工廠供配電技術(shù)及技能訓(xùn)練（第2版）

目錄

前言

第1章電力系統(tǒng)及變電站簡介

1.1電力系統(tǒng)的基本知識

1.1.1電力系統(tǒng)的基本概念

1.1.2電力系統(tǒng)的負(fù)荷及負(fù)荷曲線

1.1.3電力系統(tǒng)的電壓等級

1.1.4電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式

1.1.5變電站電氣設(shè)備簡介

1.2技能訓(xùn)練：變電站識圖

1.3習(xí)題

第2章電力負(fù)荷的計算

2.1工廠的電力負(fù)荷

2.2三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定

2.2.1用電設(shè)備容量的計算

2.2.2需要系數(shù)法確定計算負(fù)荷

2.2.3二項(xiàng)式法確定計算負(fù)荷

2.3單相用電設(shè)備容量的確定

2.3.1單相負(fù)荷的計算原則

2.3.2單相設(shè)備組等效三相負(fù)荷的計算

2.4習(xí)題

第3章電力線路及運(yùn)行維護(hù)

3.1電力線路的結(jié)構(gòu)

3.1.1架空線路的結(jié)構(gòu)

3.1.2電纜線路的結(jié)構(gòu)

3.2電力線路的損耗計算

3.3架空線路的運(yùn)行和維護(hù)

3.3.1設(shè)備標(biāo)志

3.3.2線路的巡視

3.3.3線路的維護(hù)

3.4線路的檢修

3.4.1檢修工作的組織措施

3.4.2檢修工作的安全措施

3.4.3線路檢修的工作內(nèi)容

3.5電纜線路的運(yùn)行和維護(hù)

3.5.1電纜線路的巡視和檢查

3.5.2電纜線路的故障探測

3.6技能訓(xùn)練

3.6.1三相電路的定相

3.6.210kV架空線路轉(zhuǎn)角桿和終端桿的調(diào)換

3.6.3用絕緣電阻表測量10kV電纜線路的絕緣電阻

3.6.4測量電力電纜絕緣電阻和吸收比

3.7習(xí)題

第4章變電站電氣設(shè)備及運(yùn)行維護(hù)

4.1高壓開關(guān)

4.1.1電弧的形成和熄滅

4.1.2高壓斷路器

4.1.3高壓隔離開關(guān)

4.1.4高壓負(fù)荷開關(guān)

4.2高壓熔斷器

4.2.1熔斷器的用途和原理

4.2.2熔斷器的主要類型和結(jié)構(gòu)

4.3母線

4.3.1母線概述

4.3.2硬母線的安裝

4.3.3母線常見故障、原因及其處理

4.4互感器

4.4.1電壓互感器

4.4.2油浸式電壓互感器的運(yùn)行檢查、操作及常見故障處理

4.4.3電流互感器

4.4.4電流互感器的運(yùn)行維護(hù)及事故處理

4.5電力電容器

4.5.1電力電容器的結(jié)構(gòu)原理

4.5.2電力電容器的安全運(yùn)行及維護(hù)

4.5.3無功功率的補(bǔ)償

4.6成套配電裝置

4.6.1高壓開關(guān)柜

4.6.2低壓成套配電裝置

4.6.3全封閉組合電器（GIS）

4.7電氣設(shè)備的運(yùn)行、維護(hù)及事故處理

4.7.1斷路器的運(yùn)行、維護(hù)及事故處理

4.7.2高壓隔離開關(guān)的運(yùn)行與檢修

4.7.3高壓負(fù)荷開關(guān)的運(yùn)行與檢修

4.8電氣設(shè)備的在線監(jiān)測與狀態(tài)檢修

4.8.1在線監(jiān)測與狀態(tài)檢修簡介

4.8.2斷路器的在線監(jiān)測與狀態(tài)檢修

4.9技能訓(xùn)練

4.9.1真空斷路器的檢修與調(diào)整

4.9.2跌落式熔斷器的操作

4.9.3電容器實(shí)訓(xùn)

4.10習(xí)題

第5章電力變壓器

5.1電力變壓器的工作原理、結(jié)構(gòu)和聯(lián)結(jié)組別

5.1.1概述

5.1.2電力變壓器的工作原理和結(jié)構(gòu)

5.1.3電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別

5.2電力變壓器的運(yùn)行及維護(hù)

5.2.1電力變壓器的允許運(yùn)行方式

5.2.2電力變壓器運(yùn)行中的檢查和維護(hù)

5.3電力變壓器常見故障及處理

5.4電力變壓器的在線監(jiān)測及狀態(tài)檢修

5.4.1在線監(jiān)測和檢測技術(shù)在變壓器狀態(tài)檢修中的應(yīng)用

5.4.2電力變壓器狀態(tài)信息的收集、變壓器狀態(tài)的劃分與評價

5.4.3電力變壓器狀態(tài)檢修策略的選擇

5.5電力變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

5.5.1電力變壓器并列運(yùn)行的條件

5.5.2電力變壓器的損耗和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

5.6技能訓(xùn)練

5.6.1電力變壓器的一般檢修

5.6.2用鉗型電流表測量配電變壓器負(fù)荷電流

5.6.3測量配電變壓器的絕緣電阻

5.6.4油浸式配電變壓器倒分接開關(guān)的操作

5.7習(xí)題

第6章電氣主接線與倒閘操作

6.1主接線的基本形式

6.1.1對電氣主接線的基本要求

6.1.2變配電站電氣主接線

6.2倒閘操作

6.2.1電工安全用具及使用

6.2.2倒閘操作的基本原則

6.2.3電氣作業(yè)的安全技術(shù)措施

6.2.4電氣防誤操作閉鎖裝置

6.3技能訓(xùn)練

6.3.1驗(yàn)電、掛接地線

6.3.2倒母線倒閘操作

6.4習(xí)題

第7章變電站的防雷保護(hù)與接地

7.1大氣過電壓的基本形式

7.2避雷針、避雷線和避雷器

7.2.1避雷針和避雷線的結(jié)構(gòu)和保護(hù)范圍

7.2.2避雷器的結(jié)構(gòu)原理

7.3變配電站的防雷保護(hù)

7.3.1變配電站的直擊雷保護(hù)

7.3.2變配電站配電裝置的過電壓保護(hù)

7.3.3變配電站的進(jìn)線保護(hù)

7.4接地裝置

7.4.1電氣裝置接地的要求和范圍

7.4.2接地電阻的要求

7.4.3接地裝置的鋪設(shè)

7.5技能訓(xùn)練

7.5.1測量接地電阻

7.5.2測量土壤的電阻率

7.6習(xí)題

第8章微機(jī)型繼電保護(hù)與自動裝置

8.1短路

8.1.1短路的基本形式

8.1.2短路的原因

8.1.3短路的危害

8.2繼電保護(hù)的基本知識

8.2.1繼電保護(hù)基本任務(wù)、發(fā)展概況及特點(diǎn)

8.2.2繼電保護(hù)的基本要求

8.2.3繼電保護(hù)的基本知識

8.2.4微機(jī)型繼電保護(hù)硬件的基本結(jié)構(gòu)

8.2.5微機(jī)型保護(hù)的軟件簡介

8.3高壓線路的微機(jī)型保護(hù)

8.3.1線路相間短路的三段式電流保護(hù)

8.3.2小接地系統(tǒng)單相接地故障的零序保護(hù)

8.3.3監(jiān)控部分

8.4電力變壓器的保護(hù)

8.4.1變壓器的氣體等非電量保護(hù)

8.4.2變壓器的微機(jī)型差動保護(hù)

8.4.3電力變壓器的微機(jī)型后備保護(hù)

8.5微機(jī)型備用電源自動投入裝置

8.5.1備用電源自動投入裝置的作用及基本要求

8.5.2微機(jī)型備自投方式及原理

8.6輸電線路自動重合閘裝置

8.6.1輸電線路自動重合閘的作用和分類

8.6.2單側(cè)電源線路的三相一次自動重合閘裝置的原理

8.7習(xí)題

第9章變電站二次回路和識圖

9.1變電站常見的二次設(shè)備及工作方式

9.1.1變電站常見的二次設(shè)備

9.1.2微機(jī)型二次設(shè)備的工作方式

9.2斷路器控制回路

9.2.1斷路器的控制回路介紹

9.2.2合閘回路

9.2.3跳閘回路

9.36~35kV線路開關(guān)柜的二次回路

9.3.1開關(guān)柜上二次設(shè)備的布置

9.3.2開關(guān)柜的交流電流、電壓回路

9.3.3保護(hù)測控裝置的直流控制與信號回路

9.4習(xí)題

第10章變電站綜合自動化系統(tǒng)

10.1變電站綜合自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識

10.2RCS9600變電站綜合自動化系統(tǒng)簡介

10.2.1RCS9600系統(tǒng)的構(gòu)成

10.2.2RCS9600后臺監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控軟件

10.2.3RCS9600系列保護(hù)測控單元

10.2.4技能訓(xùn)練：RCS9600系列保護(hù)測控裝置的使用

10.3習(xí)題

第11章智能化變電站

11.1智能化變電站簡介

11.1.1智能化變電站的產(chǎn)生

11.1.2智能化變電站的基本概念

11.1.3智能化變電站的基本結(jié)構(gòu)及主要的技術(shù)特征

11.2電子式互感器的介紹

11.3智能化的電器設(shè)備

11.3.1智能化的電器設(shè)備的介紹

11.3.2智能化開關(guān)設(shè)備

11.4智能化變電站的實(shí)現(xiàn)

11.5習(xí)題

附錄

附錄A參數(shù)表

附錄B符號表

參考文獻(xiàn)

本書突出了工廠供配電技術(shù)與實(shí)用的技能訓(xùn)練相結(jié)合，理論教學(xué)與工程實(shí)踐相結(jié)合，傳統(tǒng)的供配電技術(shù)與變電站綜合自動化技術(shù)相結(jié)合，曾經(jīng)普遍使用的設(shè)備和正在逐步推廣的設(shè)備相結(jié)合。本書是一本“工、學(xué)”結(jié)合的教材，內(nèi)容上基本包含了工廠供配電的重點(diǎn)內(nèi)容，同時結(jié)合了電力行業(yè)運(yùn)行、設(shè)備維護(hù)和管理的實(shí)際。教材內(nèi)容新穎，實(shí)用，圖文并茂，便于教學(xué)和自學(xué)。本書主要包括電力系統(tǒng)及變電所簡介、電力負(fù)荷和短路電流的計算、電力線路及運(yùn)行維護(hù)、變電所電氣設(shè)備及運(yùn)行維護(hù)、電力變壓器、電氣主接線與倒閘操作、變電所的防雷保護(hù)及接地、繼電保護(hù)、變電所二次回路和自動裝置、變電所綜合自動化系統(tǒng)及智能變電站的概念、組成。

《工廠供配電技術(shù)及技能訓(xùn)練 第3版》將工廠供配電技術(shù)與實(shí)用的技能訓(xùn)練相結(jié)合，理論教學(xué)與工程實(shí)踐相結(jié)合，傳統(tǒng)的供配電技術(shù)與變電站綜合自動化技術(shù)、智能變電站技術(shù)相結(jié)合，曾經(jīng)普遍使用的設(shè)備和正在逐步推廣的設(shè)備相結(jié)合,是一本突出工學(xué)結(jié)合的教材。內(nèi)容上包含了工廠供配電的重點(diǎn)內(nèi)容，并結(jié)合了電力行業(yè)運(yùn)行、設(shè)備維護(hù)和管理的實(shí)際。《工廠供配電技術(shù)及技能訓(xùn)練 第3版》內(nèi)容新穎、實(shí)用，圖文并茂，便于教學(xué)和自學(xué)。 《工廠供配電技術(shù)及技能訓(xùn)練 第3版》內(nèi)容主要包括電力系統(tǒng)及變電站簡介、電氣主接線及運(yùn)行方式、變電站電氣設(shè)備及運(yùn)行維護(hù)、電力變壓器、倒閘操作及技能訓(xùn)練、變電站的防雷保護(hù)與接地、微機(jī)型繼電保護(hù)與自動裝置、變電站二次回路和識圖、變電站綜合自動化系統(tǒng)及智能化變電站。 《工廠供配電技術(shù)及技能訓(xùn)練 第3版》可以作為高職高專院校工廠自動化專業(yè)、電氣自動化專業(yè)和機(jī)電一體化專業(yè)的理論教學(xué)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)用書。

本書是一本“工、學(xué)”結(jié)合的教材，其特點(diǎn)是將工廠供配電技術(shù)與實(shí)用的技能訓(xùn)練相結(jié)合；理論教學(xué)與工程實(shí)踐相結(jié)合；傳統(tǒng)的供配電技術(shù)與變電所綜合自動化技術(shù)相結(jié)合；普遍使用的設(shè)備和正在逐步推廣的先進(jìn)設(shè)備相結(jié)合。

本書基本包含了工廠供配電的主要技術(shù)，內(nèi)容包括電力系統(tǒng)及變配電所簡介，電力負(fù)荷及短路電流的計算，電力線路及運(yùn)行維護(hù)，變電所電氣設(shè)備及運(yùn)行維護(hù)，電力變壓器，電氣主接線與倒閘操作，變電所的防雷保護(hù)、接地及繼電保護(hù)，變電所二次回路和自動裝置，變電所綜合自動化系統(tǒng)。

本書可以作為高等職業(yè)教育工廠自動化專業(yè)，電氣自動化專業(yè)和機(jī)電一體化專業(yè)的理論教學(xué)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)用書。

前言

第1章電力系統(tǒng)及變電站簡介1

1.1電力系統(tǒng)的基本知識1

1.1.1電力系統(tǒng)的基本概念1

1.1.2電力系統(tǒng)的負(fù)荷及負(fù)荷曲線2

1.1.3電力系統(tǒng)的電壓等級4

1.1.4電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式6

1.1.5變電站電氣設(shè)備簡介10

1.2技能訓(xùn)練：變電站一次接線圖識圖13

1.3習(xí)題16

第2章電氣主接線及運(yùn)行方式17

2.1主接線的基本形式及其運(yùn)行方式17

2.1.1電氣主接線及運(yùn)行方式的

概念及分類17

2.1.2變配電站電氣主接線及

運(yùn)行方式18

2.2技能訓(xùn)練：識讀變電站的主接線圖

并分析運(yùn)行方式24

2.3習(xí)題25

第3章變電站電氣設(shè)備及運(yùn)行維護(hù)26

3.1高壓開關(guān)26

3.1.1電弧的形成和熄滅26

3.1.2高壓斷路器27

3.1.3高壓隔離開關(guān)33

3.1.4高壓負(fù)荷開關(guān)35

3.2高壓熔斷器35

3.2.1熔斷器的用途和原理35

3.2.2熔斷器的主要類型和結(jié)構(gòu)36

3.3母線39

3.3.1母線概述39

3.3.2母線常見故障、原因及

其處理41

3.4互感器42

3.4.1電壓互感器42

3.4.2電壓互感器的運(yùn)行檢查、操作及

常見故障處理47

3.4.3電流互感器50

3.4.4電流互感器的運(yùn)行維護(hù)及

事故處理54

3.5電力電容器56

3.5.1電力電容器的結(jié)構(gòu)原理56

3.5.2電力電容器的安全運(yùn)行及維護(hù)59

3.5.3無功功率的補(bǔ)償64

3.6成套配電裝置68

3.6.1高壓開關(guān)柜69

3.6.2低壓成套配電裝置73

3.6.3全封閉組合電器（GIS）75

3.7電氣設(shè)備的運(yùn)行、維護(hù)及事故處理76

3.7.1斷路器的運(yùn)行、維護(hù)及

事故處理76

3.7.2高壓隔離開關(guān)的運(yùn)行80

3.7.3高壓負(fù)荷開關(guān)的運(yùn)行81

3.8電氣設(shè)備的在線監(jiān)測與狀態(tài)檢修82

3.8.1在線監(jiān)測與狀態(tài)檢修簡介82

3.8.2斷路器的在線監(jiān)測與狀態(tài)檢修83

3.9技能訓(xùn)練85

3.9.1真空斷路器的檢修與調(diào)整85

3.9.2跌落式熔斷器的操作87

3.9.3電容器實(shí)訓(xùn)88

3.9.4手車開關(guān)的操作實(shí)訓(xùn)89

3.10習(xí)題91

第4章電力變壓器92

4.1電力變壓器的工作原理、結(jié)構(gòu)和

聯(lián)結(jié)組別92

4.1.1概述92

4.1.2電力變壓器的工作原理和結(jié)構(gòu)93

4.1.3電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別102

4.2電力變壓器的運(yùn)行及維護(hù)104

4.2.1電力變壓器的允許運(yùn)行方式104

4.2.2電力變壓器運(yùn)行中的

檢查和維護(hù)109

4.3電力變壓器常見故障及處理111

4.4電力變壓器的在線監(jiān)測及

狀態(tài)檢修114

4.4.1在線監(jiān)測和檢測技術(shù)在變壓器

狀態(tài)檢修中的應(yīng)用114

4.4.2電力變壓器狀態(tài)信息的收集、

變壓器狀態(tài)的劃分與評價115

4.4.3電力變壓器狀態(tài)檢修策略的

選擇116

4.5電力變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行116

4.5.1電力變壓器并列運(yùn)行的條件116

4.5.2電力變壓器的損耗和

經(jīng)濟(jì)運(yùn)行117

4.6技能訓(xùn)練119

4.6.1電力變壓器的一般檢修119

4.6.2用鉗型電流表測量配電變壓器

負(fù)荷電流120

4.6.3測量配電變壓器的絕緣電阻121

4.6.4油浸式配電變壓器倒分接

開關(guān)的操作122

4.7習(xí)題124

第5章倒閘操作125

5.1電工安全用具及使用125

5.2倒閘操作的基本原則129

5.3電氣作業(yè)的安全技術(shù)措施138

5.4電氣防誤操作閉鎖裝置141

5.5技能訓(xùn)練147

5.5.1驗(yàn)電、掛接地線147

5.5.2倒閘操作148

5.6習(xí)題150

第6章變電站的防雷保護(hù)與接地151

6.1大氣過電壓的基本形式151

6.2避雷針、避雷線和避雷器151

6.2.1避雷針和避雷線的結(jié)構(gòu)151

6.2.2避雷器的結(jié)構(gòu)原理152

6.3變配電站的防雷保護(hù)154

6.3.1變配電站的直擊雷保護(hù)154

6.3.2變配電站配電裝置的過

電壓保護(hù)155

6.3.3變配電站的進(jìn)線保護(hù)156

6.4接地裝置157

6.4.1接地電阻的要求157

6.4.2接地裝置的鋪設(shè)158

6.5技能訓(xùn)練159

6.5.1測量接地電阻159

6.5.2測量土壤的電阻率163

6.6習(xí)題164

第7章微機(jī)型繼電保護(hù)與自動裝置165

7.1繼電保護(hù)的基本知識165

7.1.1繼電保護(hù)基本任務(wù)及

基本要求166

7.1.2繼電保護(hù)的基本知識167

7.2微機(jī)型繼電保護(hù)的介紹169

7.2.1微機(jī)型繼電保護(hù)硬件的

基本結(jié)構(gòu)169

7.2.2微機(jī)型保護(hù)軟件的系統(tǒng)配置171

7.3高壓線路的微機(jī)型保護(hù)172

7.3.1線路相間短路的三段式

電流保護(hù)172

7.3.2小接地系統(tǒng)單相接地故障的

零序保護(hù)175

7.3.3監(jiān)控部分176

7.4電力變壓器的保護(hù)176

7.4.1變壓器的氣體等非電量保護(hù)177

7.4.2變壓器的微機(jī)型差動保護(hù)178

7.4.3電力變壓器的微機(jī)型

后備保護(hù)180

7.5微機(jī)型備用電源自動投入裝置181

7.5.1備用電源自動投入裝置的作用及

基本要求181

7.5.2微機(jī)型備自投方式及原理182

7.6輸電線路自動重合閘裝置183

7.6.1輸電線路自動重合閘的

作用和分類183

7.6.2單側(cè)電源線路的三相一次自動

重合閘裝置的原理185

7.7習(xí)題187

第8章變電站二次回路和識圖188

8.1變電站常見的二次設(shè)備及

工作方式188

8.1.1變電站常見的二次設(shè)備188

8.1.2微機(jī)型二次設(shè)備的工作方式189

8.2斷路器控制回路191

8.2.1斷路器的控制回路介紹191

8.2.2合閘回路193

8.2.3跳閘回路195

8.36~35kV線路開關(guān)柜的二次回路196

8.3.1開關(guān)柜上二次設(shè)備的布置196

8.3.2開關(guān)柜的交流電流、

電壓回路197

8.3.3保護(hù)測控裝置的直流控制與

信號回路199

8.4習(xí)題206

第9章變電站綜合自動化系統(tǒng)207

9.1變電站綜合自動化系統(tǒng)的

基礎(chǔ)知識207

9.2RCS-9600變電站綜合自動化

系統(tǒng)簡介215

9.2.1RCS-9600系統(tǒng)的構(gòu)成215

9.2.2RCS-9600后臺監(jiān)控系統(tǒng)及

監(jiān)控軟件217

9.2.3RCS-9600系列保護(hù)

測控單元219

9.3習(xí)題225

第10章智能化變電站226

10.1智能化變電站簡介226

10.1.1智能化變電站的基本概念226

10.1.2智能化變電站的基本結(jié)構(gòu)及主要的

技術(shù)特征226

10.2智能化的電器設(shè)備228

10.2.1智能化的電器設(shè)備介紹228

10.2.2智能化開關(guān)設(shè)備229

10.3智能化變電站的實(shí)現(xiàn)231

10.4習(xí)題235

參考文獻(xiàn)236