本書依據全國勘察設計注冊工程師管理委員會頒布的《注冊電氣工程師(供配電)執(zhí)業(yè)資格考試專業(yè)考試大綱》編寫而成,內容涵蓋了注冊電氣工程師(供配電專業(yè))執(zhí)業(yè)資格考試專業(yè)考試要求的全部內容。全書共分為15章,內容包括:安全,環(huán)境保護與節(jié)能,負荷分級與負荷計算,110kV及以下供配電系統(tǒng),110kV及以下變配電所所址選擇及電氣設備布置,短路電流分析,110kV及以下電氣設備選擇,35kV及以下導體、電纜與架空線路的設計,110kV及以下變配電所控制、測量、繼電保護及自動裝置,變配電所操作電源,防雷及過電壓保護,接地,照明,電氣傳動以及建筑智能化。
全書內容緊扣考試大綱范圍,敘述條理分明,概念清晰,是(供配電)注冊電氣工程師考生參加考試復習的必備參考書,是工業(yè)與民用供配電設計人員的案頭工具書,也可作為大專院校電氣工程、電力系統(tǒng)及其自動化、電力電子與電力傳動等相關專業(yè)師生的教學參考書。
楊貴恒,陸軍工程大學通信士官學校,副教授,先后主講《軍用發(fā)電機組》、《高頻開關電源》、《UPS電源》、《電力電子電源原理與設備》、《實用電工技術》、《通信電源設備》以及《通信電源系統(tǒng)》等課程。近年來,參加了10多個部級科研項目的研制工作。其中“野戰(zhàn)動力電源隱身裝備與技術研究”獲軍隊科技進步成果一等獎;“軍用發(fā)電機組自動化控制技術及訓練系統(tǒng)研究與應用” 獲軍隊科技進步成果二等獎;“柴油機碳煙形成與控制”獲重慶市電教成果二等獎;參與撰寫的國家軍用標準GJB4491《固定通信電源站柴油發(fā)電機組通用規(guī)范》、GJB5808《軍用通信車車載電源系統(tǒng)通用規(guī)范》和GJB7035《通信用內燃發(fā)電機組品種系列》分獲軍隊科技進步成果三等獎;在全國各大出版社公開出版圖書40余本,在軍內外學術刊物上發(fā)表論文30余篇。主講的《軍用電力電子電源原理與設備》被評為全軍優(yōu)質課程;全軍院校育才獎銀獎和全軍專業(yè)技術人才特殊津貼獲得者。
第1章安全001
1.1工程建設標準電氣專業(yè)強制性條文001
1.1.1相關國家標準和行業(yè)標準001
1.1.2重點掌握的設計規(guī)范條款003
1.2電流對人體的效應010
1.2.1常用術語010
1.2.2人體的阻抗014
1.2.315~100Hz 范圍內正弦交流電流的效應022
1.2.4直流電流的效應025
1.3安全電壓及電擊防護026
1.3.1常用術語026
1.3.2安全電壓028
1.3.3電擊防護的基本原則030
1.3.4電擊防護規(guī)定032
1.3.5電擊防護措施037
1.3.6電氣裝置內的電氣設備及其防護規(guī)定的配合039
1.4低壓系統(tǒng)接地故障的保護設計與等電位連接044
1.4.1低壓系統(tǒng)接地故障保護的一般規(guī)定044
1.4.2各種接地系統(tǒng)的故障保護044
1.4.3等電位連接的種類047
1.4.4等電位連接的應用048
1.5危險環(huán)境電力裝置的特殊設計051
1.5.1爆炸性環(huán)境的電力裝置設計051
1.5.2活動受限制的可導電場所的設計要求057
1.5.3數(shù)據處理設備用電氣裝置的設計要求058
1.6電氣設備防誤操作的要求及措施059
1.6.1電氣設備防誤裝置的要求059
1.6.2電氣設備防誤裝置的功能060
1.6.3設計、制造及選用電氣設備防誤裝置的原則060
1.7電氣工程設計的防火要求及措施060
1.7.1變電站內建(構) 筑物的火災危險性、耐火等級及防火間距060
1.7.2建(構) 筑物的安全疏散和建筑構造062
1.7.3變壓器及其他帶油電氣設備063
1.7.4電纜及電纜敷設063
1.7.5消防給水、滅火設施及火災自動報警064
1.7.6供暖、通風和空氣調節(jié)067
1.7.7消防供電、應急照明067
1.8電氣設施抗震設計和措施068
1.8.1抗震設計總原則068
1.8.2選址與總體布置069
1.8.3抗震設計方法069
1.8.4電氣設施布置070
1.8.5電力通信070
1.8.6安裝設計抗震要求071
1.8.7電氣設備的隔震與消能減震設計071
第2章環(huán)境保護與節(jié)能073
2.1電氣設備對環(huán)境的影響及防治措施073
2.1.1電磁污染對環(huán)境的影響及防治措施073
2.1.2環(huán)境質量標準和排放標準076
2.1.3工程項目環(huán)境影響評價087
2.2供配電系統(tǒng)設計的節(jié)能措施091
2.2.1變壓器節(jié)能091
2.2.2供配電系統(tǒng)節(jié)能094
2.2.3電動機節(jié)能096
2.2.4風機水泵的節(jié)能103
2.2.5低壓電器的節(jié)能106
2.3電能質量107
2.3.1電壓偏差及其調節(jié)107
2.3.2電壓波動/閃變及其抑制114
2.3.3諧波及其抑制122
2.3.4三相電壓不平衡度及其補償128
第3章負荷分級與負荷計算132
3.1負荷分級的原則及供電要求132
3.1.1用戶供電系統(tǒng)的組成132
3.1.2用電負荷的分級133
3.1.3負荷分級示例133
3.1.4各級負荷的供電要求139
3.2負荷計算方法140
3.2.1負荷計算概述140
3.2.2三相用電設備組計算負荷的確定149
3.2.3單相用電設備組計算負荷的確定154
3.2.4尖峰電流及其計算156
3.2.5供電系統(tǒng)的功率損耗157
3.2.6企業(yè)年電能需要量的計算162
3.2.7供電系統(tǒng)的電能損耗163
第4章110kV 及以下供配電系統(tǒng)165
4.1供配電系統(tǒng)電壓等級選擇165
4.1.1電源及供電系統(tǒng)的一般規(guī)定165
4.1.2低壓配電系統(tǒng)設計原則165
4.1.3供配電電壓選擇原則166
4.2供配電系統(tǒng)的接線方式及特點167
4.2.1高壓供配電系統(tǒng)的接線方式及特點167
4.2.2高壓供配電系統(tǒng)中性點接地方式167
4.2.3低壓配電系統(tǒng)的接線方式及特點173
4.3應急電源和備用電源的選擇及接線方式174
4.3.1應急電源和備用電源的種類174
4.3.2應急電源系統(tǒng)175
4.3.3柴油發(fā)電機組176
4.3.4不間斷電源系統(tǒng)UPS 179
4.3.5應急電源EPS 187
4.4無功補償裝置——并聯(lián)電容器188
4.4.1接入電網基本要求189
4.4.2功率因數(shù)及補償容量的計算189
4.4.3電氣接線191
4.4.4電器和導體的選擇192
4.4.5保護裝置和投切裝置197
第5章110kV 及以下變配電所所址選擇及電氣設備布置199
5.1變配電所所址選擇199
5.1.1變配電所分類199
5.1.220kV 及以下變配電所所址選擇199
5.1.335~110kV 變配站站址選擇200
5.2變配電所布置設計201
5.2.120kV 及以下變配電所型式與布置201
5.2.235~110kV 變電站型式與布置202
5.3配電裝置的布置設計202
5.3.1配電裝置內安全凈距202
5.3.2配電裝置型式選擇207
5.3.3配電裝置布置207
5.3.4配電裝置內的通道與圍欄207
5.3.5防火與蓄油設施208
5.4變配電所對有關專業(yè)的要求209
5.4.120kV 及以下變配電所對有關專業(yè)的要求209
5.4.235~110kV 變電站對有關專業(yè)的要求211
5.5特殊環(huán)境的變配電裝置設計218
5.5.1污穢地區(qū)變配電裝置設計218
5.5.2高海拔地區(qū)變配電裝置設計220
5.5.3高烈度地震區(qū)變配電裝置設計221
5.6柴油電站設計227
5.6.1建設原則與設計程序228
5.6.2布置形式與基礎設計229
5.6.3通風降噪系統(tǒng)設計237
5.6.4電氣系統(tǒng)設計244
第6章短路電流分析247
6.1短路電流的計算247
6.1.1概述247
6.1.2電力系統(tǒng)短路過程分析249
6.1.3高壓系統(tǒng)短路電流計算253
6.1.4低壓系統(tǒng)短路電流計算260
6.1.5短路電流計算結果的應用269
6.2短路電流的影響270
6.2.1短路電流的電動力效應270
6.2.2短路電流的熱效應271
6.2.3影響短路電流的因素272
6.2.4限制短路電流的措施272
第7章110kV 及以下電氣設備選擇274
7.1常用電氣設備選擇的技術條件和環(huán)境條件274
7.1.1一般原則274
7.1.2技術條件274
7.1.3環(huán)境條件277
7.1.4環(huán)境保護280
7.2高壓變配電設備及電氣元件的選擇281
7.2.1電力變壓器281
7.2.2高壓斷路器289
7.2.3高壓熔斷器293
7.2.4高壓隔離開關296
7.2.5高壓負荷開關298
7.2.672.5kV 及以上氣體絕緣金屬封閉開關設備298
7.2.7交流金屬封閉開關設備301
7.2.8電流互感器302
7.2.9電壓互感器305
7.2.10限流電抗器308
7.2.11中性點設備310
7.2.12過電壓保護設備314
7.2.13絕緣子及穿墻套管316
7.3低壓配電設備及電器元件的選擇318
7.3.1低壓電器選擇的一般要求318
7.3.2常用低壓電器325
7.3.3低壓配電線路的保護及保護電器的選擇342
第8章35kV 及以下導體、電纜及架空線路的設計355
8.1導體的選擇和設計355
8.1.13~35kV 配電裝置導體的選擇355
8.1.2低壓配電系統(tǒng)導體的選擇359
8.2電線、電纜的選擇和設計365
8.2.1電力電纜導體材質365
8.2.2電力電纜絕緣水平365
8.2.3電力電纜絕緣類型366
8.2.4電力電纜護層類型366
8.2.5電力電纜芯數(shù)368
8.2.6電力電纜導體截面369
8.2.7控制電纜及其金屬屏蔽384
8.3電纜敷設的設計385
8.3.1一般規(guī)定385
8.3.2敷設方式選擇388
8.3.3電纜直埋敷設389
8.3.4電纜保護管敷設390
8.3.5電纜溝敷設393
8.3.6電纜隧道敷設394
8.3.7電纜夾層敷設395
8.3.8電纜豎井敷設395
8.3.9其他公用設施中敷設396
8.3.10水下敷設396
8.4電纜防火與阻燃設計397
8.4.1阻燃與耐火電纜及其分級397
8.4.2電纜的防火與阻燃措施400
8.4.3電纜的防火與阻燃設計401
8.5架空線路設計要求402
8.5.1架空電力線路徑402
8.5.2氣象條件403
8.5.3導線、電線、絕緣子和金具404
8.5.4絕緣配合、防雷和接地406
8.5.5桿塔及其相關設計要求409
第9章110kV 及以下變配電所控制、測量、繼電保護及自動裝置422
9.1變配電所控制、測量與信號設計422
9.1.1變配電所控制系統(tǒng)422
9.1.2變配電所電測量裝置423
9.1.3變配電所電能計量429
9.1.4計算機監(jiān)控系統(tǒng)的測量431
9.1.5電測量變送器432
9.1.6測量用電流、電壓互感器432
9.1.7測量二次接線434
9.1.8儀表裝置安裝條件435
9.1.9信號系統(tǒng)436
9.2電氣設備和線路繼電保護的配置、整定計算及選型436
9.2.1電力變壓器保護436
9.2.2電力線路保護445
9.2.3母線保護449
9.2.4電力電容器和電抗器保護450
9.2.53kV 及以上電動機保護453
9.3變配電所自動裝置及綜合自動化的設計457
9.3.1自動重合閘裝置457
9.3.2備用電源和備用設備的自動投入裝置458
9.3.3自動低頻低壓減負荷裝置458
9.3.4變配電所綜合自動化設計459
9.3.5變配電所控制室布置的一般要求461
第10章變配電所操作電源463
10.1直流操作電源設計463
10.1.1系統(tǒng)設計463
10.1.2直流負荷466
10.1.3保護與監(jiān)控469
10.1.4設備選擇476
10.1.5設備布置499
10.1.6專用蓄電池室對相關專業(yè)的要求500
10.2UPS 電源設計501
10.2.1UPS 的主要性能指標501
10.2.2UPS 的主要組成部分509
10.2.3UPS 的冗余連接及常見配置型式515
10.2.4UPS 的容量計算517
10.3交流操作電源設計520
10.3.1不帶UPS 的交流操作電源520
10.3.2帶UPS 的交流操作電源520
第11章防雷及過電壓保護523
11.1電力系統(tǒng)過電壓的種類和過電壓水平523
11.1.1電氣裝置絕緣上作用的電壓523
11.1.2電氣設備在運行中承受的過電壓523
11.1.3絕緣配合523
11.2交流電氣裝置過電壓保護設計要求及限制措施534
11.2.1內部過電壓及其限制534
11.2.2外部過電壓及其保護538
11.3建筑物防雷的分類及措施554
11.3.1雷電活動規(guī)律554
11.3.2建筑物防雷的分類558
11.3.3建筑物防雷措施559
11.3.4電涌保護器572
11.4建筑物防雷和防雷擊電磁脈沖設計的計算方法和設計要求576
11.4.1防雷裝置576
11.4.2滾球法確定接閃器的保護范圍582
11.4.3防雷擊電磁脈沖的計算方法與設計要求589
第12章接地599
12.1電氣裝置接地的一般規(guī)定及保護接地的范圍599
12.1.1電氣裝置接地的一般規(guī)定599
12.1.2電氣裝置保護接地的范圍599
12.2高壓電氣裝置的接地設計600
12.2.1發(fā)電廠和變電站的接地網600
12.2.2高壓架空線路的接地609
12.2.36~220kV 電纜線路的接地611
12.2.4高壓配電電氣裝置的接地611
12.3低壓電氣裝置的接地設計612
12.3.1低壓系統(tǒng)接地的形式612
12.3.2低壓電氣裝置的接地電阻與總等電位連接616
12.3.3低壓電氣裝置的接地裝置和保護導體617
12.4接地電阻的計算624
12.4.1接地電阻的基本概念624
12.4.2土壤和水的電阻率625
12.4.3自然接地極接地電阻的計算626
12.4.4人工接地極接地電阻的計算629
12.4.5架空線路桿塔接地電阻的計算631
12.5接觸電位差與跨步電位差的計算633
12.5.1接觸電位差與跨步電位差的概念633
12.5.2入地故障電流及電位升高的計算634
12.5.3接觸電位差與跨步電位差的計算方法636
第13章照明641
13.1照明方式和照明種類641
13.1.1基本術語641
13.1.2照明方式的分類及其確定原則642
13.1.3照明種類及其確定原則643
13.2照度數(shù)量和質量643
13.2.1照度643
13.2.2照度均勻度644
13.2.3眩光限制645
13.2.4光源顏色649
13.2.5反射比649
13.3照度標準值649
13.3.1居住建筑650
13.3.2公共建筑650
13.3.3工業(yè)建筑657
13.3.4通用房間或場所662
13.4光源、電器附件的選用和燈具選型664
13.4.1照明光源的類型、特性及其選擇664
13.4.2照明燈具及其附屬裝置的選擇與布置669
13.5照明供電及照明控制678
13.5.1照明電壓678
13.5.2照明配電系統(tǒng)678
13.5.3照明控制679
13.6照度計算680
13.6.1利用系數(shù)法680
13.6.2概算曲線法681
13.6.3比功率法(單位容量法) 682
13.6.4逐點計算法685
13.7照明工程節(jié)能標準及措施688
13.7.1照明節(jié)能原則688
13.7.2照明節(jié)能的主要技術措施688
13.7.3照明功率密度(LPD) 限值691
第14章電氣傳動697
14.1電氣傳動系統(tǒng)的組成與分類697
14.1.1電動機697
14.1.2電源裝置705
14.1.3控制系統(tǒng)707
14.2電動機選擇707
14.2.1選擇電動機的基本要求707
14.2.2直流電動機與交流電動機的比較708
14.2.3電動機的選擇709
14.2.4電動機結構形式的選擇711
14.2.5電動機的四種運行狀態(tài)712
14.2.6電動機的容量(功率) 計算712
14.2.7電動機的校驗716
14.3交、直流電動機的啟動方式及啟動校驗723
14.3.1電動機啟動的一般規(guī)定與啟動條件723
14.3.2三相異步電動機的啟動方式及啟動校驗724
14.3.3同步電動機的啟動及其計算方法729
14.3.4直流電動機的啟動733
14.4交、直流電動機調速技術734
14.4.1直流電動機調速735
14.4.2交流電動機調速751
14.5交、直流電動機的電氣制動方式及計算方法779
14.5.1機械制動779
14.5.2能耗制動780
14.5.3反接制動781
14.5.4回饋制動783
14.5.5低頻制動783
14.6電動機保護配置及計算方法785
14.6.1低壓電動機保護的一般規(guī)定785
14.6.2短路和接地故障保護電器選擇787
14.6.3過載與斷相保護電器的選擇790
14.7低壓電動機控制電器的選擇792
14.7.1低壓交流電動機控制回路的一般要求792
14.7.2低壓交流電動機的主回路793
14.7.3啟動控制電器的選擇794
14.8電動機調速系統(tǒng)性能指標797
14.8.1靜態(tài)性能指標797
14.8.2動態(tài)性能指標799
14.9PLC 的應用801
14.9.1PLC 的系統(tǒng)組成801
14.9.2PLC 的軟件與匯編語言804
14.9.3PLC 的工作原理806
14.9.4PLC 的網絡通信技術810
14.9.5PLC 的分類與主要技術指標814
第15章建筑智能化816
15.1火災自動報警系統(tǒng)及消防聯(lián)動控制816
15.1.1建筑分類和耐火等級816
15.1.2火災自動報警系統(tǒng)的基本規(guī)定818
15.1.3消防聯(lián)動控制設計826
15.1.4火災探測器的選擇836
15.1.5系統(tǒng)設備的設置840
15.1.6典型場所火災自動報警系統(tǒng)847
15.1.7火災自動報警系統(tǒng)的供電853
15.1.8火災自動報警系統(tǒng)的布線853
15.2建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)854
15.2.1一般規(guī)定855
15.2.2系統(tǒng)網絡結構855
15.2.3冷熱源系統(tǒng)監(jiān)控863
15.2.4空調及通風系統(tǒng)監(jiān)控867
15.2.5給水與排水系統(tǒng)監(jiān)控871
15.2.6供配電系統(tǒng)監(jiān)測873
15.2.7照明系統(tǒng)監(jiān)控874
15.2.8電梯和自動扶梯系統(tǒng)監(jiān)控874
15.2.9建筑設備一體化監(jiān)控系統(tǒng)874
15.3安全技術防范系統(tǒng)876
15.3.1一般規(guī)定876
15.3.2入侵報警系統(tǒng)877
15.3.3視頻監(jiān)控系統(tǒng)878
15.3.4出入口控制系統(tǒng)884
15.3.5電子巡查系統(tǒng)886
15.3.6停車庫(場) 管理系統(tǒng)886
15.3.7樓宇對講系統(tǒng)888
15.3.8傳輸線路890
15.3.9安防監(jiān)控中心890
15.3.10安防綜合管理系統(tǒng)890
15.3.11應急響應系統(tǒng)892
15.4通信網絡系統(tǒng)892
15.4.1一般規(guī)定892
15.4.2信息接入系統(tǒng)892
15.4.3用戶電話交換系統(tǒng)893
15.4.4數(shù)字無線對講系統(tǒng)896
15.4.5移動通信室內信號覆蓋系統(tǒng)900
15.4.6甚小口徑衛(wèi)星通信系統(tǒng)902
15.4.7數(shù)字微波通信系統(tǒng)903
15.4.8會議系統(tǒng)904
15.4.9多媒體教學系統(tǒng)910
15.5有線電視和衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)916
15.5.1一般規(guī)定916
15.5.2有線電視系統(tǒng)設計原則916
15.5.3有線電視系統(tǒng)接入917
15.5.4衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)917
15.5.5自設前端918
15.5.6HFC 接入分配網918
15.5.7IP 接入分配網919
15.5.8傳輸線路選擇920
15.6公共廣播與廳堂擴聲系統(tǒng)920
15.6.1一般規(guī)定920
15.6.2公共廣播系統(tǒng)921
15.6.3廳堂擴聲系統(tǒng)922
15.6.4設備選擇922
15.6.5設備布置924
15.6.6線路及敷設925
15.6.7控制室926
15.6.8供電電源、防雷與接地927
15.7呼叫信號和信息發(fā)布系統(tǒng)927
15.7.1一般規(guī)定927
15.7.2呼叫信號系統(tǒng)設計927
15.7.3信息引導及發(fā)布系統(tǒng)設計930
15.7.4時鐘系統(tǒng)設計932
15.7.5設備選擇及機房933
15.7.6供電電源、防雷與接地933
15.8綜合布線系統(tǒng)934
15.8.1一般規(guī)定934
15.8.2系統(tǒng)設計934
15.8.3系統(tǒng)配置939
15.8.4系統(tǒng)指標940
15.8.5設備間及電信間941
15.8.6工作區(qū)設備942
15.8.7線纜選擇和敷設942
15.8.8接地943
參考文獻944