《工廠供電》學習與指導

書中的大量例題、習題、測試試卷可加深讀者對知識的理解。書中還有設計實例供讀者參考。

《〈工廠供電〉學習與指導》介紹了工廠供電的基本知識和主要電氣設備的選擇、校驗，并對工廠供配電系統(tǒng)電力負荷的計算、自動保護裝置、電氣照明、工廠供電系統(tǒng)的運行、管理及供配電系統(tǒng)的設計方面的知識重點，難點給予介紹和解答。

本書是為機械工業(yè)出版社出版的普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材《工廠供電》（第5版，劉介才）編寫的學習指導書。為了便于相關專業(yè)學生的學習，與《工廠供電》要求的內容相比，本書知識面有所拓寬，并提供了大量的習題，既可以與《工廠供電》配套使用，也可以單獨使用。本書內容包括三篇:第1篇為工廠供電基本內容，以及學習要點、重點難點分析與習題練習；第2篇為工廠供電有關的綜合練習題；第3篇為工廠供電課程設計舉例 。

本書主要作為普通高等學校電氣工程及其自動化、自動化等相關專業(yè)的輔導教材，也可供高職高專電氣自動化技術、電力系統(tǒng)自動化技術等專業(yè)學生使用。另外，本書涉及的國家標準、規(guī)范較多，對報考注冊電氣工程師（供配電）的工程技術人員也有一定的參考價值。

第1篇工廠供電基本內容與學習指導

第1章概論3

1.1基本內容3

1.2學習要點3

1.3重點難點分析4

1.3.1工廠供電系統(tǒng)概況4

1.3.2電力系統(tǒng)的電壓4

1.3.3電力系統(tǒng)的中性點運行方式6

1.3.4低壓配電系統(tǒng)的接地形式7

1.3.5應急電源9

1.4習題與答案12

第2章工廠的負荷分級與負荷計算16

2.1基本內容16

2.2學習要點16

2.3重點難點分析17

2.3.1負荷的分級原則和對供電電源的要求17

2.3.2不同工作制設備功率(容量)的確定18

2.3.3需要系數(shù)法求三相設備的計算負荷19

2.3.4利用系數(shù)法求三相設備的計算負荷20

2.3.5單相設備的負荷計算22

2.3.6功率因數(shù)的人工補償23

2.4習題與答案27

第3章短路電流計算37

3.1基本內容37〖3〗[4]3.2學習要點37

3.3重點難點分析38

3.3.1無限大電力系統(tǒng)及其三相短路的物理過程38

3.3.2短路電流的標幺值計算方法39

3.3.3短路電流的歐姆法計算41

3.3.4設備的動、熱穩(wěn)定度校驗42

3.3.5低壓電網(wǎng)短路電流計算46

3.3.6影響短路電流的因素和限制短路電流的措施48

3.3.7電力系統(tǒng)網(wǎng)絡簡化過程中阻抗的等效方法49

3.3.8近端短路50

3.4習題與答案52

第4章工廠電氣設備選擇66

4.1基本內容66

4.2學習要點66

4.3重點難點分析67

4.3.1常用電氣設備選擇和校驗的條件67

4.3.2電力變壓器的選擇和校驗69

4.3.3互感器的選擇和校驗72

4.3.4高壓開關設備的選擇和校驗73

4.3.5低壓開關設備的選擇和校驗85

4.3.6低壓保護電器的選擇和校驗87

4.3.7限流電抗器的選擇和校驗93

4.4習題與答案95

第5章工廠變配電所及一次系統(tǒng)107

5.1基本內容107

5.2學習要點107

5.3重點難點分析108

5.3.1變配電所所址選擇的一般原則108

5.3.2各級變配電所布置設計要求109

5.3.3各級變配電裝置設計要求110

5.3.4各級變配電所配電裝置安全凈距的確定及校驗方法114

5.3.5變配電所對防火、蓄油設施、建筑、結構、采暖、通風等的要求119

5.3.6高烈度地震區(qū)配電裝置的設計123

5.3.7工廠變配電所電氣主接線的基本形式124

5.4習題與答案127

第6章工廠電力線路133

6.1基本內容133

6.2學習要點133

6.3重點難點分析134

6.3.1工廠供電電源、供配電系統(tǒng)及其電壓確定原則134

6.3.2供配電系統(tǒng)的接線方式及特點136

6.3.3架空線路的設計要求142

6.3.4導線和電纜截面的選擇計算147

6.3.5電纜的敷設設計要求152

6.4習題與答案159

第7章工廠供電系統(tǒng)的繼電保護175

7.1基本內容175

7.2學習要點175

7.3重點難點分析176

7.3.1電力變壓器的保護176

7.3.2電力電容器的保護183

7.3.33～10kV電動機的保護185

7.3.46～35kV線路繼電保護配置、整定計算188

7.3.56～10kV母線分段斷路器繼電保護配置、整定計算190

7.3.6線路的三段式過電流保護簡介191

7.4習題與答案193

第8章工廠供電系統(tǒng)的二次回路及綜合自動化224

8.1基本內容224

8.2學習要點224

8.3重點難點分析225

8.3.1變配電所的控制、信號回路的設計原則225

8.3.2變配電所電氣測量及電能計量儀表設計要求226

8.3.3中央信號裝置設計231

8.3.4變配電所自動裝置及綜合自動化的設計要求232

8.3.5變配電所控制室的布置要求233

8.3.6直流系統(tǒng)負荷分類、事故停電時間235

8.3.7直流操作電源設計237

8.4習題與答案240

第9章防雷、接地及電氣安全246

9.1基本內容246

9.2學習要點246

9.3重點難點分析247

9.3.1電力系統(tǒng)過電壓的種類和過電壓水平247

9.3.2建筑物防雷的分類和防雷裝置的設計要求248

9.3.3變配電所過電壓保護設計要求252

9.3.4接地電阻的計算256

9.3.5低壓配電系統(tǒng)的接地故障保護、漏電保護與等電位聯(lián)結260

9.3.6變電所電氣裝置的接地裝置270

9.3.7電氣設備的雷電沖擊耐受電壓及短時工頻耐受電壓272

9.3.8電流對人體的效應273

9.4習題與答案277

第10章工廠照明285

10.1基本內容285

10.2學習要點285

10.3重點難點分析286

10.3.1照明方式和照明種類286

10.3.2照度標準和照明質量287

10.3.3電光源的選擇290

10.3.4燈具的選擇291

10.3.5照明配電及控制292

10.3.6利用系數(shù)法計算平均照度296

10.3.7綠色照明298

10.4習題與答案298

第11章電能質量和節(jié)能技術304

11.1基本內容30411.2學習要點304

11.3重點難點分析305

11.3.1電能質量的標準305

11.3.2提高電能質量的措施306

11.3.3照明工程節(jié)能標準與措施310

11.3.4供配電系統(tǒng)的節(jié)能措施312

11.4習題與答案319

第2篇《工廠供電》習題與解答

第12章綜合案例題333

第3篇《工廠供電》課程設計

第13章機械廠降壓變電所的電氣設計377

13.1設計任務書377

13.2設計說明書379

13.3設計圖樣397

第14章化工廠降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)設計401

14.1設計任務書401

14.2設計說明書402

參考文獻420

1.1MATLAB簡介1

1.2MATLAB運行環(huán)境1

1.3MATLAB用戶界面概述2

1.3.1MATLAB的啟動與退出2

1.3.2MATLAB的組成及功能3

1.3.3MATLAB的命令窗口(Command Window)7

1.3.4MATLAB的啟動平臺窗口(Launch Pad)9

1.3.5MATLAB的工作空間窗口(Workspace)9

1.3.6MATLAB的命令歷史窗口(Command History)10

1.3.7MATLAB的當前路徑窗口(Current Directory)10

1.3.8M文件編輯/調試器窗口11

1.3.9MATLAB的在線幫助及功能演示11

小結13

習題14

第2章MATLAB矩陣及其運算15

2.1變量與常量15

2.1.1變量15

2.1.2常量16

2.2函數(shù)17

2.2.1基本數(shù)學函數(shù)17

2.2.2三角函數(shù)與反三角函數(shù)19

2.3數(shù)組與矩陣20

2.4矩陣的創(chuàng)建20

2.5矩陣與數(shù)組的運算規(guī)則22

2.5.1算術運算符22

2.5.2關系運算符27〖3〗[4]2.5.3邏輯運算符28

2.6特殊矩陣的創(chuàng)建與操作29

2.6.1特殊矩陣及其創(chuàng)建29

2.6.2矩陣的特殊操作32

小結37

習題37

第3章MATLAB的數(shù)值計算39

3.1多項式的創(chuàng)建與運算39

3.1.1多項式的描述與創(chuàng)建39

3.1.2多項式的運算40

3.2線性方程求解45

3.2.1代數(shù)方程及代數(shù)方程組的求解45

3.2.2微分方程及微分方程組的求解46

3.3曲線擬合與插值47

3.3.1曲線擬合47

3.3.2插值49

小結53

習題53

第4章MATLAB圖形繪制基礎55

4.1二維圖形55

4.2特殊圖形58

4.2.1條形圖58

4.2.2餅圖59

4.2.3其他圖形60

4.3三維圖形61

4.3.1基本三維曲線圖61

4.3.2網(wǎng)格圖62

4.3.3特殊三維圖形63

4.4圖形的控制與修飾65

4.4.1圖形窗口的創(chuàng)建與分割65

4.4.2坐標軸控制命令66

4.4.3圖形的標注67

4.4.4網(wǎng)格控制70

小結70

習題71第5章MATLAB程序設計72

5.1M函數(shù)與M文件72

5.1.1M函數(shù)72

5.1.2M文件73

5.2MATLAB的程序結構77

5.2.1順序結構77

5.2.2循環(huán)結構77

5.2.3分支結構80

5.2.4程序流程控制82

5.3程序的調試與優(yōu)化84

5.3.1程序錯誤種類84

5.3.2程序的調試85

5.3.3程序的優(yōu)化88

小結90

習題90

第6章Simulink動態(tài)仿真集成環(huán)境92

6.1Simulink概述92

6.2Simulink仿真結構圖的創(chuàng)建與優(yōu)化95

6.2.1創(chuàng)建或打開仿真結構圖95

6.2.2功能模塊的處理95

6.2.3功能模塊之間的連線處理98

6.2.4演示示波器99

6.3Simulink仿真方法100

6.3.1仿真參數(shù)設置100

6.3.2Simulink建模與仿真示例102

6.4模塊化與封裝105

6.4.1模塊化106

6.4.2封裝108

小結111

習題111

第7章MATLAB在線性連續(xù)控制系統(tǒng)中的應用113

7.1線性連續(xù)控制系統(tǒng)在MATLAB中的描述113

7.1.1傳遞函數(shù)描述113

7.1.2部分分式描述1147.1.3零—極點描述115

7.2線性控制系統(tǒng)的時間響應分析116

7.2.1階躍輸入激勵下的仿真響應分析116

7.2.2脈沖輸入激勵下的仿真響應分析116

7.2.3任意輸入激勵下的仿真響應分析117

7.3線性控制系統(tǒng)的頻域響應分析118

7.4線性控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析119

7.4.1直接求根法119

7.4.2時域狀態(tài)下穩(wěn)定性分析121

7.4.3頻域狀態(tài)下穩(wěn)定性分析122

小結124

習題125

第8章MATLAB模糊邏輯工具箱及應用示例126

8.1模糊控制簡述126

8.2MATLAB模糊邏輯工具箱126

8.2.1模糊邏輯工具箱的功能特點126

8.2.2模糊推理系統(tǒng)的基本類型127

8.2.3模糊邏輯系統(tǒng)的構成128

8.3MATLAB模糊邏輯工具箱的圖形用戶界面128

8.3.1MATLAB模糊邏輯工具箱的啟動128

8.3.2MATLAB模糊推理系統(tǒng)編輯器的組成與功能129

8.3.3MATLAB隸屬函數(shù)編輯器的組成與功能130

8.3.4MATLAB模糊規(guī)則編輯器的組成與功能131

8.3.5MATLAB規(guī)則查看器的組成與功能131

8.3.6MATLAB表面圖像查看器的組成與功能132

8.4基于MATLAB模糊邏輯工具箱的應用示例132

小結138

習題138

第9章MATLAB在電路及電力電子系統(tǒng)中的應用139

9.1SimPowerSystems簡介139

9.1.1SimPowerSystems啟動139

9.1.2常用模塊功能簡介139

9.2MATLAB/Simulink在電路及電力電子系統(tǒng)中的應用142

9.3MATLAB/Simulink在電機調速系統(tǒng)中的建模與仿真144

小結148習題148

第10章MATLAB在數(shù)字信號處理系統(tǒng)中的應用149

10.1離散時間信號及其運算149

10.1.1離散時間信號的描述149

10.1.2離散時間信號的運算150

10.2離散時間信號的卷積與相關152

10.2.1卷積152

10.2.2相關153

10.3離散傅里葉變換155

10.3.1離散傅里葉變換（DFT）155

10.3.2快速傅里葉變換（FFT）156

10.4濾波器設計157

10.4.1濾波器設計函數(shù)157

10.4.2有限沖激響應FIR濾波器的窗函數(shù)158

10.4.3MATLAB實現(xiàn)濾波器設計158

10.5SPTOOL工具簡介162

10.5.1SPTOOL的工作環(huán)境162

10.5.2信號瀏覽器163

10.5.3濾波器瀏覽器和濾波器設計器164

10.5.4頻譜瀏覽器167

10.5.5濾波器設計示例168

小結170

習題170

附錄部分常用TeX字符表171

參考文獻172

《工廠供電設計指導》為普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材?！豆S供電設計指導》是《工廠供電》的配套用書，是為了指導工廠供電課程設計和畢業(yè)設計而編寫的輔助教材。

全書共分為12章介紹了供電設計的基本知識，包括供電設計的任務、原則、內容、選題原則及分類；重點闡述了工廠車間變電所的設計及低壓配電網(wǎng)絡的設計，高壓配電系統(tǒng)與工廠總降壓變電所的設計原則和方法步驟；還介紹了有關供電設計的最新標準和設計規(guī)范，并配有示例及設計題目匯編。