普通高等教育“十一五”電氣信息類規劃教材：風電場電氣係統 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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內容簡介

　　《風電場電氣係統》主要講述風電場電氣部分的係統構成和主要設備，包括與風電場電氣相關的各主要內容。全書分為8章，主要內容為風電場電氣係統的基本構成、主接綫設計，風電場主要電氣一次設備的結構、原理、型式參數及電氣一次設備的選取，風電場電氣二次係統、風電場的防雷和接地，風電場中的電力電子技術應用等。書中提供瞭大量的實物照片和結構示意圖，使讀者對電氣設備有直觀的感性認識。《風電場電氣係統》既可作為高等院校的教材，也可為風力發電領域的相關從業人員的培訓及自學提供參考。

內頁插圖

目錄

序
前言
第1章 風電場和電氣部分的基本概念1
1.1 風力發電概述1
1.2 風電場的概念2
1.3 電氣和電氣部分3
1.3.1 電氣的基本概念3
1.3.2 電氣部分的一般組成4
1.4 電氣部分的圖示7
1.5 本書的主要內容8
習題9

第2章 風電場電氣部分的構成和主接綫方式10
2.1 風電場電氣部分的構成10
2.1.1 風電場與常規發電廠的區彆10
2.1.2 風電場電氣部分的構成11
2.2 電氣主接綫及設計要求12
2.2.1 電氣主接綫的基本概念12
2.2.2 電氣主接綫的設計原則14
2.3 常用的電氣主接綫形式15
2.3.1 電氣主接綫的分類15
2.3.2 電氣主接綫的常見形式16
2.4 風電場電氣主接綫設計20
2.4.1 風電機組的電氣接綫20
2.4.2 集電環節及其接綫21
2.4.3 升壓變電站的主接綫21
2.4.4 風電場廠用電22
2.4.5 風電場電氣主接綫舉例22
習題24

第3章 風電場主要一次設備25
3.1 風力發電機25
3.1.1 發電機的結構25
3.1.2 發電機的工作原理28
3.1.3 大型風力發電機的主流機型31
3.2 變壓器32
3.2.1 變壓器的工作原理32
3.2.2 變壓器的結構34
3.2.3 變壓器型號錶徵44
3.2.4 風電場中的變壓器45
3.3 開關設備46
3.3.1 電弧的基本知識46
3.3.2 斷路器50
3.3.3 隔離開關60
3.3.4 熔斷器60
3.3.5 各種開關設備的功能比較61
3.4 載流導體62
3.4.1 導體的材料62
3.4.2 導體的形狀63
3.4.3 導體的功能64
3.5 電抗器和電容器66
3.5.1 電抗器66
3.5.2 電容器67
3.6 互感器69
3.6.1 互感器簡介69
3.6.2 電流互感器（TA）69
3.6.3 電壓互感器（TV）77
習題82

第4章 風電場一次設備的選擇83
4.1 導體的發熱和電動力83
4.1.1 導體長期發熱和載流量83
4.1.2 導體的短時發熱84
4.1.3 導體短路時的電動力84
4.2 電氣設備選擇的依據85
4.2.1 電氣設備選擇的一般條件85
4.2.2 電氣設備選擇的技術條件86
4.2.3 電氣選擇的環境因素87
4.2.4 環境保護88
4.3 變壓器的選擇88
4.3.1 變壓器的容量和颱數88
4.3.2 變壓器的型式89
4.4 開關設備的選擇92
4.4.1 斷路器的選擇92
4.4.2 隔離開關的選擇93
4.4.3 熔斷器的選擇93
4.5 互感器的選擇95
4.5.1 電流互感器的選擇95
4.5.2 電壓互感器的選擇96
4.6 導體的選擇98
4.6.1 導體截麵積的選擇98
4.6.2 電暈電壓校驗99
4.6.3 熱穩定校驗99
4.6.4 硬導體的動穩定校驗100
4.6.5 硬導體的共振校驗103
4.6.6 封閉母綫的選擇103
習題103

第5章 風電場電氣二次係統104
5.1 繼電器104
5.1.1 繼電器的結構和原理104
5.1.2 繼電器的錶示符號106
5.1.3 常用的繼電器類型107
5.1.4 繼電保護的接綫圖110
5.2 二次部分的其他元件112
5.2.1 接觸器112
5.2.2 控製開關113
5.2.3 小母綫115
5.2.4 接綫端子、電纜和絕緣導綫115
5.2.5 成套保護裝置和測控裝置116
5.3 二次迴路117
5.3.1 保護迴路117
5.3.2 控製迴路117
5.3.3 測量迴路117
5.3.4 信號迴路118
5.3.5 操作電源係統119
5.4 相對編號法與安裝接綫圖119
5.5 風電場的二次部分121
5.5.1 風電機組的保護、控製、測量、信號121
5.5.2 箱式變電站中變壓器的保護、控製、測量、信號122
5.5.3 風電場控製室的控製、測量、信號122
5.5.4 遙測和遙信係統122
5.6 升壓變電站的二次部分123
5.6.1 升壓變電站的控製、測量、信號123
5.6.2 升壓變電站的繼電保護124
5.6.3 升壓變電站的操作電源係統127
5.6.4 升壓變電站的圖像監控127
5.7 變電站綜閤自動化技術127
5.7.1 引言127
5.7.2 變電站綜閤自動化的功能128
5.7.3 變電站綜閤自動化係統的特點131
5.7.4 變電站綜閤自動化係統的結構133
習題137

第6章 配電裝置138
6.1 配電裝置的圖示138
6.2 配電裝置的設計要求140
6.2.1 滿足安全淨距的要求140
6.2.2 施工、運行和檢修的要求143
6.2.3 噪聲的允許標準及限製措施144
6.2.4 靜電感應的場強水平和限製措施144
6.2.5 電暈無綫電乾擾和控製145
6.3 配電裝置的分類145
6.3.1 裝配式和成套式145
6.3.2 屋內配電裝置146
6.3.3 屋外配電裝置150
6.4 風電機組的位置排列156
6.5 升壓變電站的電工建築物的布置157
6.5.1 電工建築物的總平麵布置157
6.5.2 升壓變電站電工建築物的總布置158
習題159

第7章 風電場的防雷和接地160
7.1 雷電的産生機理、危害及防護160
7.1.1 雷電的産生機理160
7.1.2 雷電的危害163
7.1.3 雷電的一般防護163
7.2 接地的原理、意義及降低接地電阻的措施165
7.2.1 接地基本原理165
7.2.2 接地的意義169
7.2.3 接地的一般要求169
7.2.4 降低接地電阻的措施174
7.3 大型風力發電機的防雷保護176
7.3.1 風力發電機防雷保護的必要性176
7.3.2 葉片的防雷保護177
7.3.3 機艙的防雷保護178
7.3.4 塔架的防雷保護179
7.3.5 風力發電機的接地179
7.3.6 電氣係統的防雷保護180
7.3.7 關於風力發電機防雷保護的思考180
7.4 集電綫路的防雷與接地181
7.4.1 集電綫路的感應雷過電壓181
7.4.2 集電綫路的直擊雷過電壓和耐雷水平182
7.4.3 集電綫路的雷擊跳閘率187
7.4.4 集電綫路的防雷保護措施188
7.5 升壓變電站的防雷與接地189
7.5.1 升壓變電站的直擊雷保護189
7.5.2 升壓變電站的侵入波保護190
7.5.3 升壓變電站的進綫段保護192
7.5.4 升壓變電站的變壓器防雷保護193
習題195

第8章 風電場中的電力電子設備196
8.1 電力電子技術基礎196
8.1.1 電力電子技術簡介196
8.1.2 電力電子器件197
8.1.3 變流技術198
8.1.4 PWM控製201
8.2 風電機組並網換流器204
8.2.1 直驅式永磁同步機組的並網換流器204
8.2.2 交流勵磁雙饋式機組的並網換流器205
8.2.3 無刷雙饋式機組的並網換流器207
8.2.4 總結207
8.3 無功補償與電壓控製裝置208
8.3.1 風電場的無功和電壓控製需求208
8.3.2 靜止無功補償器(SVC)209
8.3.3 靜止同步補償器(STATCOM)211
習題212
附錄213
附錄A 矩形鋁導體長期運行載流量和集膚效應係數Kf213
附錄B 槽形鋁導體長期允許載流量及計算數據214
附錄C 變壓器技術數據214
附錄D 10-500kV高壓斷路器技術數據219
附錄E 隔離開關技術數據220
附錄F 電流互感器技術數據221
附錄G 電壓互感器技術數據221
參考文獻223

精彩書摘

　　有瞭上述3類設備（生産消耗電能的電氣設備、傳輸分配電能的電氣設備、開關電器）以後，不僅實現瞭電力係統的基本能量生産、變換、消費、分配和輸送，還實現瞭其基本控製功能，即可以有選擇地將設備投入運行或退齣運行。
　　在電力係統中，為瞭保證人員和設備的運行安全以及電力係統本身中性點接地的要求，還需要有相應的接地裝置。在發電廠和變電站中，常采用埋於地下的人工接地體構成接地網。接地網要求可以基本覆蓋廠站內電氣設備的全部，以保證設備的可靠接地。
　　此外，為應對電力係統中可能的故障或異常，在電氣設備中還需要加裝一些防禦過電壓和短路電流的裝置，包括避雷器和串聯電抗器。
　　以上的電氣設備相互連接構成瞭發電廠和變電站內的一次部分（係統），這些設備被稱為一次設備。為瞭對一次設備及整個係統的運行狀態進行監視、測量、控製與保護，還需要在廠站內裝設二次設備，這些設備相互連接構成瞭發電廠和變電站的二次部分（係統）。
　　二次係統是傳遞信號的電路，通過電壓互感器和電流互感器將被測的一次設備和係統的高電壓和小電流變換為低電壓和小電流傳遞給測量和保護裝置，測量和保護裝置對所測得的電壓和電流進行判彆以監視一次設備和係統的運行狀態並記錄；以此為基礎，人員可以使用控製設備去分閤相對的開關電器，如斷路器、隔離開關等；這樣的設計使得二次係統可以采用低功耗標準化的小型設備來實現功能。特彆需要注意的是，電壓互感器和電流互感器按作用來分可以認為是二次設備，但其直接並聯和串聯於一次電路中，實際上是一次係統和二次係統的連接設備。

前言/序言

　　風電場電氣係統（或風電場電氣部分），是高等院校風力發電專業的必修重點課程，也是相關領域的從業人員必修的基本知識。該課程理論和實踐結閤相當緊密，學習這門課程是初學者應用專業基礎知識、認知風電場電氣係統工程實際的重要步驟。
　　本書主要講述風電場電氣部分的係統構成和主要設備，包括與風電場電氣相關的各主要內容。全書分為8章，主要內容為風電場電氣係統的基本構成、主接綫設計，風電場主要電氣一次設備的結構、原理、型式參數及電氣一次設備的選取，風電場電氣二次係統、風電場的防雷和接地，風電場中的電力電子技術應用等。
　　本書在撰寫風格上具有兩個特色：
　　第一，提供瞭大量的實物照片和示意圖，使讀者對電氣設備有直觀的感性認識，提高學習興趣並加深對理論知識的理解。
　　第二，在每一章的開頭，明確瞭章節的主要內容和學習重點，並設定瞭預期的教學或自學目標。
　　即將展現在讀者麵前的這本《風電場電氣係統》，在廣泛調研、廣泛收集素材的基礎上，結閤多位教師的教學實踐經驗，精心編製，力求反映廣大師生的要求，做到好讀易教；也可為風力發電領域的相關從業人員的培訓及自學提供參考。
　　第1章、第2章、第8章及第3章的設備原理部分由硃永強編寫，第4章、第6章及第3章的其他內容由張旭編寫，第5章由張旭、硃永強、夏瑞華共同編寫，第7章由尹忠東、硃永強編寫。
　　韓明、王文山、唐佳能、趙娟、楊林娜、張凱等，在本書的素材收集整理階段做齣瞭一定的貢獻。另外，在本書的編寫過程中，還得到瞭中國電力科學研究院新能源研究所王偉勝所長、國網電力科學研究院硃淩誌博士、龍源電力集團範子超博士、清華大學薑齊榮教授和張春朋博士、華能文昌風電廠盧業平副廠長和張利工程師、吉林白城馬力風電場有關同誌的支持和幫助，在此一並錶示衷心的感謝。

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