第1章負荷計算及功率因數補償/001
1.1概述001
1.2負荷計算003
1.2.1負荷計算的意義和目的003
1.2.2電力負荷曲線004
1.2.3用電設備容量的確定007
1.2.4求解計算負荷的方法008
1.2.5單相用電設備的負荷計算014
1.2.6尖峰電流計算 015
1.3功率因數的提高016
1.3.1提高功率因數的意義016
1.3.2提高功率因數的方法016
1.3.3電容器的選擇017
1.4計算示例018
1.4.1單相用電設備的負荷計算018
1.4.2某工廠全廠負荷計算019
1.4.3某礦井總降壓變電所的負荷計算023

第2章電氣主接線的設計及變壓器的選擇/030
2.1電氣主接線應滿足的要求030
2.1.1可靠性030
2.1.2靈活性031
2.1.3經濟性031
2.2電氣主接線形式032
2.2.1有彙流母線的接線032
2.2.2無彙流母線接線042
2.3發電廠和變電所的變壓器選擇046
2.3.1選擇變壓器的一般原則046
2.3.2變壓器容量和臺數的選擇047
2.3.3主變壓器型式的選擇049
2.4主接線中的設備配置052
2.4.1隔離開關的配置052
2.4.2接地刀閘或接地器的配置052
2.4.3互感器的配置052
2.4.4避雷器的配置053
2.4.5加裝限流電抗器054
2.5電力繫統中性點接地方式056
2.5.1中性點非有效接地057
2.5.2中性點有效接地058
2.6主接線的設計依據及程序058
2.6.1主接線設計的依據058
2.6.2主接線的設計程序059
2.7發電廠及變電所主接線設計實例063
2.7.1大型電廠的電氣主接線063
2.7.2中小型電廠的電氣主接線065
2.7.3發電廠互感器配置065

第3章廠用電及其接線/069
3.1概述069
3.1.1廠用電率069
3.1.2廠用負荷分類069
3.1.3廠用電接線的基本要求070
3.1.4廠用電的電壓等級確定071
3.2廠用電繫統中性點接地方式071
3.2.1確定中性點接地方式的原則及接地電容電流計算071
3.2.2高壓廠用電繫統的中性點接地方式073
3.2.3低壓廠用電繫統的中性點接地方式075
3.3廠用電接線的形式075
3.3.1廠用電源及其引接075
3.3.2廠用電接線的基本形式079
3.3.3廠用電接線實例080
3.4廠用變壓器的選擇085
3.4.1廠用負荷的計算085
3.4.2廠用變壓器容量的選擇086

第4章短路電流的計算/088
4.1概述088
4.1.1短路的類型088
4.1.2短路電流計算的項目088
4.1.3短路點的選定091
4.1.4短路時間的確定091
4.1.5短路電流計算的假定條件和計算步驟091
4.件參數的計算092
4.2網絡變換與化簡097
4.2.1常用網絡阻抗變換097
4.2.2網絡的化簡 098
4.3三相短路電流周期分量計算101
4.3.1無限大電源供給的短路電流101
4.3.2有限電源供給的短路電流102
4.4三相短路電流非周期分量計算102
4.4.1單支路的短路電流非周期分量102
4.4.2多支路的短路電流非周期分量103
4.4.3等效衰減時間常數Ta103
4.5衝擊電流和全電流的計算104
4.5.1衝擊電流的計算104
4.5.2全電流的計算105
4.6不對稱短路電流計算105
4.6.1對稱分量法105
4.6.2對稱分量電壓和電流的基本關繫107
4.6.3序阻抗的計算109
4.6.4合成阻抗113
4.6.5正序電流I（n）k1114
4.6.6合成電流114
4.7短路電流熱效應計算114
4.7.1基本計算公式114
4.7.2短路電流周期分量和非周期分量熱效應115
4.8短路電流計算實例115
4.8.1算例1115
4.8.2算例2118
4.8.3算例3122

第5章電氣設備的選擇/132
5.1導體和電氣設備選擇的一般規定132
5.1.1一般原則132
5.1.2技術條件132
5.1.3環境條件136
5.2高壓斷路器和隔離開關的選擇137
5.2.1高壓斷路器的選擇137
5.2.2隔離開關的選擇139
5.2.3高壓熔斷器的選擇139
5.2.4互感器的選擇140
5.2.5限流電抗器的選擇144
5.2.6中性點接地設備的選擇147
5.3硬導體的選擇153
5.3.1導體選型153
5.3.2導體截面選擇154
5.3.3電暈電壓校驗和熱穩定校驗155
5.3.4硬導體的動穩定校驗156
5.3.5硬導體共振校驗158
5.4電纜、絕緣子和套管的選擇158
5.4.1電力電纜選擇158
5.4.2支柱絕緣子和穿牆套管的選擇160

第6章配電裝置/162
6.1概述162
6.2配電裝置的小安全淨距163
6.3屋內配電裝置169
6.3.1屋內配電裝置概述169
6.3.2屋內配電裝置實例169
6.4屋外配電裝置172
6.4.1屋外配電裝置概述172
6.4.2屋外配電裝置實例173
6.4.3屋外配電裝置的選型176
6.5成套配電裝置177
6.5.1低壓配電屏（櫃）177
6.5.2高壓開關櫃178

第7章設計實例/180
7.1設計資料180
7.1.1工程概況180
7.1.2電氣設備選擇所用的氣像條件180
7.2電氣部分設計181
7.2.1確定發電機型號、參數181
7.2.2確定發電廠的電氣主接線及主變壓器181
7.2.3短路電流計算183
7.2.4電氣設備選擇188

第8章繼電保護設計/190
8.1概述190
8.1.1電力繫統繼電保護的作用及其基本原理190
8.1.2繼電保護裝置的組成以及對繼電保護的基本要求191
8.2繼電保護配置192
8.2.1繼電保護配置的基本要求193
8.2.2線路保護配置193
8.2.3變壓器保護配置194
8.2.4母線保護配置195
8.2.5發電機保護配置195
8.3繼電保護整定計算197
8.3.1繼電保護整定計算的目的、任務及步驟197
8.3.2整定繫數的分析與應用198
8.3.3保護的二次定值計算201
8.4輸電線路電流保護整定計算203
8.4.1整定計算應考慮的因素203
8.4.2階段式電流保護整定計算204
8.5相間距離保護的整定計算210
8.5.1距離保護的基本特性和特點210
8.5.2距離保護整定計算211
8.5.3發電機保護整定計算218
8.5.4變壓器保護整定計算225

附錄/237
附錄1三相線路導線和電纜單位長度每相阻抗值237
附錄2電力變壓器的主要技術數據238
附錄3發電機運算曲線數字表242
附錄4導體及電器技術數據246

參考文獻/256

畢業設計是學生重要的綜合性實踐教學環節，電氣工程及其自動化專業畢業設計是學生全面運用所學的基礎理論、電氣工程專業知識和基本技能，對實際問題進行設計研究的綜合訓練。在這個教學環節當中，要求學生選擇與電氣工程專業有關的特定課題，查閱和分析資料,熟悉工程設計有關技術規程,結合所學的知識，獨立完成設計內容。通過畢業設計，培養學生的實踐能力和創新能力，增強其工程觀念，為適應工作需要打下堅實的基礎。
發電廠及變電站電氣一次部分設計與繼電保護設計是電氣工程及其自動化專業本科畢業設計的典型設計內容。本書共分8章，主要內容包括發電廠及變電站負荷計算及功率因數補償、電氣主接線設計及變壓器的選擇、廠用電及其接線、短路電流計算、電氣設備選擇、高壓配電裝置和繼電保護的配置及整定計算。為便於學生更好地理解書中內容，本書配置了部分實例，同時還提供了部分變壓器、隔離開關、斷路器、電壓和電流互感器的型號及參數，方便學生選擇設備。
本書內容結合實例，深入淺出，結構清晰，方便讀者選擇學習閱讀。本書可作為電氣類相關專業畢業設計和課程設計指導用書，亦可作為廣大科研及工程技術人員參考書。
本書由黑龍江科技大學王越明任主編，郭明良、王朋任副主編。書中第1章由劉睿編寫，第4章、第5章、第8章由王越明編寫，第2章、第7章由郭明良編寫，第3章、第6章由王朋編寫。全書由楊慶江教授主審。
由於水平有限，書中難免有不足之處，懇請讀者指正。

編者