电力工程设计手册 中国电力工程顾问集团有限公司 编著 著 专业科技 文轩网

序言
总前言
前言
章综述1
节概述1
一、设计在工程建设中的作用1
二、设计工作需遵循的主要原则1
三、设计基本程序1
四、设计人员职责2
第二节工程项目各阶段电气专业设计内容3
一、初步可行性研究阶段3
二、可行性研究阶段3
三、初步设计阶段4
四、施工图设计阶段4
第三节工程项目各阶段电气专业设计深度5
一、初步可行性研究阶段5
二、可行性研究阶段5
三、初步设计阶段6
四、施工图设计阶段8
第四节电气专业设计配合18
第二章电气主接线29
节电气主接线的设计原则29
一、电气主接线的设计依据29
二、电气主接线设计的基本要求30
三、电气主接线设计中短路电流的限制措施31
第二节高压配电装置的基本接线及适用范围32
一、单母线接线、单母线分段接线及出线不设断路器的单母线接线32
二、双母线接线及双母线分段接线33
三、变压器—线路单元接线35
四、桥形接线35
五、角形接线36
六、3/2断路器接线36
七、4/3断路器接线38
八、双断路器接线38
九、变压器—母线接线38
十、环形母线多分段接线39
第三节大中型电厂的电气主接线39
一、发电机—变压器单元接线39
二、发电机—变压器扩大单元接线40
三、发电机—变压器联合单元接线40
四、发电机—变压器—线路单元接线41
第四节小型电厂的电气主接线41
一、发电机的连接方式41
二、主变压器的连接方式41
三、发电机电压配电装置的接线42
第五节主变压器和发电机中性点接地方式42
一、电力系统中性点接地方式42
二、主变压器中性点接地方式43
三、发电机中性点接地方式43
第六节电气主接线中的设备配置44
一、隔离开关的配置44
二、接地开关及快速接地开关的配置45
三、电压互感器的配置45
四、电流互感器的配置45
五、避雷器的配置46
六、电抗器的配置48
七、阻波器和耦合电容器的配置48
八、断路器合闸电阻的配置48
九、发电机断路器的配置48
十、电气主接线的设备配置示例48
第三章厂用电接线52
节厂用负荷52
一、厂用电负荷按生产过程中的重要性分类52
二、厂用负荷的供电类别52
第二节厂用电电压等级63
一、厂用电电压的定义63
二、高压厂用电系统电压等级64
三、按发电机容量、电压决定
高压厂用电电压等级64
四、低压厂用电系统电压等级64
第三节中性点接地方式64
一、确定中性点接地方式的原则64
二、高压厂用电系统的中性点接地方式65
三、低压厂用电系统接地方式68
第四节厂用母线接线68
一、按机组容量决定高压厂用母线分段68
二、按机组容量决定低压厂用母线分段68
三、公用母线段的设置69
第五节厂用电源的引接70
一、高压厂用工作电源引接方式70
二、低压厂用工作电源引接方式70
三、厂用备用、启动/备用电源70
四、备用电源与厂用母线段连接方式74
第六节厂用负荷的供电方式75
一、厂用负荷的连接原则75
二、主厂房内厂用负荷的供电方式76
三、主厂房附近厂用负荷供电方式77
四、远离主厂房厂用负荷供电方式77
第七节交流事故保安电源接线78
一、交流事故保安电源接线的原则78
二、交流事故保安电源接线示例78
第八节低压检修网络83
一、低压检修供电网络83
二、检修电源及检修网络示例83
第九节发电厂厂用电接线示例87
一、发电厂高压厂用电接线示例87
二、发电厂低压厂用电接线示例93
三、脱硫段、输煤段接线示例103
第四章短路电流计算107
节短路电流计算综述107
一、短路电流计算总则107
二、短路电流计算的目的107
三、短路电流计算主要方法107
第二节实用短路电流计算107
一、计算条件107
二、电路元件参数的计算108
三、网络变换110
四、无限大电源供给的短路电流周期分量116
五、有限电源供给的短路电流周期分量116
六、有限电源供给短路电流修正119
七、短路电流非周期分量计算120
八、冲击电流的计算121
九、不对称短路电流计算122
十、短路电流热效应计算127
十一、大容量并联电容器短路电流计算127
十二、高压厂用电系统短路电流计算129
十三、380V厂用电系统短路电流计算131
第三节等效电压源法短路电流计算133
一、计算条件133
二、短路点等效电压源133
三、电气设备短路阻抗134
四、短路电流周期分量初始值计算138
五、短路电流非周期分量计算140
六、短路电流峰值计算140
七、对称开断电流141
八、稳态短路电流计算142
九、变压器低压侧短路高压侧单相断开142
十、异步电动机机端短路143
十一、短路电流热效应计算143
第四节实用短路电流计算算例144
一、原始数据144
二、网络变换147
三、三相短路电流计算151
四、不对称短路电流计算153
第五节等效电压源法短路电流计算算例157
一、电气接线图157
二、设备参数157
三、短路电流计算162
四、计算结果汇总169
第五章发电机及发电机断路器170
节汽轮发电机170
一、汽轮发电机构成及结构170
二、汽轮发电机主要技术性能173
三、发电机非正常运行工况176
第二节燃气轮发电机179
第三节发电机断路器选择180
一、发电机断路器的选择条件180
二、主要参数选择180
三、发电机断路器配置187
四、常用发电机断路器系列参数187
第六章主变压器的选择189
节主变压器容量和台数的确定189
一、发电厂主变压器的容量和台数的确定189
二、油浸式变压器的过负载能力190
三、主变压器的温升限值及冷却方式191
四、主变压器容量选择计算步骤及算例194
五、300～1000MW主变压器额定容量及其主要参数195
第二节主变压器型式的选择201
一、相数的选择201
二、绕组数量和连接方式的选择201
三、分裂绕组变压器和自耦变压器的选择205
四、变压器直流偏磁抑制措施210
第三节主变压器阻抗和电压调整方式的选择213
一、主变压器阻抗的选择213
二、主变压器电压调整方式的选择214
第四节变压器的运输215
一、铁路运输215
二、公路运输218
第七章高压电器选择219
节高压电器选择的一般规定219
一、一般原则219
二、技术条件219
三、环境条件221
四、环境保护226
第二节高压断路器226
一、基本分类226
二、额定参数选择226
三、型式选择227
四、关于断路器开断能力的几个问题228
五、关于降低断路器操作过电压的几个问题231
六、关于低温环境SF6断路器的使用问题232
七、机械荷载232
第三节高压隔离开关232
一、基本分类232
二、隔离开关的选择234
三、接地开关的选择239
四、敞开式组合电器241
第四节电流互感器241
一、基本分类241
二、额定参数选择241
三、型式选择242
四、关于电流互感器选择的几个问题242
五、机械荷载243
六、短路稳定校验243
七、新型互感器243
第五节电压互感器245
一、基本分类245
二、额定参数选择245
三、型式选择245
四、关于电压互感器选择的几个问题246
五、铁磁谐振和防谐措施247
六、机械荷载248
七、新型互感器248
第六节气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）248
一、基本分类248
二、额定参数选择249
三、设计和结构250
四、GIS各元件技术要求251
五、SF6气体绝缘母线（GIL）252
六、PASS（H-GIS）选择252
第七节电抗器252
一、分类与结构252
二、额定参数选择252
第八节高压绝缘子254
一、基本分类254
二、绝缘子和穿墙套管的选择254
三、绝缘子的型式选择255
四、动稳定校验255
五、悬式绝缘子片数选择256
第九节中性点接地设备256
一、消弧线圈256
二、电阻接地和接地变压器259
三、避雷器和保护间隙260
第十节高压负荷开关和熔断器261
一、高压负荷开关261
二、高压熔断器262
第八章厂用电气设备选择264
节厂用变压器及电抗器选择264
一、负荷计算264
二、容量选择265
三、电压调整266
四、电动机启动及自启动电压校验273
五、阻抗选择275
六、型式选择275
第二节电动机选择276
一、型式选择276
二、电压选择277
三、容量选择277
四、容量校验277
五、电动机加热器配置原则280
第三节厂用高压电气设备选择280
一、高压电器选择一般原则280
二、高压电器的选择及校验条件281
三、真空断路器选择282
四、真空接触器熔断器选择282
五、避雷器选择285
六、回路方案选择285
七、高压开关柜选择286
第四节厂用低压电气设备选择287
一、低压电器选择一般原则287
二、低压电器的选择及校验条件288
三、低压回路及电器组合方案选择296
四、低压电器保护配合300
五、低压开关柜选择302
第五节柴油发电机组选择303
一、柴油发电机组型式选择303
二、柴油发电机组运行工况304
三、柴油发电机组容量选择306
第六节电动机启动及调速设备选择316
一、电动机启动设备选择316
二、电动机调速设备319
三、变频器选择及谐波抑制323
第七节电焊、起重回路电器及导体选择329
一、电焊回路329
二、起重回路330
第九章导体设计及选择333
节导体载流量计算333
一、敞露式硬导体的载流量333
二、软导体载流量计算335
第二节硬导体335
一、导体选型335
二、导体截面的选择和校验337
三、管形母线导体设计的特殊问题350
四、导体接头的设计和伸缩节的选择357
五、敞露式大电流母线附近的热效应及改善措施359
第三节离相封闭母线、共箱母线、电缆母线和气体绝缘输电线路（GIL）360
一、离相封闭母线360
二、共箱母线368
三、电缆母线372
四、气体绝缘输电线路（GIL）375
第四节软导线377
一、一般要求377
二、导体截面的选择和校验377
三、分裂导线的选择379
第五节导线实用力学计算383
一、原始资料及计算条件383
二、导线、绝缘子串的机械特性及荷重计算384
三、计算方法及步骤385
四、计算实例387
五、架构土建资料396
第十章高压配电装置399
节设计原则与要求399
一、总原则399
二、基本分类399
三、设计要求400
四、布置及安装设计的具体要求409
第二节屋外中型配电装置的尺寸校验412
一、架构宽度412
二、架构高度416
三、纵向尺寸418
第三节35kV配电装置420
一、35kV屋外配电装置420
二、35kV屋内配电装置420
三、型式选择420
第四节110kV配电装置425
一、110kV屋外配电装置425
二、110kV屋内配电装置442
三、110kV全封闭组合电器（GIS/HGIS）配电装置448
四、型式选择450
第五节220kV配电装置459
一、220kV屋外配电装置459
二、220kV屋内配电装置480
三、220kV全封闭组合电器（GIS/HGIS）配电装置480
四、型式选择480
第六节330kV配电装置489
一、超高压配电装置的特点及要求489
二、330kV屋外配电装置489
三、330kV全封闭组合电器（GIS/HGIS）配电装置498
第七节500kV配电装置512
一、500kV屋外配电装置512
二、500kV全封闭组合电器（GIS/HGIS）配电装置519
第八节750kV配电装置528
一、750kV屋外配电装置528
二、750kV全封闭组合电器（GIS/HGIS）配电装置528
第九节1000kV配电装置534
一、1000kVGIS配电装置534
二、1000kVHGIS配电装置534
第十节特殊地区配电装置534
一、污秽地区配电装置534
二、高烈度地震区配电装置541
三、高海拔地区配电装置547
第十一节配电装置设计的配合资料547
一、屋内配电装置土建资料547
二、屋外配电装置土建资料548
三、对建筑物及构筑物的要求548
四、屋内配电装置等建筑物的计算荷载548
五、油浸变压器土建资料549
六、断路器的操作荷载549
七、软导线和组合导线短路摇摆计算550
第十一章厂用电设备布置552
节厂用电设备布置原则552
第二节厂用配电装置的布置552
一、厂用配电装置的布置位置552
二、厂用配电装置的一般要求554
三、厂用配电装置的布置尺寸556
四、厂用配电装置对建筑的要求557
五、厂用配电装置室通风的要求558
六、厂用配电装置室防火的要求558
七、厂用配电装置的布置示例558
第三节厂用变压器的布置564
一、一般要求564
二、低压厂用变压器的布置564
三、高压厂用变压器的布置568
第四节交流事故保安电源的布置569
一、概述569
二、一般要求569
三、柴油发电机室的布置570
第五节其他厂用电设备布置571
一、车间配电箱和就地操作的动力控制箱、启动设备的布置571
二、检修、电焊电源的布置572
三、电除尘器配电装置的布置572
第六节厂用电设备布置设计土建资料573
一、高、低压开关柜及厂用配电室土建资料573
二、车间配电箱土建资料574
三、厂用变压器室土建资料574
四、启动控制设备的土建资料576
五、桥式起重机电源滑线的土建资料577
六、柴油机发电机室土建资料577
第十二章发电机引出线及高压厂用电源引线布置578
节设计原则及要求578
一、设计范围578
二、设计原则578
三、设计要求578
第二节直接与发电机电压配电装置母线连接的发电机引出线装置布置579
一、6MW发电机引出线装置579
二、12MW发电机引出线装置579
三、25MW发电机引出线装置579
四、50～60MW发电机引出线装置587
五、其他形式发电机引出线装置布置587
第三节125MW及以下小容量发电机与变压器组成单元接线的发电机引出线装置布置594
一、12MW发电机出线小室594
二、25MW发电机出线小室595
三、50MW发电机出线小室595
四、100～125MW发电机出线小室595
五、其他布置形式595
第四节125MW以上中大容量发电机与变压器组成单元接线的发电机引出线装置布置622
一、135MW发电机引出线装置624
二、200MW发电机引出线装置625
三、250MW发电机引出线装置625
四、300～350MW发电机引出线装置625
五、600～660MW发电机引出线装置626
六、1000MW发电机引出线装置669
第五节高压厂用电源引线布置669
一、设计范围669
二、设计原则669
三、设计要求669
四、高压厂用电源引线布置698
第十三章电气建（构）筑物713
节电气建（构）筑物总平面布置713
一、电气建（构）筑物总平面布置的基本原则713
二、电气建（构）筑物的间距715
第二节电气建（构）筑物的竖向布置及道路718
一、竖向布置718
二、道路718
第三节发电厂电气建（构）筑物的总布置719
一、发电厂主要电气建（构）筑物的布置方式719
二、发电厂电气建（构）筑物总布置的特点724
三、发电厂电气建（构）筑物总布置的各种形式724
第十四章过电压保护及绝缘配合733
节综述733
一、电力系统过电压733
二、电力系统绝缘配合734
三、系统中性点接地方式和电气装置绝缘上作用的电压734
第二节内部过电压保护736
一、工频过电压736
二、谐振过电压742
三、操作过电压745
四、GIS中快速暂态过电压750
第三节雷电过电压保护752
一、雷电产生的机理752
二、雷电过电压755
三、直击雷的保护范围和保护措施758
四、避雷针、避雷线保护范围计算761
五、高压架空输电线路的雷电过电压保护769
六、发电厂的雷电过电压保护771
七、避雷器777
第四节绝缘配合781
一、绝缘配合原则781
二、绝缘配合方法782
三、绝缘配合的作用电压波形782
四、耐受电压试验783
五、绝缘配合程序784
六、电气设备的绝缘配合789
七、配电装置电气设备的绝缘配合791
八、绝缘子串及空气间隙的绝缘配合794
九、电气设备绝缘配合程序算例795
十、保证规定的冲击耐受电压的空气间隙797
第五节实用公式798
一、发电机、变压器、架空线和电缆的电感、电容计算798
二、各种波通道的波阻抗799
三、感应过电压计算799
四、变压器中性点过电压和绝缘水平800
五、发电机、变压器及其他电气设备的入口电容801
第十五章接地装置803
节一般规定和要求803
一、一般规定803
二、保护接地的范围803
三、接地电阻值804
第二节接地电阻计算及测量806
一、土壤和水的电阻率806
二、等值土壤电阻率的测量和选取807
三、自然接地极接地电阻的估算808
四、人工接地极工频接地电阻的计算810
五、接地极冲击接地电阻812
六、发电厂接地网接地电阻的测量方法813
第三节接触电压和跨步电压814
一、接触电压和跨步电压及其允许值814
二、接触电压和跨步电压的计算815
三、提高接触电压和跨步电压允许值的措施820
第四节高土壤电阻率地区的接地装置820
一、接地要求及降低土壤电阻率的措施820
二、水下接地网接地电阻的估算823
三、人工改善土壤电阻率的接地电阻823
四、工频反击过电压及其保护措施824
第五节接地装置的布置826
一、接地网的布置826
二、雷电保护接地829
三、防静电接地830
四、发电厂二次系统的接地831
第六节接地装置选择833
一、接地装置的材质及防腐蚀设计833
二、接地装置的规格选择834
第七节阴极保护835
一、阴极保护的原则835
二、阴极保护的设计836
三、阴极保护的计算方法838
第十六章电缆选择与敷设840
节电缆选择840
一、电缆分类及型号标记840
二、电缆型号选择840
三、电力电缆截面选择843
第二节电缆敷设855
一、敷设电缆的一般要求855
二、电缆构筑物型式及特点857
三、电缆敷设方式选择858
四、电缆清册及编号859
第三节电缆构筑物的布置及要求860
一、电缆隧道860
二、电缆沟861
三、架空桥架862
四、电缆排管863
五、电缆保护管866
六、电缆竖井868
七、电缆夹层868
八、直埋869
第四节电缆防火及阻燃871
一、起火原因871
二、防火对策871
三、防火材料及设施872
第五节电缆支架及桥架875
一、对电缆支架及桥架的要求875
二、电缆支架及夹头875
三、电缆桥架及附件875
第六节电缆终端盒及接头盒878
一、电缆终端盒878
二、电缆接头盒879
第七节110kV及以上高压电缆的选择与敷设880
一、拟定使用条件，选择电缆型号880
二、高压电缆的载流量880
三、护层的接地方式及感应过电压883
四、高压电缆及其附件的布置与安装887
第八节伴热电缆889
一、概述889
二、伴热电缆的分类889
三、伴热电缆的选型890
四、管线热损失的简化基本公式890
五、设备热损失的简化基本公式890
六、伴热电缆设计施工中的注意事项890
第十七章照明设计892
节照明方式、种类及照明标准值892
一、照明方式892
二、照明种类892
三、照明标准值893
第二节照明光源、附件及其选择897
一、照明光源的种类897
二、光源的选择902
三、光源的主要附件902
第三节照明灯具的选择与布置903
一、灯具的选择及布置原则903
二、汽机房照明器的选择与布置905
三、锅炉本体照明器的选择与布置906
四、控制室照明器的选择与布置912
五、屋内配电装置照明器的选择与布置916
六、屋外配电装置照明器的选择与布置918
七、高耸构筑物照明器的选择与布置918
八、易燃、易爆建筑物照明器的选择与布置918
九、厂区道路照明器的选择与布置922
十、贮煤场照明器的选择与布置923
十一、生产办公楼及一般厂房照明器的选择与布置923
第四节照度计算923
一、照度计算方法923
二、利用系数法927
三、点光源逐点计算法927
四、单位容量估算法928
五、投光灯的选择和照度计算928
六、利用照明软件计算照度931
第五节照明网络供电和照明控制932
一、照明网络电压932
二、正常照明网络供电方式933
三、应急照明网络供电方式933
四、照明供电线路933
五、照明负荷计算934
六、照明控制940
第六节照明装置941
一、照明线路的敷设与控制方式941
二、照明线路的保护及保护电器的选择943
三、照明开关、插座的选用和安装943
四、照明配电箱的选择和布置943
五、照明装置的接地943
第七节发电厂照明装置技术表和照明功率密度值944
附录948
附录A钢构发热计算948
附录B电工产品使用环境条件960
附录C金属氧化锌避雷器主要技术参数963
附录D380V系统短路电流计算曲线967
附录E35kV及以下电缆载流量表1000
附录F软导线的技术性能和荷重资料1004
附录G工厂照明灯具的光学特性及参数1013
主要量的符号及其计量单位1020
参考文献1022