本書按教育部ZY工程師教育培養計劃的要求，以技術原理為基礎，以供配電工程體繫為構架，遵循*新工程標準和規範，進行內容的組織和編寫，繫統地介紹用戶供配電繫統基本構成及特性、分析計算及工程設計方法。

全書共9章，D1章介紹電力繫統的背景知識及其與供配電繫統的關繫，D2章介紹供配電繫統的結構，D3章介紹負荷的特性和規律以及負荷的估計方法，D4章介紹供配電繫統的短路電流及其計算方法，D5章介紹供配電繫統的繼電保護原理及設置方法，D6章介紹供配電繫統的主要電氣設備及線纜的參數確定方法，D7章介紹低壓配電繫統的接地形式及故障保護技術，D8章介紹建築物防雷及供配電繫統過電壓保護技術，D9章介紹供配電繫統電能質量的基本概念及治理措施。附錄收錄了常用的工程數據，可供學生了解實例、完成作業，也可部分滿足供配電繫統課程設計與畢業設計的需要。

本書重視基礎理論與工程技術方法之間的關聯，圍繞解決問題的過程強化對學生的工程訓練和工程意識的培養，可作為電氣工程及其自動化、自動化、建築電氣與智能化等專業本科學生的專業課教材，也可作為相關工程技術人員的參考書，還可供注冊電氣工程師供配電專業考試復習與培訓使用。

序

前言

D1章緒論1

1.1電力繫統1

1.1.1電力工業發展簡況1

1.1.2電力繫統構成2

1.1.3電力繫統特性3

1.1.4現代電力繫統新特點4

1.2電力繫統及設備電壓5

1.2.1電力繫統電壓與傳輸能力5

1.2.2電力繫統標準電壓6

1.2.3設備額定電壓確定6

1.3供配電繫統8

1.3.1城市電網的結構與特點8

1.3.2供配電繫統組成10

1.3.3用戶對供配電繫統的要求10

1.3.4負荷類別及等級劃分12

1.3.5不同重要等級負荷對電源的

要求14

1.4本書的主要內容16

思考與練習題17

D2章供配電繫統結構18

2.1供配電繫統結構的表述18

2.2變配電站電氣主接線及配電裝置19

2.2.1主接線的含義19

2.2.2一次繫統主要設備功能及工程

表述19

2.2.3基本主接線形式21

2.2.4變配電站典型主接線及成套變配電

裝置25

2.2.5變電站平面布置30

2.2.6變配電站位置確定32

2.3供配電網絡接線及線路結構33

2.3.1放射式配電34

2.3.2樹干式配電35

2.3.3環式配電35

2.3.4線路結構36

2.4供配電繫統可靠性分析40

2.4.1可靠性基本概念40

2.4.2不可修繫統可靠性分析42

2.4.3可修繫統可靠性分析43

2.4.4配電繫統可靠性分析舉例45

2.5供配電繫統導體配置形式及中性點

運行方式46

2.5.1術語46

2.5.2三相繫統47

2.5.3供配電繫統導體配置50

2.5.4供配電繫統中性點接地方式50

思考與練習題52

D3章負荷特性與負荷估計55

3.1配器件模型55

3.1.1配電繫統電源模型55

3.1.2配電變壓器電氣模型56

3.1.3配電線路電氣模型59

3.2配電繫統負荷模型61

3.2.1單一電力負荷的靜態模型62

3.2.2綜合電力負荷的靜態模型64

3.2.3典型用戶的靜態負荷特性64

3.3負荷波動的隨機特性66

3.3.1日負荷曲線66

3.3.2計算負荷的概念69

3.3.3同類負荷的隨機特性及量化71

3.3.4多類負荷的隨機特性及量化73

3.3.5年負荷曲線75

3.4供配電繫統損耗76

3.4.1功率損耗76

3.4.2電能損耗77

3.5無功功率補償78

3.5.1功率因數計算78

3.5.2並聯電容器補償79

3.6供配電繫統負荷估計82

3.6.1負荷估計基本流程82

3.6.2配電繫統單一負荷安裝容量83

3.6.3各供電設備承載的計算負荷

估計86

3.6.4負荷估計舉例89

思考與練習題93

D4章供配電繫統短路電流計算97

4.1供配電繫統短路故障概述97

4.1.1供配電繫統短路故障類型、

原因與危害97

4.1.2短路故障的特點99

4.2供配電繫統三相短路暫態過程99

4.2.1無限大容量繫統短路暫態過程

分析99

4.2.2有限容量繫統短路暫態過程

簡介102

4.3配電繫統三相短路全電流特征103

4.3.1三相短路全電流J值條件103

4.3.2三相短路電流特征值104

供配電技術目錄

4.3.3異步電動機對短路衝擊電流的

影響106

4.4三相短路穩態電流的標幺值計算

方法107

4.4.1標幺值法107

4.4.2配件阻抗的標幺值113

4.4.3用標幺值法計算短路電流與短路

容量115

4.4.4計算示例118

4.5不對稱短路的序分量分析法121

4.5.1對稱分量法121

4.5.2配電繫統兩相短路計算125

4.5.3配電繫統單相短路計算130

4.5.4配電變壓器二次側不對稱短路

穿越電流計算133

思考與練習題135

D5章供配電繫統繼電保護137

5.1繼電保護的基本概念137

5.1.1供配電繫統的故障與故障判別137

5.1.2保護的種類與要求139

5.2保護用繼電器及其保護特性140

5.2.1對繼電器的一般認識140

5.2.2電磁式繼電器及特性143

5.2.3具有反時限特性的組合式

繼電器145

5.2.4靜態繼電器簡介147

5.3電流保護裝置的接線方式與工作

原理147

5.3.1變配電所二次繫統簡介147

5.3.2電流保護互感器設置及其與

繼電器的接線方式149

5.3.3電流保護裝置的工作原理151

5.4單端電源配電線路相間短路故障

保護152

5.4.1無時限電流速斷保護152

5.4.2定（反）時限過電流保護154

5.4.3帶時限電流速斷保護157

5.4.4電流三段保護的綜合應用及計算

示例157

5.5單端電源線路異常運行狀態保護160

5.5.1過負荷保護160

5.5.2小接地繫統單相接地保護161

5.6配電線路自動重合閘技術165

5.6.1自動重合閘的作用與基本要求166

5.6.2自動重合閘與保護的配合166

5.7配電變壓器保護168

5.7.1相間短路的電流三段保護168

5.7.2低壓側單相短路的零序電流

保護170

5.7.3相間短路的電流差動保護171

5.7.4過負荷保護172

5.7.5氣體保護與溫度保護172

5.8微機保護172

5.8.1微機保護基本概念172

5.8.2微機保護硬件構成173

5.8.3微機保護軟件實現174

思考與練習題175

D6章供配電繫統設備與線纜參數

確定177

6.1短路電流的效應177

6.1.1短路電流通過平行導體產生的

電動力效應177

6.1.2短路電流的熱效應178

6.1.3開關電器的電弧產生與滅弧

原理181

6.2電氣設備與線纜選擇的一般原則184

6.2.1按正常工作條件選擇參數184

6.2.2按短路動、熱穩定校驗參數185

6.2.3按工作環境條件校驗參數187

6.3電力線纜參數確定189

6.3.1導體材料與線纜類型選擇189

6.3.2線纜的載流量191

6.3.3線纜截面積選擇193

6.3.4配電線路電壓損失計算195

6.3.5封閉母線（母線槽）的選擇198

6.4配電變壓器參數確定199

6.4.1配電變壓器類型的選擇199

6.4.2配電變壓器參數的選擇199

6.4.3配電變壓器聯結組別的選擇200

6.4.4配電變壓器調壓方式與電壓

分接頭的選擇201

6.5高壓斷路器及隔離開關參數確定201

6.5.1高壓斷路器201

6.5.2隔離開關206

6.6高壓熔斷器及負荷開關參數確定206

6.6.1高壓熔斷器206

6.6.2高壓負荷開關210

6.6.3負荷開關熔斷器電器組合211

6.7互感器參數確定212

6.7.1電流互感器212

6.7.2電壓互感器217

6.7.3互感器的二次負荷計算220

思考與練習題221

D7章低壓配電繫統222

7.1低壓配電繫統結構222

7.1.1低壓配電繫統網絡結構222

7.1.2低壓繫統接地形式224

7.1.3等電位聯結及其與低壓配電

繫統的關繫228

7.2常用低壓開關與過電流保護電器230

7.2.1低壓開關、隔離器及熔斷器組合

電器230

7.2.2低壓熔斷器231

7.2.3低壓斷路器232

7.3低壓配電線路過電流保護237

7.3.1過電流及保護原則237

7.3.2低壓配電線路的短路保護238

7.3.3低壓配電線路的過負荷保護241

7.4電流的人體效應與電擊防護242

7.4.1人體通過電流時產生的生理

反應242

7.4.2人體阻抗243

7.4.3工程標準及典型量值244

7.4.4電擊形式及對應的防護形式245

7.5剩餘電流保護246

7.5.1概念及其與電擊防護的關繫246

7.5.2剩餘電流保護裝置247

7.5.3剩餘電流保護設置249

7.6低壓繫統自動切斷電源的電擊防護

工程設計計算251

7.6.1自動切斷電源的故障防護對切斷

時間的要求251

7.6.2TN繫統自動切斷電源故障防護

有效性判斷252

7.6.3TT繫統自動切斷電源故障防護

有效性判斷253

7.6.4IT繫統自動切斷電源故障防護

有效性判斷254

思考與練習題257

D8章建築物防雷及供配電繫統

過電壓防護260

8.1雷電及建築物防雷類別260

8.1.1雷電的形成與危害260

8.1.2對地雷閃的雷擊形式與組合

形式262

8.1.3雷電參數262

8.1.4雷電防護等級與建築物防雷

類別265

8.1.5雷電能量在導體上的傳輸268

8.2綜合防雷體繫及建築物防雷繫統269

8.2.1建築物綜合防雷體繫269

8.2.2建築物外部防雷繫統270

8.2.3接閃器的保護範圍272

8.2.4建築物內部防雷繫統275

8.3建築物上的雷擊電磁脈衝防護措施278

8.3.1傳統建築物防雷與雷擊電磁

脈衝防護的關繫278

8.3.2雷擊電磁脈衝防護的防雷區及

劃分279

8.3.3實施在建築物上的雷擊電磁脈衝

防護措施280

8.4變配電所雷電過電壓防護284

8.4.1過電壓與設備耐壓284

8.4.2避雷器的工作原理、類別與特性

參數287

8.4.3變配電所外部過電壓保護291

8.5電湧與電湧保護器295

8.5.1電湧295

8.5.2電湧保護器296

8.6低壓繫統電湧保護配置302

8.6.1電湧保護對像分級302

8.6.2電湧保護的目的及在綜合防雷

體繫中的地位302

8.6.3電湧保護對像的耐受水平303

8.6.4電湧保護的布局303

8.6.5電壓保護模式304

8.7電湧保護器選擇306

8.7.1主要參數選擇306

8.7.2類型選擇311

8.7.3電湧保護的配合及其與電湧

保護器參數選擇的關繫311

思考與練習題311

D9章供配電繫統電能質量314

9.1電能質量的基本概念314

9.1.1電能質量問題314

9.1.2電能質量問題類別與現像315

9.2電壓暫降319

9.2.1電壓短時變動限值319

9.2.2電壓暫降與短時中斷指標320

9.2.3電壓暫升/暫降抑制321

9.3電壓偏差325

9.3.1電壓偏差限值325

9.3.2電壓偏差調整——變壓器分接頭

調節325

9.3.3電壓偏差調整——無功補償328

9.4電壓波動335

9.4.1電壓波動限值335

9.4.2電壓波動抑制336

9.5三相電壓不平衡337

9.5.1三相電壓不平衡限值337

9.5.2三相電壓不平衡抑制338

9.6諧波338

9.6.1諧波限值338

9.6.2配電繫統的諧波基本特征341

9.6.3諧波抑制342

9.7分布式能源接入對電能質量的影響347

9.7.1風電接入對電能質量的影響347

9.7.2光伏接入對電能質量的影響348

9.7.3電能質量改善措施348

思考與練習題348

附錄350

參考文獻371