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目录1

第1章　装置电力负荷估算1

1.1 单线图初步1

1.2 负载调度2

1.3 电源容量的确定8

1.4 裸电缆馈电与变压器馈电的备用容量11

1.5 与原动机有关的发电机额定参数12

1.5.1 低环境温度下运行12

1.5.2 原动机的更新12

1.6 与从动机相关的电机额定参数12

1.7 单线图的开发13

1.7.1 单线图要点13

1.7.2 独立配电盘和电机控制装置14

1.8.2　机械工程师15

1.8.1 工艺工程师15

1.8 与其他专业的相互协调15

1.8.3　仪器仪表工程师16

1.8.4 通信与系统安全工程师16

1.8.5 生产装置与操作工程师16

参考文献16

第2章　燃气轮机驱动的发电机17

2.1 燃气轮机发动机的分类17

2.1.1 由航空工业派生的燃气轮机17

2.1.2 轻工业燃气轮机17

2.1.3 重工业燃气轮机18

2.1.4 单轴与双轴燃气轮机18

2.1.5 燃气轮机的燃料20

2.2 由燃气轮机获取能量20

2.2.1 低效率的压缩机与涡轮机的作用效果23

2.2.2　发电机最大做功25

2.2.3 比热容的变化26

2.2.4 管道压降以及燃烧室压降的影响27

2.2.5 热流率以及燃料消耗28

2.3 燃气轮机的功率输出30

2.3.1 机械能损耗以及电能损耗30

2.3.2 电力装置设计阶段需要考虑的因素31

2.4 燃气轮机启动方法32

2.5　燃气轮机速度调整33

2.5.1 开环转速-转矩特性33

2.5.2 闭环转速-功率特性34

2.5.3　燃气轮机调速系统36

2.5.4 有静差调整的燃气轮机的负载分配37

2.5.5 负载分配控制器41

2.6.1 现代实践43

2.6 燃气轮机转速调整系统的数学模型43

2.6.2 转速调整系统典型参数值48

参考文献49

其他资料49

第3章 同步发电机与同步电机50

3.1 发电机与电机的共同之处50

3.2 简化的发电机运行理论50

3.2.1 稳态电枢反应51

3.2.2 瞬态电枢反应51

3.2.3 次瞬态电枢反应52

3.3 电压与电流相量图52

3.4 导出电抗54

3.5 发电机传送的有功功率和无功功率56

3.5.1 一般情况56

3.5.2 凸极发电机特殊情况57

3.5.3 凸极发电机简化情况58

3.6 凸极发电机功率-角度图59

3.7 发电机电压选择60

3.8　发电机典型参数60

3.9 高压发电机与高压感应电机的结构特点62

3.9.1 外壳63

3.9.2 电抗63

3.9.3 定子绕组64

3.9.4 接线盒64

3.9.5 冷却方法65

3.9.6 轴承65

参考文献66

第4章 自动电压调整67

4.1 现代实践67

4.1.1 测量电路67

4.1.3　功率放大器68

4.1.2 误差测量电路68

4.1.4 主激励器71

4.2 IEEE标准自动电压调整模型72

4.2.1 示例一74

4.2.2 示例二74

4.2.3　饱和常数的确定74

4.2.4 自动电压调整系统典型参数值78

参考文献78

第5章　感应电机79

5.1 三相电机运行原理79

5.2 基本特性80

5.2.1 电机转矩-转速特性80

5.2.2 电机启动电流-转速特性85

5.2.3 负载转矩-转速特性86

5.2.4 电阻和电抗改变时对特性曲线的影响87

5.2.5 示例88

5.2.6 两极和四极感应电机的典型阻抗数据91

5.2.7 用两条并联支路描述深槽效应94

5.3　感应电机结构96

5.4 缩减系数97

5.5 电机额定功率和从动机额定功率的匹配98

5.6 电源电压对额定功率的影响99

5.7 系统故障等级的影响99

5.8 电缆电压降的考虑100

5.9 电机的临界时间101

5.10 感应电机启动方法101

5.10.1 星-角方法102

5.10.2 科恩道夫自动变压器方法102

5.10.5　部分绕组方法104

参考文献104

5.10.4 串电抗器方法104

5.10.3 电力电子学软启动方法104

第6章　变压器106

6.1 工作原理106

6.2 变压器效率108

6.3 变压器调整率108

6.4 三相变压器绕组连接109

6.5 变压器结构111

6.6 变压器浪涌电流113

参考文献115

第7章　开关装置与电机控制装置116

7.1 公用词汇116

7.2 结构116

7.2.1 电源汇流排117

7.2.3 馈线与汇流排开关装置118

7.2.2　接地汇流排118

7.2.4 分离类型120

7.2.5 环境温度的影响系数121

7.2.6 额定标称电流121

7.2.7 故障峰值电流121

7.2.8 基频AC部分122

7.2.9　DC部分122

7.2.10 双频AC部分123

7.2.11 故障分断电流123

7.2.12 故障周期126

7.3 开关装置126

7.3.1 开关装置的出口开关装置126

7.3.2 MCC的出口开关装置126

7.4 MCC的出口电路熔断器127

7.5 安全联锁装置128

7.6 控制与指示装置129

7.6.1 电机的再启动与再加速129

7.6.2　微机化系统130

7.7　铸壳断路器133

7.7.1 与熔断器比较133

7.7.2 工作特性133

7.7.3 预期电流与切断电流134

7.7.4 I2t特性135

7.7.5 断路器的完全串接与部分串接135

7.7.6 断路器串联下相互协调示例137

7.7.7　成本与经济性141

参考文献141

第8章　熔断器142

8.1 概述142

8.3 电路阻抗比的作用143

8.2　熔断器的工作过程143

8.4 I2t特性144

参考文献149

第9章　电缆、电线及电缆敷设150

9.1 电缆中电气材质150

9.1.1 铜和铝150

9.1.2 锡151

9.1.3 磷青铜151

9.1.4 电镀钢板152

9.1.5 铅152

9.2.2 弹性材料153

9.2.3 聚合物153

9.2.4 塑料153

9.2.1 橡胶153

9.2 电缆中非导电材料153

9.2.5 树脂154

9.2.6 热塑性树脂154

9.2.7 热固性树脂155

9.3 电力电缆与控制电缆的结构156

9.3.1 电缆结构说明156

9.3.2 导线157

9.3.3 导线的半导体屏蔽层160

9.3.4 绝缘161

9.3.5 绝缘层的半导体屏蔽161

9.3.6 内护套161

9.3.7 铅护套162

9.3.8 铠装电缆162

9.3.9 外护套162

9.4 电力电缆的额定电流162

9.4.2 电缆额定持续电流163

9.4.1 持续负载电流163

9.4.3 电缆电压降172

9.4.4 过流保护197

9.5 增强型电缆198

9.5.1 阻燃性能198

9.5.2 耐火性能199

9.5.3 散发毒气与烟气的性能199

9.5.4 阻燃电缆与耐火电缆的应用200

参考文献200

第10章　危险区域分类与设备选择201

10.1 历史发展201

10.2 当前情况201

10.3 危险区域分类基础202

10.3.2 温度类别203

10.3.3 气体与蒸汽分组203

10.3.1 气体与蒸汽203

10.4 危险区204

10.4.1 非危险区域204

10.4.2　危险区域2区204

10.4.3 危险区域1区204

10.4.4 危险区域0区205

10.4.5 相邻危险区205

10.5 危险区保护类型205

10.5.1 d型保护类型206

10.5.2 e型保护类型206

10.5.3 i型保护类型207

10.5.4 m型保护类型207

10.5.5 N型和n型保护类型207

10.5.6 o型保护类型208

10.5.7 p型保护类型208

10.5.10 de型保护类型209

10.5.8 q型保护类型209

10.5.9 s型保护类型209

10.6 防水和防尘保护类型210

10.6.1 欧洲标准210

10.6.2　美国标准211

10.7 危险区域设备认证213

10.8　设备铭牌标记214

参考文献214

其他资料215

第11章　故障计算与稳定性分析216

11.1 概述216

11.2 高压恒压源216

11.3　低压恒压源218

11.4 非恒压源——所有电压等级219

11.5.1 故障前条件或初始条件220

11.5 故障发生在发电机一侧时的故障计算220

11.5.2 计算对称故障电流的有效值221

11.6 计算次瞬态过程对称故障电流有效值分量224

11.7 采用倍增系数对11.6节中的故障电流I？进行计算231

11.7.1 示例231

11.7.2　分断电流能力233

11.8 计算故障电流的计算机程序234

11.8.1 故障电流计算——对称电流的有效值和峰值235

11.8.2 最简单情况235

11.8.3 已知电路的阻抗比235

11.8.4 已知发电机的详细数据235

11.8.5 电机对故障电流的影响235

11.9 电抗器的应用236

11.10 关于IEC60363和IEC60909的应用说明240

11.11 稳定性分析241

11.11.1 静态稳定性241

11.11.2 瞬态稳定性244

参考文献248

其他资料249

第12章　继电保护250

12.1 过流保护介绍250

12.2　发电机保护252

12.2.1 电源发电机252

12.2.2 过流253

12.2.3 定子微分电流保护继电器256

12.2.4　磁场故障继电器257

12.2.5 反向作用功率继电器258

12.2.6 反相序继电器259

12.2.7 定子接地故障继电器259

12.2.9 端子电压欠压保护261

12.2.10 欠频与超频保护261

12.2.8　端子电压过压保护261

12.3 应急柴油发电机262

12.4　馈线变压器保护262

12.4.1 过流保护264

12.4.2 高设定或瞬间电流266

12.4.3 上游电源设备特性267

12.5 电源电缆保护268

12.5.1　过流保护268

12.5.2　短路保护268

12.5.3　接地故障保护268

12.6 配电盘中的汇流排269

12.6.1 汇流排区段保护269

12.6.2 过流保护270

12.6.3 欠压保护270

12.7 高压感应电机保护271

12.7.1　过载或热保护272

12.7.3 反相序274

12.7.4 线芯平衡接地故障274

12.7.2 瞬间过载电流或高设定过载电流274

12.7.5 定子微分电流275

12.7.6 失电流275

12.7.7 限定电机连续启动次数276

12.7.8 欠电流276

12.7.9 绕组超温276

12.7.10 轴超温276

12.7.11 剧烈振动276

12.8 低压感应式电机277

12.8.1 过载或热保护277

12.8.2 瞬间或高设定过流278

12.8.3 反相序278

12.9 低压静态负载保护279

12.9.1 延时过流保护279

12.8.4 线芯平衡接地故障279

12.8.6 限定电机连续启动次数279

12.8.5 失电流279

12.9.2 瞬时或高设定过流保护280

12.9.3 线芯平衡接地保护280

12.10 标准反比时间继电器、高反比时间继电器和超反比时间继电器的数学公式280

参考文献282

第13章　接地与屏蔽283

13.1 接地的用途283

13.1.1 电击283

13.1.2　设备损坏284

13.1.3　零参考电位285

13.2　现场设备285

13.2.1　钢结构285

13.2.2　就地装置286

13.2.3 砖混结构287

13.3　接地系统设计287

13.3.1 高压系统288

13.3.2　低压三相系统289

13.3.3 IEC中的接地系统类型290

13.3.4　接地回路阻抗294

13.3.5　接地棒与接地栅296

13.4 接地的结构细节299

13.4.1 金属框架、外壳与机柜钢架299

13.4.2 螺纹孔入口和光孔入口300

13.4.3 电缆单端接地300

13.5 电子线路中电缆的屏蔽与接地301

13.5.1 电容与电感机理301

13.5.2　抗外部干扰的屏蔽层302

13.5.3　屏蔽接地305

13.5.4　高频屏蔽306

13.5.5 电源接地、机柜与干净地307

参考文献308

第14章　变速电气驱动310

14.1 介绍310

14.1.1　环境311

14.1.2 电源311

14.1.3 经济性312

14.2　第一类方法312

14.2.1 简单的变压电源313

14.2.2 定子绕组变极314

14.2.3　磁极调幅电机315

14.2.4 绕线型转子感应电机315

14.3.2 变频变压供电316

14.3.1 变压恒频供电316

14.3 第二类方法316

14.4 变速直流电机317

14.5 潜电泵318

14.5.1　简介318

14.5.2　潜电泵结构318

14.6 交流电机控制系统320

参考文献323

第15章　谐波电压和谐波电流324

15.1　概述324

15.2　整流器325

15.2.1 二极管桥路325

15.2.2 晶闸管桥路327

15.2.3 电力晶体管桥路329

15.2.4　直流电机329

15.3.1 6脉冲波形的简化333

15.3 电源电流谐波分量333

15.3.2 换向延迟简化334

15.3.3 线电流波形的傅里叶系数334

15.3.4 12脉冲波形的简化337

15.4 逆变器340

15.4.1 基本工作原理340

15.4.2 三相电力逆变器341

15.4.3 感应电机电压源馈线342

15.5 电源滤波348

15.6 保护、报警与指示349

参考文献350

第16章　基于计算机的电力管理系统351

16.1 简介351

16.2 典型结构351

16.3 主要功能351

16.3.1 高速分区切断负载352

16.3.2 分区切断负载优先表354

16.3.3 低速分区切断负载356

16.3.4 禁止大型电机启动356

16.3.5 单线图的VDU显示357

16.3.6 发电机组有功功率分配358

16.3.7 系统频率的同步控制358

16.3.8 发电机组无功功率分配358

16.3.9 母线电压的同步控制360

16.3.10 燃气轮机的状态监测360

16.3.11 调度主发电机组的启动与停车361

16.3.12 电机负载再加速控制362

16.3.13 主发电机组自动同步362

16.3.14 数据记录、数据压缩、趋势显示、报警、消息和状态报告363

17.1.1 逆变器364

第17章　不间断电源364

17.1 AC不间断电源364

17.1.2 子电路额定电流和逆变器额定电流的配合365

17.1.3 对地漏电检测366

17.2 DC不间断电源366

17.2.1 UPS电池组充电器366

17.2.2 电池组369

17.3 冗余配置370

参考文献371

第18章　其他内容372

18.1 照明系统372

18.1.1 照明装置类型373

18.1.2 照度等级374

18.2.1 灯语闪光信号灯375

18.2.2 白红闪烁灯375

18.2 导航辅助系统375

18.2.3 导航浮标376

18.2.4 照明指示盘376

18.2.5 航空危险照明377

18.2.6 直升机着陆系统377

18.2.7 雷达377

18.2.8 无线电测向器377

18.2.9 声呐设备378

18.3 阴极保护378

参考文献378

第19章　设备规格书的制作379

19.1 规格书的用途379

19.2 规格书的典型格式380

19.2.1　概述380

19.2.2　供货范围380

19.2.6 性能或功能要求381

19.2.5 技术定义与非技术定义381

19.2.3 工作环境条件381

19.2.4 采用的国际标准381

19.2.7 设计与结构细节382

19.2.8　检验与测试383

19.2.9　备品备件384

19.2.10　技术文件384

19.2.11　附录386

第20章 同步发电机与感应电机的一般电气理论387

20.1 概述387

20.2 同步发电机387

20.3 感应电机的一些说明395

20.3.1　导出电抗396

20.3.2 三相短路的应用396

20.3.3 感应电机的导出电抗与时间常数398

20.3.4 等效电路的导出参数399

20.3.5 重复或强调要点400

20.3.6 感应电机对三相短路电流的影响405

参考文献407

其他资料408

附录409

附录A 电气文献中常用的缩略语409

附录B 电力系统设计和设备选型的常用标准表417

B.1 国际电工技术协会（欧洲）417

B.2 石油协会（英国）423

B.3 国际标准化组织（全世界范围）423

B.4 英国标准协会（英国）424

B.5 美国石油协会（美国）426

B.6 国际电气研究咨询委员会（法国）426

B.10 电子电气工程师协会（美国）427

B.11 其他一些参考资料（英国）427

B.8 电气咨询委员会（英国）427

B.9 德国电气研究与检验协会（德国）427

B.7 工程设备与材料用户协会（英国）427

附录C 电力系统中保护设备、控制和指示设备的编号系统428

C.1 电力系统中电路保护性继电器、控制和报警装置的使用428

C.2 电力系统设备编号及功能430

附录D 燃气轮机驱动发电机的欠频和过热保护432

参考文献435

附录E　项目产生文件类型列表436

E.1 承包商文件436

E.2 制造商文件439

附录F　燃气轮机性能的计算示例440

F.1 要求及给定数据440

F.4 基本解441

F.3 详细要求441

F.2 基本要求441

F.5 详细解442

附录G 计算含有感应电机电路压降的计算示例445

参考文献466

附录H 计算接地棒、接地栅系统的接地电流和电击电位差示例466

附录I 国际单位制换算476

I.1 基本SI单位476

I.2 非电导出单位476

I.3 电导出单位476

I.4 换算476

I.4.1　长度476

I.4.4　质量和密度477

I.4.5　速度和加速度477

I.4.2 面积477

I.4.3　体积477

I.4.6　力478

I.4.7 力矩478

I.4.8　功率478

I.4.9　能量和功478

I.4.10　压强478

I.4.13 电与磁479

I.4.14其他量479

I.4.12照度479

I.4.11 惯性惯量与动量479

I.5 国际标准化组织（ISO）条件481

I.6　标准温度与标准压力（STP）条件481

I.7　标准常数481

I.8 十进制单位常用前缀481

参考文献481

关键词英汉对照482