醉染图书输配电系统电力开关技术9787111620860

译者序原书前言章 电力系统中的开合操作11.1简介11.2本书的结构21.3电力系统分析51.4开合操作的目的71.4.1绝缘隔离与接地71.4.2母线转换71.4.3负载投切71.4.4分断故障电流81.5开关电弧91.6暂态恢复电压（TRV）121.6.1暂态恢复电压的描述121.6.2暂态恢复电压的负载侧和电源侧分量141.7开关设备171.8断路器的分类19参考文献第2章 电力系统中的故障242.1简介242.2非对称电流252.2.1基本概念252.2.2直流时间常数272..三相系统中的非对称电流29.短路电流对系统和元器件的影响312.4故障统据372.4.1短路的发生及特点372.4.2短路电流的幅值38参考文献40第3章 故障电流的开断与关合4.1简介4.2故障电流开断4.出线端故障433.3.1简介433.3.2三相电流的开断443.4变压器的故障503.4.1用于计算暂态恢复电压的变压器建模513.4.2外部电容533.5电抗器的故障533.6架空线故障563.6.1近区故障563.6.2长线故障713.7失步开合7..1简介7..2发电机和系统间的开合过程733.7.3两个系统间的开合过程753.8故障电流的关合753.8.1关合短路电流对断路器的影响753.8.2三相系统关合时的操作电压暂态77参考文献83第4章 负载开合854.1开合正常负载854.2开合容负载64.2.1简介864.2.2开合单相容负载74..开合三相容负载924.2.4延迟击穿现象934.2.5开合架空线1014.2.6关合电容器组1044.3开合感负载1104.3.1电流截流1104.3.2电流截流的影响1114.3.3感负载开合的工况112参考文献122第5章 开合过程暂态计算1255.1解析法计算1255.1.1简介1255.1.2 LR电路的关合1255.1.3 RLC电路的开断1295.2暂态过程的数值1335.2.1历史回顾1335.2.2电磁暂态分析程序1345..电磁暂态程序概述1375.3暂态计算时网络元器件的表示方法138参考文献140第6章 气体介质中的电流开断1416.1简介1416.2空气作为开断介质1436.2.1概述1436.2.2通过拉长电弧开断故障电流1446..灭弧栅片1476.2.4敞开空气中的电弧1496.2.5采用压缩空气开断电流1506.3油作为开断介质1516.3.1简介1516.3.2多油断路器中的电流开断1526.3.3少油断路器中的电流开断1546.4六氟化硫（SF6）作为开断介质1556.4.1简介1556.4.2物理特1566.4.3 SF6的分解产物1596.4.4 SF6对环境的影响1626.4.5 SF6替代1676.5 SF6-N2混合气体168参考文献169第7章 气体断路器1727.1油断路器1727.2空气断路器1747.3 SF6断路器1767.3.1简介1767.3.2双压式SF6断路器1787.3.3压气式SF6断路器1797.3.4自能式SF6断路器1837.3.5双动原理1877.3.6倍速原理1887.3.7旋弧式SF6断路器189参考文献189第8章 真空中的电流开断1908.1简介1908.2作为开断环境的真空1918.3真空电弧1948.3.1简介1948.3.2阴极鞘层和阳极鞘层1958.3.3扩散型真空电弧1968.3.4集聚型真空电弧1998.3.5磁场控制的真空电弧200参考文献205第9章 真空断路器2069.1真空灭弧室的基本特2069.2真空开关的触头材料2099.2.1纯金属2099.2.2合金2109.3真空开关的可靠2119.4电寿命2119.5机械寿命2129.6开断能力2139.7绝缘耐受能力2139.8电流传导2149.9真空度2149.10高电压等级真空开关2159.10.1简介2159.10.2高电压等级真空断路器的发展2169.10.3高电压等级真空断路器的实际应用2179.10.4 X线辐2189.10.5高压真空断路器与高压SF6断路器的比较218参考文献2190章特殊开合工况22210.1发电机电流分断22210.1.1简介22210.1.2发电机断路器22510.2输电系统中的电流延迟过零22710.3隔离开关开合22810.3.1简介22810.3.2空载电流开合22910.3.3母线转换用开合10.4接地10.4.1接地开关10.4.2高速接地开关10.5与串联电容器组有关的开合24110.5.1串联电容器组的保护24110.5.2旁路开关24210.6开合操作导致的铁磁谐振24410.7并联电容器组附近的故障电流开断24510.8特高压系统中的开合24710.8.1绝缘水平24810.8.2特高压系统中与开合相关的特2410.9高压交流电缆系统的特25010.9.1背景25010.9.2当前现状25010.10直流系统中的开合25310.10.1简介25310.10.2低压与中压直流开断25310.10.3高压直流开断25510.11分布式发电系统中的开合暂态过程25710.11.1总体考虑25710.11.2失步情况25810.12非机械式装置的开合25910.12.1故障电流25910.12.2熔断器25910.1. Is限流器261参考文献2621章 操作过电压及其措施26711.1过电压26711.2操作过电压26911.3操作过电压的27011.3.1措施27011.3.2采用合闸电阻27011.3.3采用避雷器27211.3.4采用快速投入并联电抗器27611.4采用选相开合操作过电压27611.4.1选相开合的原理27611.4.2选相分闸27711.4.3选相合闸27811.4.4极间错相位关合技术27911.4.5选相开合技术的应用27911.4.6各种操作过电压措施的比较28811.4.7金属氧化物避雷器对断路器瞬态恢复电压的影响29011.4.8对断路器的功能要求29211.4.9可靠方面29411.5实际应用中的操作过电压数据29511.5.1架空线29511.5.2并联电容器组和并联电抗器296参考文献2982章 开关设备可靠研究30012.1靠前大电网会议（CIGRE）关于开关设备可靠的研究30012.1.1可靠30012.1.2优选范围的调查30112.1.3设备样本与故障统计30212.2电寿命与机械寿命30712.2.1燃弧引起的劣化30712.2.2电寿命验方法30812..机械寿命3101. CIGRE关于断路器寿命管理方面的研究3101..1维护3111..2监测与诊断3111..对于负载频繁投切断路器的寿命管理31312.4变电站和系统可靠研究313参考文献3143章标准、规范与试运行31613.1故障电流开断试验标准31613.1.1 IEC关于瞬态恢复电压描述的背景和历史31713.1.2 IEC对瞬态恢复电压的描述31913.1.3 IEC规定的试验方式32013.1.4 IEC 规定的瞬态恢复电压参数的选择和应用31.2容电流开合试验的IEC标准32613.3感负载开合试验的IEC标准32813.3.1并联电抗器的开合32813.3.2中压电动机的开合33113.4规范和试运行33113.4.1通用规范33113.4.2断路器规范33213.4.3要求标书提供的信息33313.4.4应随标书提供的信息33313.4.5断路器的选择33313.4.6断路器的试运行333参考文献3344章试验33514.1简介33514.2大容量试验33614.2.1简介33614.2.2直接试验33914..合成试验342参考文献356附录缩略语表357

René Smeets有超过30年的从事10kV到1200kV开关设备开合工作的经验。在过去的19年中他在荷兰的DNV GL（即前KEMA）大容量试验室工作。他是IEEE会士。他还担任“电流零点俱乐部”，该俱乐部是一个由电流开断领域专家组成的非正式组织。他拥有博士，从2001年起担任艾因霍芬大学兼职教授，从2013年起担任西安交通大学客座教授。他曾任IEEE期刊的客座编辑，在开关和试验方面发表过大量文章。他曾在世界各地讲授开关方面的课程。 Lou van der Sluis从代尔夫特工业大学获得电气工程硕士。他于1977年加入KEMA大容量试验室成为一名试验，参与了数据采集系统的开发、试验回路的计算机以及试验数据的数字化分析。从1992年起他成为代尔夫特工业大学电力系统系的全职教授。他是IEEE不错会员。 Mirsad Kaaović于1993年和1997年在波黑共和国萨拉热窝大学分别获得硕士和博士。1982年他担任萨拉热窝的动力电力研究所高压断路器设计部负责人。1997年起他担任萨拉热窝大学电气工程学院兼职教授。现在他是该校全职教授，并兼任埃内古博斯公司研发经理。他是IEEE会员。 David F.Peel于965年以优异于都柏林大学电气工程专业。随后在瑞典卢德维卡市ASEA公司的高压实验室工作。1973年他加入加拿大温哥华市卑诗水电局，成长为一名开关专家，并于2001年退休。随后作为一名独立顾问开始了新的职业生涯，并开始攻读博士。他于2004年获得博士，研究内容为高压空气隔离开关的开合现象。 Anton Janssen在电力传输与电/气配送工业领域从事管理工作已有35年，包括在KEMA大容量实验室的管理岗位。他尤其感兴趣的领域包括电力暂态、保护与系统稳定、资产与寿命管理、优化各种能源的组合、电力公司与的合作、优化网络和变电站拓扑、协调各种不稳定的可持续能源，以及指导博士生等。

对于中压和高压断路器、负荷开关或熔断器的设计和测试，以及高压试验室经理而言，他们将发现《输配电系统电力开关技术》是一本很好有用且便于参考的图书。 ——IEEE电气工程杂志

原书前言 当时间进入到1纪，电气工程领域开始了一场。在一个相当短的时期内，发明了变压器，设计了发电机和电动机，出现了从直流输电到交流输电的跨越。在20世纪前叶，输电电压不断增长，输电损耗也随之降低。为了提高运行效率，电力系统开始互连，备用电源或旋转电源得以共享，从而成本支出得以降低。 电力开关的主要任务是将电力系统的故障部分隔离，使正常的部分继续工作。当今的电力系统是人类所设计、建造并运行的复杂的系统之一。尽管电力开关技术复杂而且需要具备高稳健，但是它可使用户以相当简单而且可靠的方式接通或断开负载。电力开关技术还可以保护系统免受故障的影响。然而，其代价是导致系统每个状态的变化都会产生暂态，它不仅影响系统的运行状况，而且会影响到系统中的每一个元器件。 在早期的电力系统中，自从开始使用电力开关技术，其标准化就开始了，包括其参数等级、测试技术和高压断路器制造方面等。在美国，这方面的工作率先由一些工程学会和制造商学会展开，如成立于1884年的美国电气学会（AIEE），1963年它与美国无线电学会（IRE）合并成为美国气电学会(IEEE)。 在欧洲，靠前电工委员会(IEC)成立于1906年，靠前大电网会议(CIGRE)成立于1921年。1927年靠前大电网会议决定将研究委员会作为其组织框架，由研究委员会负责工作组和专责组的运作。工作组和专责组的职责是收集现场数据和进行系统调查，其研究报告为制定和修改IEC标准提供依据。 在过去的若干年间，在输配电系统电力开关技术方面出过很多书和出版物。这方面大量的知识来自于CIGRE和IEEE工作组的工作，包括相关标准、技术手册、研究报告和学术等。 对于想熟悉电力开关技术及其对系统影响的电力系统而言，相关的文献不仅不易获取，而且有时这些文献也难以理解。《输配电系统电力开关技术》将架起一座桥梁将电力系统的日常实践与相关文献连接起来。 《输配电系统电力开关技术》作者在CIGRE、IEC和IEEE的相关工作组拥有长期的工作经验，在电力开关设备的制造方面、电力开关对系统的影响方面和电力开关的大容量试验方面都很熟悉。相关章节总结了作者们在CIGRE技术手册、发表的学术及制定相关标准方面的贡献。 《输配电系统电力开关技术》参考了相关标准，并且像一条线一样用标准将本书穿了起来。这种做法一方面是因为相关标准对实际中所遇到的几乎各种开合操作问题都进行了指导，另一方面，这种做法还为引导读者正确理解标准及标准提出的背景提供帮。 如果没有断路器及开关介质方面的重要章节，《输配电系统电力开关技术》将是不完整的。这方面的内容主要取材于Mirsad Kaaović教授所著的《高压断路器——理论、设计与试验方法》一书，该书受KEMA实验室委托由萨拉热窝ETF-电气工程学院于2011年发行。 作者感谢Zdenek Matyas硕士，他花了很多时间使本书的文字、图表、公式等与IEC标准相一致，并使术语保持一致。 感谢Viktor Kertész教授检查了本书中所有的数学部分，还要感谢Romain Thomas硕士关于暂态的数值方面的贡献。 我们将《输配电系统电力开关技术》献给Geert Christaan Damstra教授(1930—2012)，无论他在开关制造厂Hazemeyer、KEMA实验室还是在埃因霍芬工业大学期间，他的一生对电力开关制造技术、测量技术及实验技术方面的发展做出了杰出的贡献。他的整个一生都活跃在高电压技术领域并做出了真正有价值的创新工作，直到生命的刻，他为许多人树立了楷模。 René Smeets 于荷兰阿纳姆市

《输配电系统电力开关技术》介绍了从中压到特高压电力系统中的开关技术。 本书系统地讨论了开关的电气特，详细介绍了负荷电流及故障电流如何被开断、故障电流所产生的影响，对比了各种开关设备尤其是断路器。作者还用开合试验中的测量结果解释了实际开合现象的各种情况。 书中的亮点还包括输配电领域*新的技术发展，如特高压系统、高电压等级真空开关、发电机断路器、分布式发电、直流开断、电缆系统特、隔离开关开合、特快速暂态现象以及断路器可靠研究等。 《输配电系统电力开关技术》主要特色： 1) 概括了输配电系统中的电流开合技术。 2) 介绍了前沿技术发展，如输电等级真空开关、SF6对环境的影响和替代以及断路器测试等方面。 3) 提供了应对不可接受的开合暂态现象的实用指导。᠋ )给出了优选认可的IEC标准在开关设备方面的大量细节，展示了断路器的当前应用案例。 5) 展示了大量的来自于满容量试验、知名的培训课程以及实际电网测量结果的图表。 6) 致力于为一线提供实际应用指导。 7) 面向电气、电网、电力系统应用、顾问、电力系统资产经理、和电力系统方向高年级生的阅读书籍。