的设计原则和程序151

3.6.1　主接线的设计原则151

3.6.2　电气主接线的设计程序152

3.6.3　电气主接线的设计举例154

3.7　自用电及接线156

3.7.1　概述156

3.7.2　厂用电接线158

3.7.3　变电所的自用电接线159

本章知识构架160

阅读材料160

习题163

第4章　电气设备选择166

本章教学目标与要求166

4.1　载流导体的发热和电动力167

4.1.1　概述167

4.1.2　导体的长期发热168

4.1.3　导体的短时发热171

4.1.4　短路电流的电动力175

4.2　电气设备选择的一般条件178

4.2.1　按正常工作条件选择178

4.2.2　按短路条件校验179

4.3　高压断路器、隔离开关的选择181

4.3.1　高压断路器的选择181

4.3.2　隔离开关的选择183

4.4　高压负荷开关、高压熔断器的选择184

4.4.1　高压负荷开关的选择184

4.4.2　高压熔断器的选择184

4.5　互感器的选择186

4.5.1　互感器的配置原则186

4.5.2　电流互感器的选择186

4.5.3　电压互感器的选择188

4.6　母线和电缆的选择189

4.6.1　母线的选择189

4.6.2　电缆的选择与校验193

4.7　绝缘子的选择195

本章知识构架197

阅读材料197

习题198

第5章　配电装置201

本章教学目标与要求201

5.1　概述202

5.1.1　配电装置的分类202

5.1.2　配电装置的基本要求及设计的基本步骤203

5.1.3　配电装置的最小安全净距204

5.2　屋内配电装置207

5.2.1　屋内配电装置分类207

5.2.2　屋内配电装置的布置原则209

5.2.3　屋内配电装置实例212

5.3　屋外配电装置214

5.3.1　屋外配电装置的分类214

5.3.2　屋外配电装置的布置原则215

5.3.3　屋外配电装置实例217

5.4　成套配电装置220

5.4.1　概述220

5.4.2　低压配电装置220

5.4.3　高压开关柜221

5.4.4　SF6全封闭组合电器223

5.4.5　成套变电站224

本章知识构架224

阅读材料224

习题225

第6章　发电厂和变电所的控制与信号228

本章教学目标与要求228

6.1　发电厂和变电站的控制方式229

6.1.1　发电厂的控制方式229

6.1.2　变电站的控制方式229

6.2　二次接线图230

6.2.1　概述230

6.2.2　归总式原理接线图230

6.2.3　展开接线图234

6.2.4　安装接线图234

6.3　断路器的控制与信号回路237

6.3.1　控制开关和操动机构237

6.3.2　断路器的控制及信号回路接线图240

6.4　中央信号系统252

6.4.1　事故信号252

6.4.2　预告信号254

6.4.3　新型中央信号装置256

6.5　变电站计算机监控系统257

6.5.1　变电站综合自动化257

6.5.2　变电所计算机监控子系统的功能258

6.5.3　变电所综合自动化系统的结构260

本章知识构架263

阅读材料263

习题264

第7章　电力变压器的运行266

本章教学目标与要求266

7.1　变压器的负荷能力266

7.1.1　变压器发热时的特点267

7.1.2　稳态温升268

7.1.3　变压器的绝缘老化268

7.1.4　变压器的正常过负荷270

7.1.5　变压器的事故过负荷273

7.2　变压器的运行与维护274

7.2.1　变压器的投运与停运274

7.2.2　变压器的运行维护274

7.2.3　变压器的异常运行与分析276

本章知识构架280

阅读材料280

习题282

第8章　设备的运行与维护284

本章教学目标与要求284

8.1　高压断路器的运行与维护284

8.1.1　断路器正常运行的条件284

8.1.2　断路器的巡视检查285

8.1.3　断路器的异常运行及故障处理287

8.2　隔离开关的运行与维护294

8.2.1　隔离开关的正常巡视检查项目294

8.2.2　隔离开关异常运行及分析295

8.2.3　隔离开关的事故处理296

8.3　互感器的运行与维护297

8.3.1　电流互感器的运行及故障处理297

8.3.2　电压互感器的运行及故障处理298

8.4　导体与绝缘子的运行与维护300

8.4.1　导体的运行与维护300

8.4.2　绝缘子的运行与维护300

本章知识构架301

阅读材料301

习题302

参考答案303

附录1　电力工程设计常用文字符号320

附录2　常用电气设备数据与系数326

参考文献340