輸配電系統(tǒng)電力開(kāi)關(guān)技術(shù)

譯者序
原書(shū)前言

第1章 電力系統(tǒng)中的開(kāi)合操作1
1.1簡(jiǎn)介1
1.2本書(shū)的結(jié)構(gòu)2
1.3電力系統(tǒng)分析5
1.4開(kāi)合操作的目的7
1.4.1絕緣隔離與接地7
1.4.2母線轉(zhuǎn)換7
1.4.3負(fù)載投切7
1.4.4分?jǐn)喙收想娏?
1.5開(kāi)關(guān)電弧9
1.6暫態(tài)恢復(fù)電壓（TRV）12
1.6.1暫態(tài)恢復(fù)電壓的描述12
1.6.2暫態(tài)恢復(fù)電壓的負(fù)載側(cè)和電源側(cè)分量14
1.7開(kāi)關(guān)設(shè)備17
1.8斷路器的分類(lèi)19
參考文獻(xiàn)23

第2章 電力系統(tǒng)中的故障24
2.1簡(jiǎn)介24
2.2非對(duì)稱(chēng)電流25
2.2.1基本概念25
2.2.2直流時(shí)間常數(shù)27
2.2.3三相系統(tǒng)中的非對(duì)稱(chēng)電流29
2.3短路電流對(duì)系統(tǒng)和元器件的影響31
2.4故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)37
2.4.1短路的發(fā)生及特點(diǎn)37
2.4.2短路電流的幅值38
參考文獻(xiàn)40

第3章 故障電流的開(kāi)斷與關(guān)合42
3.1簡(jiǎn)介42
3.2故障電流開(kāi)斷42
3.3出線端故障43
3.3.1簡(jiǎn)介43
3.3.2三相電流的開(kāi)斷44
3.4變壓器限制的故障50
3.4.1用于計(jì)算暫態(tài)恢復(fù)電壓的變壓器建模51
3.4.2外部電容53
3.5電抗器限制的故障53
3.6架空線故障56
3.6.1近區(qū)故障56
3.6.2長(zhǎng)線故障71
3.7失步開(kāi)合72
3.7.1簡(jiǎn)介72
3.7.2發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)間的開(kāi)合過(guò)程73
3.7.3兩個(gè)系統(tǒng)間的開(kāi)合過(guò)程75
3.8故障電流的關(guān)合75
3.8.1關(guān)合短路電流對(duì)斷路器的影響75
3.8.2三相系統(tǒng)關(guān)合時(shí)的操作電壓暫態(tài)77
參考文獻(xiàn)83

第4章 負(fù)載開(kāi)合85
4.1開(kāi)合正常負(fù)載85
4.2開(kāi)合容性負(fù)載86
4.2.1簡(jiǎn)介86
4.2.2開(kāi)合單相容性負(fù)載87
4.2.3開(kāi)合三相容性負(fù)載92
4.2.4延遲擊穿現(xiàn)象93
4.2.5開(kāi)合架空線101
4.2.6關(guān)合電容器組104
4.3開(kāi)合感性負(fù)載110
4.3.1電流截流110
4.3.2電流截流的影響111
4.3.3感性負(fù)載開(kāi)合的工況112
參考文獻(xiàn)122

第5章 開(kāi)合過(guò)程暫態(tài)計(jì)算125
5.1解析法計(jì)算125
5.1.1簡(jiǎn)介125
5.1.2 LR電路的關(guān)合125
5.1.3 RLC電路的開(kāi)斷129
5.2暫態(tài)過(guò)程的數(shù)值仿真133
5.2.1歷史回顧133
5.2.2電磁暫態(tài)分析程序134
5.2.3電磁暫態(tài)仿真程序概述137
5.3暫態(tài)計(jì)算時(shí)網(wǎng)絡(luò)元器件的表示方法138
參考文獻(xiàn)140

第6章 氣體介質(zhì)中的電流開(kāi)斷141
6.1簡(jiǎn)介141
6.2空氣作為開(kāi)斷介質(zhì)143
6.2.1概述143
6.2.2通過(guò)拉長(zhǎng)電弧開(kāi)斷故障電流144
6.2.3滅弧柵片147
6.2.4敞開(kāi)空氣中的電弧149
6.2.5采用壓縮空氣開(kāi)斷電流150
6.3油作為開(kāi)斷介質(zhì)151
6.3.1簡(jiǎn)介151
6.3.2多油斷路器中的電流開(kāi)斷152
6.3.3少油斷路器中的電流開(kāi)斷154
6.4六氟化硫（SF6）作為開(kāi)斷介質(zhì)155
6.4.1簡(jiǎn)介155
6.4.2物理特性156
6.4.3 SF6的分解產(chǎn)物159
6.4.4 SF6對(duì)環(huán)境的影響162
6.4.5 SF6替代167
6.5 SF6-N2混合氣體168
參考文獻(xiàn)169

第7章 氣體斷路器172
7.1油斷路器172
7.2空氣斷路器174
7.3 SF6斷路器176
7.3.1簡(jiǎn)介176
7.3.2雙壓式SF6斷路器178
7.3.3壓氣式SF6斷路器179
7.3.4自能式SF6斷路器183
7.3.5雙動(dòng)原理187
7.3.6倍速原理188
7.3.7旋弧式SF6斷路器189
參考文獻(xiàn)189

第8章 真空中的電流開(kāi)斷190
8.1簡(jiǎn)介190
8.2作為開(kāi)斷環(huán)境的真空191
8.3真空電弧194
8.3.1簡(jiǎn)介194
8.3.2陰極鞘層和陽(yáng)極鞘層195
8.3.3擴(kuò)散型真空電弧196
8.3.4集聚型真空電弧199
8.3.5磁場(chǎng)控制的真空電弧200
參考文獻(xiàn)205

第9章 真空斷路器206
9.1真空滅弧室的基本特性206
9.2真空開(kāi)關(guān)的觸頭材料209
9.2.1純金屬209
9.2.2合金210
9.3真空開(kāi)關(guān)的可靠性211
9.4電壽命211
9.5機(jī)械壽命212
9.6開(kāi)斷能力213
9.7絕緣耐受能力213
9.8電流傳導(dǎo)214
9.9真空度214
9.10高電壓等級(jí)真空開(kāi)關(guān)215
9.10.1簡(jiǎn)介215
9.10.2高電壓等級(jí)真空斷路器的發(fā)展216
9.10.3高電壓等級(jí)真空斷路器的實(shí)際應(yīng)用217
9.10.4 X射線輻射218
9.10.5高壓真空斷路器與高壓SF6斷路器的比較218
參考文獻(xiàn)219

第10章特殊開(kāi)合工況222
10.1發(fā)電機(jī)電流分?jǐn)?22
10.1.1簡(jiǎn)介222
10.1.2發(fā)電機(jī)斷路器225
10.2輸電系統(tǒng)中的電流延遲過(guò)零227
10.3隔離開(kāi)關(guān)開(kāi)合228
10.3.1簡(jiǎn)介228
10.3.2空載電流開(kāi)合229
10.3.3母線轉(zhuǎn)換用開(kāi)合237
10.4接地239
10.4.1接地開(kāi)關(guān)239
10.4.2高速接地開(kāi)關(guān)239
10.5與串聯(lián)電容器組有關(guān)的開(kāi)合241
10.5.1串聯(lián)電容器組的保護(hù)241
10.5.2旁路開(kāi)關(guān)242
10.6開(kāi)合操作導(dǎo)致的鐵磁諧振244
10.7并聯(lián)電容器組附近的故障電流開(kāi)斷245
10.8特高壓系統(tǒng)中的開(kāi)合247
10.8.1絕緣水平248
10.8.2特高壓系統(tǒng)中與開(kāi)合相關(guān)的特性248
10.9高壓交流電纜系統(tǒng)的特性250
10.9.1背景250
10.9.2當(dāng)前現(xiàn)狀250
10.10直流系統(tǒng)中的開(kāi)合253
10.10.1簡(jiǎn)介253
10.10.2低壓與中壓直流開(kāi)斷253
10.10.3高壓直流開(kāi)斷255
10.11分布式發(fā)電系統(tǒng)中的開(kāi)合暫態(tài)過(guò)程257
10.11.1總體考慮257
10.11.2失步情況258
10.12非機(jī)械式裝置的開(kāi)合259
10.12.1故障電流限制259
10.12.2熔斷器259
10.12.3 Is限流器261
參考文獻(xiàn)262

第11章 操作過(guò)電壓及其限制措施267
11.1過(guò)電壓267
11.2操作過(guò)電壓269
11.3操作過(guò)電壓的限制270
11.3.1限制措施270
11.3.2采用合閘電阻限制270
11.3.3采用避雷器限制272
11.3.4采用快速投入并聯(lián)電抗器限制276
11.4采用選相開(kāi)合限制操作過(guò)電壓276
11.4.1選相開(kāi)合的原理276
11.4.2選相分閘277
11.4.3選相合閘278
11.4.4極間錯(cuò)相位關(guān)合技術(shù)279
11.4.5選相開(kāi)合技術(shù)的應(yīng)用279
11.4.6各種操作過(guò)電壓限制措施的比較288
11.4.7金屬氧化物避雷器對(duì)斷路器瞬態(tài)恢復(fù)電壓的影響290
11.4.8對(duì)斷路器的功能要求292
11.4.9可靠性方面294
11.5實(shí)際應(yīng)用中的操作過(guò)電壓數(shù)據(jù)295
11.5.1架空線295
11.5.2并聯(lián)電容器組和并聯(lián)電抗器296
參考文獻(xiàn)298

第12章 開(kāi)關(guān)設(shè)備可靠性研究300
12.1國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議（CIGRE）關(guān)于開(kāi)關(guān)設(shè)備可靠性的研究300
12.1.1可靠性300
12.1.2全球范圍的調(diào)查301
12.1.3設(shè)備樣本與故障統(tǒng)計(jì)302
12.2電壽命與機(jī)械壽命307
12.2.1燃弧引起的劣化307
12.2.2電壽命驗(yàn)證方法308
12.2.3機(jī)械壽命310
12.3 CIGRE關(guān)于斷路器壽命管理方面的研究310
12.3.1維護(hù)311
12.3.2監(jiān)測(cè)與診斷311
12.3.3對(duì)于負(fù)載頻繁投切斷路器的壽命管理313
12.4變電站和系統(tǒng)可靠性研究313
參考文獻(xiàn)314

第13章標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范與試運(yùn)行316
13.1故障電流開(kāi)斷試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)316
13.1.1 IEC關(guān)于瞬態(tài)恢復(fù)電壓描述的背景和歷史317
13.1.2 IEC對(duì)瞬態(tài)恢復(fù)電壓的描述319
13.1.3 IEC規(guī)定的試驗(yàn)方式320
13.1.4 IEC 規(guī)定的瞬態(tài)恢復(fù)電壓參數(shù)的選擇和應(yīng)用323
13.2容性電流開(kāi)合試驗(yàn)的IEC標(biāo)準(zhǔn)326
13.3感性負(fù)載開(kāi)合試驗(yàn)的IEC標(biāo)準(zhǔn)328
13.3.1并聯(lián)電抗器的開(kāi)合328
13.3.2中壓電動(dòng)機(jī)的開(kāi)合331
13.4規(guī)范和試運(yùn)行331
13.4.1通用規(guī)范331
13.4.2斷路器規(guī)范332
13.4.3要求標(biāo)書(shū)提供的信息333
13.4.4應(yīng)隨標(biāo)書(shū)提供的信息333
13.4.5斷路器的選擇333
13.4.6斷路器的試運(yùn)行333
參考文獻(xiàn)334

第14章試驗(yàn)335
14.1簡(jiǎn)介335
14.2大容量試驗(yàn)336
14.2.1簡(jiǎn)介336
14.2.2直接試驗(yàn)339
14.2.3合成試驗(yàn)342
參考文獻(xiàn)356

附錄縮略語(yǔ)表357