《工廠供電(第5版)》作為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材,是為電氣自動化專業和電氣技術專業編寫的專業課教材,為1984年出版以來的修訂第5版。《工廠供電(第5版)》共分十章。首先概述工廠供電及電力電源和電能質量等的基本知識,接著系統講述工廠的電力負荷及其計算,短路電流及其計算,工廠變配電所及其一次系統,工廠電力線路,工廠供電系統的過電流保護、二次回路和自動裝置,防雷、接地和電氣安全,節約用電與計劃用電,最后講述工廠的電氣照明。為便于復習和自學,每章前均列有內容提要,章末附有復習思考題和習題,書末附有習題參考答案。
《工廠供電(第5版)》在第4版的基礎上,按照與時俱進和培養技術應用型專門人才的要求,根據我國新頒布的標準規范又進行了全面修訂,以增強學生的規范意識。《工廠供電(第5版)》注重理論結合實際,以實際應用為主。文字敘述力求深入淺出、明白易懂,插圖力求簡明清晰,做到圖文并茂,便于自學。
《工廠供電(第5版)》除了可作應用型本科教材外,高職高專院校及廣播電視大學等的有關專業亦可選用,并可供有關工程技術人員參考。
本書是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材,為1984年出版以來的修訂第5版。
本書適用于普通高等工科學校電氣自動化專業和電氣技術專業,高職高專和廣播電視大學、業余大學等的有關專業亦可使用,亦可供有關工程技術人員參考。教材內容可根據專業要求和教學時數取舍,有些內容可布置給學生自學。
全書共分十章。首先是概論,簡要地介紹工廠供電及有關電源的基本知識,包括電力系統的電壓和電能質量問題,為學習本課程奠定初步的基礎。接著依次講述工廠的電力負荷及其計算,短路電流及其計算,工廠變配電所及其一次系統,工廠電力線路,工廠供電系統的過電流保護、二次回路和自動裝置,防雷、接地與電氣安全,節約用電與計劃用電問題。最后講述工廠的電氣照明。
為便于學生復習和自學,每章前列有內容提要,每章末附有復習思考題和習題,書末附有習題參考答案。為配合教學和習題的需要,書末還附錄一些技術數據圖表。為便于學生更準確地理解有關專業名詞術語的含義,本書對首次出現的一些專業名詞術語加注了英文,并在本書前面列有中英含義對照的文字符號表,供參考。
本書在第4版的基礎上,按照與時俱進、培養技術應用型專門人才的要求,根據我國近年來新頒的一系列標準規范又進行了全面修訂,以培養和增強學生的規范意識。本書注重理論結合實際,以實際應用為主,而理論分析和計算以必需、夠用為度。本書在文字敘述上,力求深入淺出、明白易懂,而且盡量配以簡明清晰的插圖,作到圖文并茂,便于自學。
本書第1版和第2版,由陜西機械學院蘇文成教授主審。本書第3版至這次第5版,均由西南交通大學簡克良教授主審。這次還邀請西南交通大學高仕斌教授審稿。兩位教授在這次審稿中,對本書初稿提出了許多寶貴意見和建議,謹在此表示衷心的感謝!
本書的編寫和歷次修訂,先后得到不少單位和個人的大力支持和幫助,亦在此表示衷心的謝意!
前言
本書常用字符表
第一章 概論
第一節 工廠供電的意義、要求及課程任務
第二節 工廠供電系統及發電廠、電力系統與工廠的自備電源
第三節 電力系統的電壓與電能質量
第四節 電力系統中性點運行方式及低壓配電系統接地型式
復習思考題
習題
第二章 工廠的電力負荷及其計算
第一節 工廠的電力負荷與負荷曲線
第二節 三相用電設備組計算負荷的確定
第三節 單相用電設備組計算負荷的確定
第四節 工廠的計算負荷及年耗電量的計算
第五節 尖峰電流及其計算
復習思考題
習題
第三章 短路電流及其計算
第一節 短路的原因、后果及其形式
第二節 無限大容量電力系統發生三相短路時的物理過程和物理量
第三節 無限大容量電力系統中短路電流的計算
第四節 短路電流的效應和穩定度校驗
復習思考題
習題
第四章 工廠變配電所及其一次系統
第一節 工廠變配電所的任務和類型
第二節 電力變壓器
第三節 電流互感器和電壓互感器
第四節 高壓一次設備
第五節 低壓一次設備
第六節 工廠變配電所的主接線圖
第七節 工廠變配電所的所址、布置、結構及安裝圖
第八節 工廠變配電所的運行維護和檢修試驗
復習思考題
習題
第五章 工廠電力線路
第一節 工廠電力線路及其接線方式
第二節 工廠電力線路的結構和敷設
第三節 導線和電纜截面的選擇計算
第四節 電力線路的電氣安裝圖
第五節 電力線路的運行維護與檢修試驗
復習思考題
習題
第六章 工廠供電系統的過電流保護
第一節 過電流保護的任務和要求
第二節 熔斷器保護
第三節 低壓斷路器保護
第四節 常用的保護繼電器
第五節 工廠高壓線路的繼電保護
第六節 電力變壓器的繼電保護
第七節 高壓電動機的繼電保護
復習思考題
習題
第七章 工廠供電系統的二次回路和自動裝置
第一節 二次回路及其操作電源
第二節 高壓斷路器的控制和信號回路
第三節 電測量儀表與絕緣監視裝置
第四節 供電系統的自動裝置與遠動化
第五節 二次回路的安裝接線和接線圖
復習思考題
習題
第八章 防雷、接地與電氣安全
第一節 過電壓與防雷
第二節 電氣裝置的接地及有關保護
第三節 電氣安全與觸電急救
復習思考題
習題
第九章 節約用電與計劃用電
第一節 節約用電的意義及其一般措施
第二節 電力變壓器的經濟運行
第三節 并聯電容器的接線、裝設、控制、保護及其運行維護
第四節 計劃用電、用電管理與電費計收
復習思考題
習題
第十章 工廠的電氣照明
第一節 照明技術的基本概念
第二節 工廠常用的電光源和燈具
第三節 照明質量、照度標準及照度計算
第四節 照明供電系統及其選擇
復習思考題
習題
附錄
附錄表1 用電設備組的需要系數、二項式系數及功率因數參考值
附錄表2 部分工廠的需要系數、功率因數及年最大有功負荷利用小時參考值
附錄表3 并聯電容器的無功補償率ΔqC
附錄表4 部分并聯電容器的主要技術數據
附錄表5 S9、SC9和S11-M?R系列電力變壓器的主要技術數據
附錄表6 三相線路導線和電纜單位長度每相阻抗值
附錄表7 導體在正常和短路時的最高允許溫度及熱穩定系數
附錄表8 常用高壓斷路器的主要技術數據
附錄表9 RM10型低壓熔斷器的主要技術數據和保護特性曲線
附錄表10 RT0型低壓熔斷器的主要技術數據和保護特性曲線
附錄表11 部分低壓斷路器的主要技術數據
附錄表12 LQJ-10型電流互感器的主要技術數據
附錄表13 外殼防護等級的分類代號
附錄表14 架空裸導線的最小截面
附錄表15 絕緣導線芯線的最小截面
附錄表16 LJ型鋁絞線和LGJ型鋼芯鋁絞線的允許載流量
附錄表17 LMY型矩形硬鋁母線的允許載流量
附錄表18 10kV常用三芯電纜的允許載流量及其校正系數
附錄表19 絕緣導線明敷、穿鋼管和穿塑料管時的允許載流量
附錄表20 電力變壓器配用的高壓熔斷器規格
附錄表21 GL-11、1521、25型電流繼電器的主要技術數據及其動作特性曲線
附錄表22 爆炸和火災危險環境的分區
附錄表23 爆炸危險環境鋼管配線的技術要求
附錄表24 部分電力裝置要求的工作接地電阻值
附錄表25 土壤電阻率參考值
附錄表26 垂直管形接地體的利用系數值
附錄表27 普通照明白熾燈的主要技術數據
附錄表28 室內一般照明燈具距離地面的最低懸掛高度
附錄表29 部分工業、民用和公共建筑一般照明標準值
附錄表30 GC1-A、B-2G型工廠配照燈的主要技術數據和計算圖表
附錄表31 采用GGY-125型高壓汞燈的工廠配照燈單位容量參考值
習題參考答案
主要參考文獻
本書常用字符表
(二)電壓波動的抑制措施
抑制電壓波動可采取下列措施:
1)對負荷變動劇烈的大型電氣設備,采用專用線路或專用變壓器單獨供電。這是最簡便有效的辦法。
2)設法增大供電容量,減小系統阻抗,例如將單回路線路改為雙回路線路,或將架空線路改為電纜線路等,使系統的電壓損耗減小,從而減小負荷變動時引起的電壓波動。
3)在系統出現嚴重的電壓波動時,減少或切除引起電壓波動的負荷。
4)對大容量電弧爐的爐用變壓器,宜由短路容量較大的電網供電,一般是選用更高電壓等級的電網供電。
5)對大型沖擊性負荷,如果采取上列措施尚達不到要求時,可裝設能“吸收”沖擊性無功功率的靜止型無功補償裝置(staticvar compensator,SVC)。SVC是一種能吸收隨機變化的沖擊無功功率和動態諧波電流的無功補償裝置,其類型有多種,而以自飽和電抗器型(SR型)的效能最好,其電子元件少,可靠性高,反應速度快,維護方便經濟,且我國一般變壓器廠均能制造,是最適于在我國推廣應用的一種SVC。
五、電網諧波及其抑制
(一)電網諧波的有關概念
1.電網諧波的含義
諧波(harmonic),是指對周期性非正弦交流量進行傅里葉級數(Lourier series)分解所得到的大于基波頻率整數倍的各次分量,通常稱為高次諧波,而基波是指其頻率與工頻(50Hz)相同的分量。
向公用電網注入諧波電流或在公用電網中產生諧波電壓的電氣設備,稱為諧波源。
就電力系統中的三相交流發電機發出的電壓來說,可認為其波形基本上是正弦量,即 電壓波形中基本上無直流和諧波分量。但是由于電力系統中存在著各種各樣的諧波源,特 別是大型變流設備和電弧爐等的日益廣泛應用,使得諧波干擾成了當前電力系統中影響電 能質量的一大“公害”,亟待采取對策。
2.諧波的產生與危害
電網諧波的產生,主要在于電力系統中存在各種非線性元件。因此,即使電力系統中 電源的電壓為正弦波,也會由于非線性元件的存在,使得電網中總有諧波電流或電壓存 在。產生諧波的電氣元件很多。例如熒光燈和高壓汞燈等氣體放電燈、異步電動機、電焊 機、變壓器和感應電爐等,都要產生諧波電流或電壓。最為嚴重的是大型的晶閘管變流設 備和大型電弧爐,它們產生的諧波電流最為突出,是造成電網諧波的主要因素。
……