工厂供配电技术及技能训练（第2版）

目录

前言

第1章电力系统及变电站简介

1.1电力系统的基本知识

1.1.1电力系统的基本概念

1.1.2电力系统的负荷及负荷曲线

1.1.3电力系统的电压等级

1.1.4电力系统中性点的运行方式

1.1.5变电站电气设备简介

1.2技能训练：变电站识图

1.3习题

第2章电力负荷的计算

2.1工厂的电力负荷

2.2三相用电设备组计算负荷的确定

2.2.1用电设备容量的计算

2.2.2需要系数法确定计算负荷

2.2.3二项式法确定计算负荷

2.3单相用电设备容量的确定

2.3.1单相负荷的计算原则

2.3.2单相设备组等效三相负荷的计算

2.4习题

第3章电力线路及运行维护

3.1电力线路的结构

3.1.1架空线路的结构

3.1.2电缆线路的结构

3.2电力线路的损耗计算

3.3架空线路的运行和维护

3.3.1设备标志

3.3.2线路的巡视

3.3.3线路的维护

3.4线路的检修

3.4.1检修工作的组织措施

3.4.2检修工作的安全措施

3.4.3线路检修的工作内容

3.5电缆线路的运行和维护

3.5.1电缆线路的巡视和检查

3.5.2电缆线路的故障探测

3.6技能训练

3.6.1三相电路的定相

3.6.210kV架空线路转角杆和终端杆的调换

3.6.3用绝缘电阻表测量10kV电缆线路的绝缘电阻

3.6.4测量电力电缆绝缘电阻和吸收比

3.7习题

第4章变电站电气设备及运行维护

4.1高压开关

4.1.1电弧的形成和熄灭

4.1.2高压断路器

4.1.3高压隔离开关

4.1.4高压负荷开关

4.2高压熔断器

4.2.1熔断器的用途和原理

4.2.2熔断器的主要类型和结构

4.3母线

4.3.1母线概述

4.3.2硬母线的安装

4.3.3母线常见故障、原因及其处理

4.4互感器

4.4.1电压互感器

4.4.2油浸式电压互感器的运行检查、操作及常见故障处理

4.4.3电流互感器

4.4.4电流互感器的运行维护及事故处理

4.5电力电容器

4.5.1电力电容器的结构原理

4.5.2电力电容器的安全运行及维护

4.5.3无功功率的补偿

4.6成套配电装置

4.6.1高压开关柜

4.6.2低压成套配电装置

4.6.3全封闭组合电器（GIS）

4.7电气设备的运行、维护及事故处理

4.7.1断路器的运行、维护及事故处理

4.7.2高压隔离开关的运行与检修

4.7.3高压负荷开关的运行与检修

4.8电气设备的在线监测与状态检修

4.8.1在线监测与状态检修简介

4.8.2断路器的在线监测与状态检修

4.9技能训练

4.9.1真空断路器的检修与调整

4.9.2跌落式熔断器的操作

4.9.3电容器实训

4.10习题

第5章电力变压器

5.1电力变压器的工作原理、结构和联结组别

5.1.1概述

5.1.2电力变压器的工作原理和结构

5.1.3电力变压器的联结组别

5.2电力变压器的运行及维护

5.2.1电力变压器的允许运行方式

5.2.2电力变压器运行中的检查和维护

5.3电力变压器常见故障及处理

5.4电力变压器的在线监测及状态检修

5.4.1在线监测和检测技术在变压器状态检修中的应用

5.4.2电力变压器状态信息的收集、变压器状态的划分与评价

5.4.3电力变压器状态检修策略的选择

5.5电力变压器的经济运行

5.5.1电力变压器并列运行的条件

5.5.2电力变压器的损耗和经济运行

5.6技能训练

5.6.1电力变压器的一般检修

5.6.2用钳型电流表测量配电变压器负荷电流

5.6.3测量配电变压器的绝缘电阻

5.6.4油浸式配电变压器倒分接开关的操作

5.7习题

第6章电气主接线与倒闸操作

6.1主接线的基本形式

6.1.1对电气主接线的基本要求

6.1.2变配电站电气主接线

6.2倒闸操作

6.2.1电工安全用具及使用

6.2.2倒闸操作的基本原则

6.2.3电气作业的安全技术措施

6.2.4电气防误操作闭锁装置

6.3技能训练

6.3.1验电、挂接地线

6.3.2倒母线倒闸操作

6.4习题

第7章变电站的防雷保护与接地

7.1大气过电压的基本形式

7.2避雷针、避雷线和避雷器

7.2.1避雷针和避雷线的结构和保护范围

7.2.2避雷器的结构原理

7.3变配电站的防雷保护

7.3.1变配电站的直击雷保护

7.3.2变配电站配电装置的过电压保护

7.3.3变配电站的进线保护

7.4接地装置

7.4.1电气装置接地的要求和范围

7.4.2接地电阻的要求

7.4.3接地装置的铺设

7.5技能训练

7.5.1测量接地电阻

7.5.2测量土壤的电阻率

7.6习题

第8章微机型继电保护与自动装置

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继电保护的基本知识

8.2.1继电保护基本任务、发展概况及特点

8.2.2继电保护的基本要求

8.2.3继电保护的基本知识

8.2.4微机型继电保护硬件的基本结构

8.2.5微机型保护的软件简介

8.3高压线路的微机型保护

8.3.1线路相间短路的三段式电流保护

8.3.2小接地系统单相接地故障的零序保护

8.3.3监控部分

8.4电力变压器的保护

8.4.1变压器的气体等非电量保护

8.4.2变压器的微机型差动保护

8.4.3电力变压器的微机型后备保护

8.5微机型备用电源自动投入装置

8.5.1备用电源自动投入装置的作用及基本要求

8.5.2微机型备自投方式及原理

8.6输电线路自动重合闸装置

8.6.1输电线路自动重合闸的作用和分类

8.6.2单侧电源线路的三相一次自动重合闸装置的原理

8.7习题

第9章变电站二次回路和识图

9.1变电站常见的二次设备及工作方式

9.1.1变电站常见的二次设备

9.1.2微机型二次设备的工作方式

9.2断路器控制回路

9.2.1断路器的控制回路介绍

9.2.2合闸回路

9.2.3跳闸回路

9.36~35kV线路开关柜的二次回路

9.3.1开关柜上二次设备的布置

9.3.2开关柜的交流电流、电压回路

9.3.3保护测控装置的直流控制与信号回路

9.4习题

第10章变电站综合自动化系统

10.1变电站综合自动化系统的基础知识

10.2RCS9600变电站综合自动化系统简介

10.2.1RCS9600系统的构成

10.2.2RCS9600后台监控系统及监控软件

10.2.3RCS9600系列保护测控单元

10.2.4技能训练：RCS9600系列保护测控装置的使用

10.3习题

第11章智能化变电站

11.1智能化变电站简介

11.1.1智能化变电站的产生

11.1.2智能化变电站的基本概念

11.1.3智能化变电站的基本结构及主要的技术特征

11.2电子式互感器的介绍

11.3智能化的电器设备

11.3.1智能化的电器设备的介绍

11.3.2智能化开关设备

11.4智能化变电站的实现

11.5习题

附录

附录A参数表

附录B符号表

参考文献

本书突出了工厂供配电技术与实用的技能训练相结合，理论教学与工程实践相结合，传统的供配电技术与变电站综合自动化技术相结合，曾经普遍使用的设备和正在逐步推广的设备相结合。本书是一本“工、学”结合的教材，内容上基本包含了工厂供配电的重点内容，同时结合了电力行业运行、设备维护和管理的实际。教材内容新颖，实用，图文并茂，便于教学和自学。本书主要包括电力系统及变电所简介、电力负荷和短路电流的计算、电力线路及运行维护、变电所电气设备及运行维护、电力变压器、电气主接线与倒闸操作、变电所的防雷保护及接地、继电保护、变电所二次回路和自动装置、变电所综合自动化系统及智能变电站的概念、组成。

《工厂供配电技术及技能训练 第3版》将工厂供配电技术与实用的技能训练相结合，理论教学与工程实践相结合，传统的供配电技术与变电站综合自动化技术、智能变电站技术相结合，曾经普遍使用的设备和正在逐步推广的设备相结合,是一本突出工学结合的教材。内容上包含了工厂供配电的重点内容，并结合了电力行业运行、设备维护和管理的实际。《工厂供配电技术及技能训练 第3版》内容新颖、实用，图文并茂，便于教学和自学。 《工厂供配电技术及技能训练 第3版》内容主要包括电力系统及变电站简介、电气主接线及运行方式、变电站电气设备及运行维护、电力变压器、倒闸操作及技能训练、变电站的防雷保护与接地、微机型继电保护与自动装置、变电站二次回路和识图、变电站综合自动化系统及智能化变电站。 《工厂供配电技术及技能训练 第3版》可以作为高职高专院校工厂自动化专业、电气自动化专业和机电一体化专业的理论教学和实训教学用书。

本书是一本“工、学”结合的教材，其特点是将工厂供配电技术与实用的技能训练相结合；理论教学与工程实践相结合；传统的供配电技术与变电所综合自动化技术相结合；普遍使用的设备和正在逐步推广的先进设备相结合。

本书基本包含了工厂供配电的主要技术，内容包括电力系统及变配电所简介，电力负荷及短路电流的计算，电力线路及运行维护，变电所电气设备及运行维护，电力变压器，电气主接线与倒闸操作，变电所的防雷保护、接地及继电保护，变电所二次回路和自动装置，变电所综合自动化系统。

本书可以作为高等职业教育工厂自动化专业，电气自动化专业和机电一体化专业的理论教学和实训教学用书。

前言

第1章电力系统及变电站简介1

1.1电力系统的基本知识1

1.1.1电力系统的基本概念1

1.1.2电力系统的负荷及负荷曲线2

1.1.3电力系统的电压等级4

1.1.4电力系统中性点的运行方式6

1.1.5变电站电气设备简介10

1.2技能训练：变电站一次接线图识图13

1.3习题16

第2章电气主接线及运行方式17

2.1主接线的基本形式及其运行方式17

2.1.1电气主接线及运行方式的

概念及分类17

2.1.2变配电站电气主接线及

运行方式18

2.2技能训练：识读变电站的主接线图

并分析运行方式24

2.3习题25

第3章变电站电气设备及运行维护26

3.1高压开关26

3.1.1电弧的形成和熄灭26

3.1.2高压断路器27

3.1.3高压隔离开关33

3.1.4高压负荷开关35

3.2高压熔断器35

3.2.1熔断器的用途和原理35

3.2.2熔断器的主要类型和结构36

3.3母线39

3.3.1母线概述39

3.3.2母线常见故障、原因及

其处理41

3.4互感器42

3.4.1电压互感器42

3.4.2电压互感器的运行检查、操作及

常见故障处理47

3.4.3电流互感器50

3.4.4电流互感器的运行维护及

事故处理54

3.5电力电容器56

3.5.1电力电容器的结构原理56

3.5.2电力电容器的安全运行及维护59

3.5.3无功功率的补偿64

3.6成套配电装置68

3.6.1高压开关柜69

3.6.2低压成套配电装置73

3.6.3全封闭组合电器（GIS）75

3.7电气设备的运行、维护及事故处理76

3.7.1断路器的运行、维护及

事故处理76

3.7.2高压隔离开关的运行80

3.7.3高压负荷开关的运行81

3.8电气设备的在线监测与状态检修82

3.8.1在线监测与状态检修简介82

3.8.2断路器的在线监测与状态检修83

3.9技能训练85

3.9.1真空断路器的检修与调整85

3.9.2跌落式熔断器的操作87

3.9.3电容器实训88

3.9.4手车开关的操作实训89

3.10习题91

第4章电力变压器92

4.1电力变压器的工作原理、结构和

联结组别92

4.1.1概述92

4.1.2电力变压器的工作原理和结构93

4.1.3电力变压器的联结组别102

4.2电力变压器的运行及维护104

4.2.1电力变压器的允许运行方式104

4.2.2电力变压器运行中的

检查和维护109

4.3电力变压器常见故障及处理111

4.4电力变压器的在线监测及

状态检修114

4.4.1在线监测和检测技术在变压器

状态检修中的应用114

4.4.2电力变压器状态信息的收集、

变压器状态的划分与评价115

4.4.3电力变压器状态检修策略的

选择116

4.5电力变压器的经济运行116

4.5.1电力变压器并列运行的条件116

4.5.2电力变压器的损耗和

经济运行117

4.6技能训练119

4.6.1电力变压器的一般检修119

4.6.2用钳型电流表测量配电变压器

负荷电流120

4.6.3测量配电变压器的绝缘电阻121

4.6.4油浸式配电变压器倒分接

开关的操作122

4.7习题124

第5章倒闸操作125

5.1电工安全用具及使用125

5.2倒闸操作的基本原则129

5.3电气作业的安全技术措施138

5.4电气防误操作闭锁装置141

5.5技能训练147

5.5.1验电、挂接地线147

5.5.2倒闸操作148

5.6习题150

第6章变电站的防雷保护与接地151

6.1大气过电压的基本形式151

6.2避雷针、避雷线和避雷器151

6.2.1避雷针和避雷线的结构151

6.2.2避雷器的结构原理152

6.3变配电站的防雷保护154

6.3.1变配电站的直击雷保护154

6.3.2变配电站配电装置的过

电压保护155

6.3.3变配电站的进线保护156

6.4接地装置157

6.4.1接地电阻的要求157

6.4.2接地装置的铺设158

6.5技能训练159

6.5.1测量接地电阻159

6.5.2测量土壤的电阻率163

6.6习题164

第7章微机型继电保护与自动装置165

7.1继电保护的基本知识165

7.1.1继电保护基本任务及

基本要求166

7.1.2继电保护的基本知识167

7.2微机型继电保护的介绍169

7.2.1微机型继电保护硬件的

基本结构169

7.2.2微机型保护软件的系统配置171

7.3高压线路的微机型保护172

7.3.1线路相间短路的三段式

电流保护172

7.3.2小接地系统单相接地故障的

零序保护175

7.3.3监控部分176

7.4电力变压器的保护176

7.4.1变压器的气体等非电量保护177

7.4.2变压器的微机型差动保护178

7.4.3电力变压器的微机型

后备保护180

7.5微机型备用电源自动投入装置181

7.5.1备用电源自动投入装置的作用及

基本要求181

7.5.2微机型备自投方式及原理182

7.6输电线路自动重合闸装置183

7.6.1输电线路自动重合闸的

作用和分类183

7.6.2单侧电源线路的三相一次自动

重合闸装置的原理185

7.7习题187

第8章变电站二次回路和识图188

8.1变电站常见的二次设备及

工作方式188

8.1.1变电站常见的二次设备188

8.1.2微机型二次设备的工作方式189

8.2断路器控制回路191

8.2.1断路器的控制回路介绍191

8.2.2合闸回路193

8.2.3跳闸回路195

8.36~35kV线路开关柜的二次回路196

8.3.1开关柜上二次设备的布置196

8.3.2开关柜的交流电流、

电压回路197

8.3.3保护测控装置的直流控制与

信号回路199

8.4习题206

第9章变电站综合自动化系统207

9.1变电站综合自动化系统的

基础知识207

9.2RCS-9600变电站综合自动化

系统简介215

9.2.1RCS-9600系统的构成215

9.2.2RCS-9600后台监控系统及

监控软件217

9.2.3RCS-9600系列保护

测控单元219

9.3习题225

第10章智能化变电站226

10.1智能化变电站简介226

10.1.1智能化变电站的基本概念226

10.1.2智能化变电站的基本结构及主要的

技术特征226

10.2智能化的电器设备228

10.2.1智能化的电器设备介绍228

10.2.2智能化开关设备229

10.3智能化变电站的实现231

10.4习题235

参考文献236