《工廠供電(第5版)》作為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材,是為電氣自動化專業(yè)和電氣技術(shù)專業(yè)編寫的專業(yè)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(zhì)量等的基本知識,接著系統(tǒng)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(tǒng),工廠電力線路,工廠供電系統(tǒng)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(jié)約用電與計劃用電,最后講述工廠的電氣照明。為便于復(fù)習(xí)和自學(xué),每章前均列有內(nèi)容提要,章末附有復(fù)習(xí)思考題和習(xí)題,書末附有習(xí)題參考答案。
《工廠供電(第5版)》在第4版的基礎(chǔ)上,按照與時俱進和培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型專門人才的要求,根據(jù)我國新頒布的標準規(guī)范又進行了全面修訂,以增強學(xué)生的規(guī)范意識。《工廠供電(第5版)》注重理論結(jié)合實際,以實際應(yīng)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(xué)。
《工廠供電(第5版)》除了可作應(yīng)用型本科教材外,高職高專院校及廣播電視大學(xué)等的有關(guān)專業(yè)亦可選用,并可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。
本書是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)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(xué)校電氣自動化專業(yè)和電氣技術(shù)專業(yè),高職高專和廣播電視大學(xué)、業(yè)余大學(xué)等的有關(guān)專業(yè)亦可使用,亦可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。教材內(nèi)容可根據(jù)專業(yè)要求和教學(xué)時數(shù)取舍,有些內(nèi)容可布置給學(xué)生自學(xué)。
全書共分十章。首先是概論,簡要地介紹工廠供電及有關(guān)電源的基本知識,包括電力系統(tǒng)的電壓和電能質(zhì)量問題,為學(xué)習(xí)本課程奠定初步的基礎(chǔ)。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(tǒng),工廠電力線路,工廠供電系統(tǒng)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(jié)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(xué)生復(fù)習(xí)和自學(xué),每章前列有內(nèi)容提要,每章末附有復(fù)習(xí)思考題和習(xí)題,書末附有習(xí)題參考答案。為配合教學(xué)和習(xí)題的需要,書末還附錄一些技術(shù)數(shù)據(jù)圖表。為便于學(xué)生更準確地理解有關(guān)專業(yè)名詞術(shù)語的含義,本書對首次出現(xiàn)的一些專業(yè)名詞術(shù)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(chǔ)上,按照與時俱進、培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型專門人才的要求,根據(jù)我國近年來新頒的一系列標準規(guī)范又進行了全面修訂,以培養(yǎng)和增強學(xué)生的規(guī)范意識。本書注重理論結(jié)合實際,以實際應(yīng)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(xué)。
本書第1版和第2版,由陜西機械學(xué)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(xué)簡克良教授主審。這次還邀請西南交通大學(xué)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(jié) 工廠供電的意義、要求及課程任務(wù)
第二節(jié) 工廠供電系統(tǒng)及發(fā)電廠、電力系統(tǒng)與工廠的自備電源
第三節(jié) 電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量
第四節(jié) 電力系統(tǒng)中性點運行方式及低壓配電系統(tǒng)接地型式
復(fù)習(xí)思考題
習(xí)題
第二章 工廠的電力負荷及其計算
第一節(jié) 工廠的電力負荷與負荷曲線
第二節(jié) 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定
第三節(jié) 單相用電設(shè)備組計算負荷的確定
第四節(jié) 工廠的計算負荷及年耗電量的計算
第五節(jié) 尖峰電流及其計算
復(fù)習(xí)思考題
習(xí)題
第三章 短路電流及其計算
第一節(jié) 短路的原因、后果及其形式
第二節(jié) 無限大容量電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時的物理過程和物理量
第三節(jié) 無限大容量電力系統(tǒng)中短路電流的計算
第四節(jié) 短路電流的效應(yīng)和穩(wěn)定度校驗
復(fù)習(xí)思考題
習(xí)題
第四章 工廠變配電所及其一次系統(tǒng)
第一節(jié) 工廠變配電所的任務(wù)和類型
第二節(jié) 電力變壓器
第三節(jié) 電流互感器和電壓互感器
第四節(jié) 高壓一次設(shè)備
第五節(jié) 低壓一次設(shè)備
第六節(jié) 工廠變配電所的主接線圖
第七節(jié) 工廠變配電所的所址、布置、結(jié)構(gòu)及安裝圖
第八節(jié) 工廠變配電所的運行維護和檢修試驗
復(fù)習(xí)思考題
習(xí)題
第五章 工廠電力線路
第一節(jié) 工廠電力線路及其接線方式
第二節(jié) 工廠電力線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)
第三節(jié) 導(dǎo)線和電纜截面的選擇計算
第四節(jié) 電力線路的電氣安裝圖
第五節(jié) 電力線路的運行維護與檢修試驗
復(fù)習(xí)思考題
習(xí)題
第六章 工廠供電系統(tǒng)的過電流保護
第一節(jié) 過電流保護的任務(wù)和要求
第二節(jié) 熔斷器保護
第三節(jié) 低壓斷路器保護
第四節(jié) 常用的保護繼電器
第五節(jié) 工廠高壓線路的繼電保護
第六節(jié) 電力變壓器的繼電保護
第七節(jié) 高壓電動機的繼電保護
復(fù)習(xí)思考題
習(xí)題
第七章 工廠供電系統(tǒng)的二次回路和自動裝置
第一節(jié) 二次回路及其操作電源
第二節(jié) 高壓斷路器的控制和信號回路
第三節(jié) 電測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置
第四節(jié) 供電系統(tǒng)的自動裝置與遠動化
第五節(jié) 二次回路的安裝接線和接線圖
復(fù)習(xí)思考題
習(xí)題
第八章 防雷、接地與電氣安全
第一節(jié) 過電壓與防雷
第二節(jié) 電氣裝置的接地及有關(guān)保護
第三節(jié) 電氣安全與觸電急救
復(fù)習(xí)思考題
習(xí)題
第九章 節(jié)約用電與計劃用電
第一節(jié) 節(jié)約用電的意義及其一般措施
第二節(jié) 電力變壓器的經(jīng)濟運行
第三節(jié) 并聯(lián)電容器的接線、裝設(shè)、控制、保護及其運行維護
第四節(jié) 計劃用電、用電管理與電費計收
復(fù)習(xí)思考題
習(xí)題
第十章 工廠的電氣照明
第一節(jié) 照明技術(shù)的基本概念
第二節(jié) 工廠常用的電光源和燈具
第三節(jié) 照明質(zhì)量、照度標準及照度計算
第四節(jié) 照明供電系統(tǒng)及其選擇
復(fù)習(xí)思考題
習(xí)題
附錄
附錄表1 用電設(shè)備組的需要系數(shù)、二項式系數(shù)及功率因數(shù)參考值
附錄表2 部分工廠的需要系數(shù)、功率因數(shù)及年最大有功負荷利用小時參考值
附錄表3 并聯(lián)電容器的無功補償率ΔqC
附錄表4 部分并聯(lián)電容器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)
附錄表5 S9、SC9和S11-M?R系列電力變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)
附錄表6 三相線路導(dǎo)線和電纜單位長度每相阻抗值
附錄表7 導(dǎo)體在正常和短路時的最高允許溫度及熱穩(wěn)定系數(shù)
附錄表8 常用高壓斷路器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)
附錄表9 RM10型低壓熔斷器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和保護特性曲線
附錄表10 RT0型低壓熔斷器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和保護特性曲線
附錄表11 部分低壓斷路器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)
附錄表12 LQJ-10型電流互感器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)
附錄表13 外殼防護等級的分類代號
附錄表14 架空裸導(dǎo)線的最小截面
附錄表15 絕緣導(dǎo)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(shù)
附錄表19 絕緣導(dǎo)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(guī)格
附錄表21 GL-11、1521、25型電流繼電器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)及其動作特性曲線
附錄表22 爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境的分區(qū)
附錄表23 爆炸危險環(huán)境鋼管配線的技術(shù)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(shù)值
附錄表27 普通照明白熾燈的主要技術(shù)數(shù)據(jù)
附錄表28 室內(nèi)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(yè)、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(shù)數(shù)據(jù)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(xí)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(shè)備,采用專用線路或?qū)S米儔浩鲉为毠╇姟_@是最簡便有效的辦法。
2)設(shè)法增大供電容量,減小系統(tǒng)阻抗,例如將單回路線路改為雙回路線路,或?qū)⒓芸站路改為電纜線路等,使系統(tǒng)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(tǒng)出現(xiàn)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(wǎng)供電,一般是選用更高電壓等級的電網(wǎng)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(shè)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(tài)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(yīng)速度快,維護方便經(jīng)濟,且我國一般變壓器廠均能制造,是最適于在我國推廣應(yīng)用的一種SVC。
五、電網(wǎng)諧波及其抑制
(一)電網(wǎng)諧波的有關(guān)概念
1.電網(wǎng)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(shù)(Lourier series)分解所得到的大于基波頻率整數(shù)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(wǎng)注入諧波電流或在公用電網(wǎng)中產(chǎn)生諧波電壓的電氣設(shè)備,稱為諧波源。
就電力系統(tǒng)中的三相交流發(fā)電機發(fā)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(tǒng)中存在著各種各樣的諧波源,特 別是大型變流設(shè)備和電弧爐等的日益廣泛應(yīng)用,使得諧波干擾成了當前電力系統(tǒng)中影響電 能質(zhì)量的一大“公害”,亟待采取對策。
2.諧波的產(chǎn)生與危害
電網(wǎng)諧波的產(chǎn)生,主要在于電力系統(tǒng)中存在各種非線性元件。因此,即使電力系統(tǒng)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(wǎng)中總有諧波電流或電壓存 在。產(chǎn)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(yīng)電爐等,都要產(chǎn)生諧波電流或電壓。最為嚴重的是大型的晶閘管變流設(shè) 備和大型電弧爐,它們產(chǎn)生的諧波電流最為突出,是造成電網(wǎng)諧波的主要因素。
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