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第1章 绪论1

1.1 能源和电能2

1.1.1 能源分类2

1.1.2 电能3

1.1.3 发电厂3

1.2 火力发电厂3

1.2.1 分类3

1.2.2 火电厂的电能生产过程4

1.2.3 火电厂的特点8

1.3 水力发电厂9

1.3.1 水电厂的分类9

1.3.2 水电厂的特点12

1.3.3 抽水蓄能电厂13

1.4 核能发电厂14

1.4.1 核电厂的分类15

1.4.2 核电厂的系统17

1.4.3 核电厂的运行18

1.5 新能源发电19

1.5.1 风力发电19

1.5.2 太阳能发电21

1.6 变电所类型22

1.7 发电厂和变电所电气设备简述23

1.7.1 电气一次设备23

1.7.2 电气二次设备26

1.7.3 电气主接线和配电装置的概念26

1.8 我国电力工业发展概况27

1.8.1 电力工业加速发展，全国装机容量突破11亿kW27

1.8.2 发展大机组，建设大电厂27

1.8.3 发展特高压、建设大电网，全国联网格局基本形成29

1.8.4 电网保护、控制、自动化技术进入国际行列30

习题31

第2章 电气设备的结构与工作原理32

2.1 电弧的产生及物理过程33

2.2 直流电弧的基本特性35

2.2.1 直流电弧的静态伏安特性35

2.2.2 直流电弧的动态伏安特性36

2.2.3 直流电弧的能量与燃弧时间37

2.2.4 直流电弧熄灭时的过电压38

2.3 直流电弧的燃烧与熄灭39

2.3.1 直流电弧的熄灭条件39

2.3.2 直流电弧的熄灭原理41

2.3.3 常用直流电弧熄灭方法及措施42

2.4 交流电弧的燃烧与熄灭44

2.4.1 交流电弧电流的过零现象44

2.4.2 交流电弧的伏安特性45

2.4.3 交流电弧电流的零休现象47

2.5 交流电弧的熄灭原理49

2.5.1 交流电弧的熄灭条件49

2.5.2 熄灭交流电弧的基本方法51

2.6 电气触头54

2.6.1 触头材料的要求54

2.6.2 触头材料的分类55

2.6.3 不同材料的最小起弧电压和电流59

2.6.4 触头材料的选用原则60

2.6.5 触头材料的发展趋势61

2.7 高压断路器概述61

2.7.1 高压断路器的分类61

2.7.2 断路器的技术参数62

2.7.3 对断路器的基本要求63

2.7.4 断路器的型号表示法64

2.7.5 高压断路器的典型结构64

2.8 SF6断路器65

2.8.1 SF6气体的性能65

2.8.2 SF6断路器的特点66

2.8.3 SF6断路器的分类66

2.8.4 SF6断路器灭弧室工作原理66

2.8.5 SF6断路器结构70

2.9 真空断路器74

2.9.1 真空气体的特性74

2.9.2 灭弧室结构和工作原理75

2.9.3 真空断路器的调整与维修78

2.10 高压断路器的操动机构79

2.10.1 概述79

2.10.2 操动机构的分类79

2.11 隔离开关82

2.11.1 隔离开关的用途与分类82

2.11.2 屋内隔离开关83

2.11.3 屋外隔离开关83

2.11.4 隔离开关操动机构84

2.12 绝缘与绝缘子85

2.12.1 绝缘85

2.12.2 绝缘子86

2.12.3 复合绝缘子88

2.13 母线89

2.13.1 母线材料89

2.13.2 敞露母线90

2.13.3 封闭母线91

2.14 电力电缆93

2.14.1 电缆分类93

2.14.2 结构及性能94

2.14.3 常用电缆中间接头盒和终端接头盒的结构及性能95

2.15 电抗器97

2.15.1 限流电抗器97

2.15.2 串联电抗器和并联电抗器99

2.16 互感器101

2.16.1 概述101

2.16.2 电磁式电流互感器102

2.16.3 电磁式电压互感器110

2.16.4 电容分压式电压互感器（CCVT）115

2.16.5 互感器的配置原则117

2.16.6 光电式互感器简介118

习题120

第3章 电气主接线与厂、所自用电接线123

3.1 电气主接线的基本要求124

3.1.1 对电气主接线的基本要求125

3.1.2 电气主接线的基本形式126

3.2 单母线接线126

3.2.1 单母线不分段接线126

3.2.2 单母线分段接线128

3.2.3 带旁路母线的单母线接线129

3.2.4 带旁路母线接线的单母线分段130

3.3 双母线接线131

3.3.1 普通双母线接线131

3.3.2 双母线分段接线133

3.3.3 双母线带旁路母线接线134

3.3.4 一台半断路器双母线接线（3/2接线）136

3.4 无母线接线形式138

3.4.1 单元接线138

3.4.2 桥形接线138

3.4.3 角形接线140

3.5 发电厂和变电所主变压器的选择141

3.5.1 主变压器容量、台数的选择141

3.5.2 主变压器型式的选择143

3.6 限制短路电流的措施146

3.6.1 加装限流电抗器146

3.6.2 采用低压分裂绕组变压器149

3.6.3 选择适当的主接线形式和运行方式150

3.7 各类发电厂、变电所主接线的特点及实例151

3.7.1 火力发电厂电气主接线151

3.7.2 水电厂的主接线153

3.7.3 变电所电气主接线155

3.8 电气主接线的设计原则和程序156

3.8.1 主接线的设计原则156

3.8.2 电气主接线的设计程序156

3.8.3 电气主接线的设计举例158

3.9 GIS的主接线及设计161

3.9.1 GIS的特点161

3.9.2 GIS主接线的基本形式161

3.9.3 GIS主接线设计162

3.9.4 GIS配电装置的布置163

3.9.5 GIS设备的保护与接地164

3.10 自用电及接线166

3.10.1 概述166

3.10.2 厂用电接线168

3.10.3 变电所的自用电接线169

习题172

第4章 电气设备选择174

4.1 载流导体的发热和电动力175

4.1.1 概述175

4.1.2 导体的长期发热176

4.1.3 导体的短时发热179

4.1.4 短路电流的电动力183

4.2 电气设备选择的一般条件186

4.2.1 按正常工作条件选择187

4.2.2 按短路条件校验188

4.3 高压断路器、隔离开关的选择190

4.3.1 高压断路器的选择190

4.3.2 隔离开关的选择192

4.4 互感器的选择193

4.4.1 互感器的配置原则193

4.4.2 电流互感器的选择193

4.4.3 电压互感器的选择195

4.5 母线和电缆的选择196

4.5.1 母线的选择196

4.5.2 电缆的选择与校验200

4.6 绝缘子的选择202

习题205

第5章 配电装置207

5.1 概述208

5.1.1 配电装置的分类208

5.1.2 配电装置的基本要求及设计的基本步骤209

5.1.3 配电装置的最小安全净距210

5.2 户内配电装置214

5.2.1 户内配电装置分类214

5.2.2 户内配电装置的布置原则214

5.2.3 户内配电装置实例218

5.3 户外配电装置220

5.3.1 户外配电装置的分类220

5.3.2 户外配电装置的布置原则221

5.3.3 户外配电装置实例223

5.4 成套配电装置227

5.4.1 概述227

5.4.2 低压配电装置227

5.4.3 高压开关柜227

5.4.4 SF6全封闭组合电器229

5.4.5 成套变电站230

5.5 发电厂变电站配电装置设计231

5.5.1 配电装置设计的基本步骤231

5.5.2 设计要求231

5.5.3 形式选择及辅助装置配置233

5.5.4 发电厂电气总平面布置234

5.5.5 变电站电气总平面布置236

习题237

第6章 发电厂和变电所的控制与信号240

6.1 发电厂和变电站的控制方式241

6.1.1 发电厂的控制方式241

6.1.2 变电站的控制方式242

6.2 二次接线图242

6.2.1 概述242

6.2.2 归总式原理接线图243

6.2.3 展开接线图246

6.2.4 安装接线图246

6.3 断路器的控制与信号回路249

6.3.1 控制开关和操动机构249

6.3.2 断路器的控制及信号回路接线图252

6.4 中央信号系统264

6.4.1 事故信号264

6.4.2 预告信号266

6.4.3 新型中央信号装置268

6.5 变电站计算机监控系统269

6.5.1 变电站综合自动化269

6.5.2 变电所计算机监控子系统的功能270

6.5.3 变电所综合自动化系统的结构272

习题276

第7章 电气设备的运行与维护278

7.1 变压器运行279

7.1.1 概述279

7.1.2 变压器发热时的特点279

7.1.3 稳态温升280

7.1.4 变压器的绝缘老化281

7.1.5 变压器的正常过负荷283

7.1.6 变压器的事故过负荷283

7.1.7 变压器的投运与停运284

7.1.8 变压器的运行维护285

7.1.9 变压器的异常运行与分析286

7.2 高压断路器的运行与维护290

7.2.1 断路器正常运行的条件290

7.2.2 断路器的巡视检查291

7.2.3 断路器的异常运行及故障处理293

7.3 隔离开关的运行与维护298

7.3.1 隔离开关的正常巡视检查项目298

7.3.2 隔离开关异常运行及分析299

7.3.3 隔离开关的事故处理300

7.4 互感器的运行与维护300

7.4.1 电流互感器的运行及故障处理300

7.4.2 电压互感器的运行及故障处理302

7.5 导体与绝缘子的运行与维护303

7.5.1 导体的运行与维护303

7.5.2 绝缘子的运行与维护304

7.6 GIS的运行与维护304

7.6.1 气体泄漏检测及处理304

7.6.2 水分控制和处理305

习题308

参考答案311

附录1电力工程设计常用文字符号328

附录2常用电气设备数据与系数334

参考文献348