国际电气工程先进技术译丛 弧闪故障危害与治理
出版时间:2018年版
内容简介
本书系统全面地介绍了弧闪故障分析及相关防治措施。书中第1章简要介绍了弧闪故障危害的基本常识之后,剩余章节可以分为两大部分。第1部分主要是从电力系统一次系统设计分析的层面展开,包括第1章至第6章,介绍了电力系统优化拓扑设计、合理的接地方式选择、准确或实用化的短路故障分析、ANSI/IEEE相关短路计算国际标准等内容;第2部分主要是从电力系统二次系统设计分析的层面展开,包括第7章至第15章,内容涉及继电保护基本原理、整定配合关键技术、弧闪检测继电器、互感器/断路器选型、相关通信协议及技术等内容。书中内容重点突出、前后关联紧密,在阐述基本原理的同时,给出了大量的案例分析。
目录
译者的话
原书序
原书前言
第 1 章 弧闪故障危害分析 1
1. 1 电弧描述 2
1. 1. 1 电弧热源 2
1. 1. 2 开关柜中的弧闪现象 2
1. 2 弧闪危害与人身安全 3
1. 3 时间运动特性分析 4
1. 4 弧闪危害 4
1. 5 弧光爆炸 5
1. 6 电击危害 8
1. 6. 1 人体电阻 10
1. 7 火灾 12
1. 8 弧闪危害分析 13
1. 8. 1 Ralph Lee 和 NFPA 方程 14
1. 8. 2 IEEE 1584 标准方程 15
1. 9 个人防护装备 18
1. 10 弧闪危害边界 20
1. 10. 1 工作距离 21
1. 10. 2 有关弧闪的标记数据 21
1. 11 弧闪最大持续时间与弧闪边界 22
1. 11. 1 开关柜门闭合状态下的弧闪危害 23
1. 12 内部弧闪故障的原因 24
1. 13 弧闪危害的计算步骤 24
1. 13. 1 NFPA 表 130. 7(C)(15)(a) 25
1. 14 计算举例 27
1. 15 降低弧闪危害 30
复习题 31
参考文献 31
第 2 章 有效设计实现弧闪危害防治 34
2. 1 电气标准与技术规范 35
2. 2 通过有效设计提高防护水平 36
2. 3 现存规范、 规则与标准的局限性 37
2. 4 电气危害 37
2. 5 正在变化的安全性理念 40
2. 6 关键安保供电系统风险分析 41
2. 6. 1 现有系统 41
2. 6. 2 新设备 41
2. 7 可靠性分析 42
2. 7. 1 可靠性评价数据 43
2. 7. 2 评价方法 44
2. 7. 3 可靠性和安全性 44
2. 8 维护和操作 45
2. 8. 1 维护策略 45
2. 8. 2 以可靠性为中心的维护(RCM) 46
2. 9 安全完整性等级和安全装备系统 46
复习题 47
参考文献 48
第 3 章 IEEE 1584 标准中有关弧闪计算的规定 51
3. 1 弧闪电流变化特性 51
3. 2 电极间隙长度 52
3. 3 弧闪能量的变化特性 54
3. 4 IEEE 方程中的不足之处 55
3. 5 Lee 的电弧模型 56
3. 6 IEEE 实验模型的建立 58
3. 7 电弧烧伤危害 59
3. 8 绝缘挡板的作用 62
3. 8. 1 无挡板的情况 62
3. 8. 2 有挡板的情况 63
3. 9 弧闪试验模型 64
3. 10 其他备选方程 66
3. 11 后续试验与研究方向 67
3. 12 基于 IEEE 1584 标准的 PPE 计算效力 67
复习题 68
参考文献 68
第 4 章 弧闪危害及系统接地 70
4. 1 系统和设备接地 70
4. 1. 1 直接接地系统 70
4. 2 低阻接地系统 74
4. 3 高阻接地系统 74
4. 3. 1 故障检测、 报警及隔离 76
4. 4 不接地系统 80
4. 5 经电抗接地系统 80
4. 6 谐振接地系统 81
4. 7 三角形接地系统 81
4. 8 避雷器 82
4. 9 人造中性点 82
4. 10 多点接地系统 85
4. 10. 1 不同接地系统的比较 85
4. 11 直接接地系统的弧闪危害分析 87
4. 12 直接接地系统的保护与配合 88
4. 12. 1 自熄灭接地故障 91
4. 12. 2 低压直接接地系统保护配合的改进 93
4. 13 经低阻接地中压系统的接地故障保护配合 96
4. 13. 1 远方跳闸 99
4. 13. 2 工业用母线直联发电机的接地故障保护 99
4. 13. 3 方向接地故障继电器 103
4. 14 对接地电阻器的监测 104
4. 15 接地系统的选择 105
复习题 106
参考文献 107
第 5 章 基于 ANSI /IEEE 标准的弧闪短路计算 109
5. 1 计算类型 109
5. 1. 1 短路计算 109
5. 1. 2 弧闪计算中的短路电流计算 110
5. 2 高压断路器的标准结构 110
5. 3 低压电动机 113
5. 4 旋转电机模型 113
5. 5 计算方法 114
5. 5. 1 简化方法 X/R≤17 114
5. 5. 2 简化方法 X/R > 17 114
5. 5. 3 针对交、 直流衰减分量调整的E /Z 方法 114
5. 6 网络简化 117
5. 7 计算过程 117
5. 7. 1 分析计算过程 118
5. 8 电容器和静态变流器的短路电流贡献 119
5. 9 典型计算机计算结果 120
5. 9. 1 首个周期或暂态容量计算 121
5. 9. 2 开断容量计算 122
5. 9. 3 低压断路器开断容量计算 122
5. 10 计算案例 123
5. 10. 1 短路容量计算 127
5. 10. 2 K 额定容量 15kV 断路器 130
5. 10. 3 4. 16kV 断路器和电动机起动器 132
5. 10. 4 变压器主开关及熔断开关 134
5. 10. 5 低压断路器 134
5. 11 30 周期的短路电流 136
5. 12 不对称性短路电流 137
5. 12. 1 单相接地故障 137
5. 12. 2 两相接地故障 139
5. 12. 3 相间短路故障 141
5. 13 计算方法 145
5. 13. 1 单相接地故障 145
5. 13