本教材以實際項目——“某機械廠10kV供配電系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、運行與維護”為主線貫穿于始末,分為9個子項目,分別為:認識工廠供配電系統(tǒng);工廠電力負荷計算;短路電流的計算;供配電系統(tǒng)主要電氣設(shè)備選擇、校驗與維護;工廠變配電所的設(shè)計與維護;工廠電力線路敷設(shè)與維護;工廠供配電系統(tǒng)的過流保護;工廠供配電系統(tǒng)的二次回路的設(shè)計;電氣安全與接地、防雷設(shè)計。
“十二五” 期間, 教育部、財政部啟動了“職業(yè)院校教師素質(zhì)提高計劃本科專業(yè)職教師資培養(yǎng)資源開發(fā)項目”, 其指導思想為: 以推動教師專業(yè)化為引領(lǐng), 以高素質(zhì)“雙師型” 師資培養(yǎng)為目標, 完善職教師資本科培養(yǎng)標準及課程體系。
本書是“職教師資本科電氣工程及其自動化專業(yè)培養(yǎng)標準、培養(yǎng)方案、核心課程和特色教材開發(fā)項目” 的成果之一, 是根據(jù)電氣工程及其自動化專業(yè)以及中等職業(yè)學校教師崗位的職業(yè)性和師范性特點, 在現(xiàn)代教育理念指導下, 經(jīng)過廣泛的國內(nèi)調(diào)研與國際比較, 吸取國內(nèi)外近年來的研究與改革成果, 充分考慮到我國職業(yè)教育教師培養(yǎng)的現(xiàn)實條件、教師基本素養(yǎng)、專業(yè)教學能力和專業(yè)能力, 以職教師資人才成長規(guī)律與教育教學規(guī)律為主線, 以中等職業(yè)學校“雙師型” 教師職業(yè)生涯可持續(xù)發(fā)展的實際需求為培養(yǎng)目標, 按照開發(fā)項目中“工廠供配電技術(shù)” 課程大綱, 經(jīng)過反復討論編寫而成的。
本書緊緊圍繞專業(yè)人才培養(yǎng)要求, 結(jié)合國家職業(yè)標準, 將小型供配電系統(tǒng)設(shè)計、工廠供配電設(shè)備的運行、維護等典型工作任務(wù)相結(jié)合, 將涉及的“供配電系統(tǒng)計算” “供配電設(shè)備的結(jié)構(gòu)及選型” “供配電設(shè)備的操作” “供配電設(shè)備的測試” “供配電設(shè)備系統(tǒng)的安裝” “供配電設(shè)備的安全保護” “維修電工的職業(yè)標準” 等多方面的內(nèi)容進行有序整合。按照“工學結(jié)合、項目引導、任務(wù)驅(qū)動” 的原則, 設(shè)計了一個實際項目———“某機械廠10kV 供配電系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、運行與維護” 貫穿本書始末, 并將其分為9 個子項目, 包括認識工廠供配電系統(tǒng), 工廠電力負荷計算, 短路電流的計算, 供配電系統(tǒng)主要電氣設(shè)備的選擇、校驗與維護, 工廠變配電所的設(shè)計與維護, 工廠電力線路的敷設(shè)與維護, 工廠供配電系統(tǒng)的過電流保護, 工廠供配電系統(tǒng)二次回路設(shè)計, 電氣安全與接地、防雷設(shè)計。每個項目按照學生的認知規(guī)律和能力形成規(guī)律, 結(jié)合“某機械廠10kV 供配電系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、運行與維護” 設(shè)計了若干任務(wù)。例如, 在工廠電力負荷計算子項目中設(shè)計了4 個任務(wù), 先進行單臺用電設(shè)備計算負荷的資料統(tǒng)計, 再進行車間三相用電設(shè)備組計算負荷的確定, 然后進行車間單相用電設(shè)備組計算負荷的確定, 最后進行工廠計算負荷的確定和年耗電量的計算, 任務(wù)的安排由易到難, 由單一到綜合。每個任務(wù)均安排任務(wù)導讀、任務(wù)目標、任務(wù)分析、知識準備、任務(wù)實施、任務(wù)總結(jié)6 個環(huán)節(jié), 所有任務(wù)完成后系統(tǒng)實施子項目, 安排項目實施輔導部分, 引導學生完成項目。另外, 在書中安排了計算例題、應(yīng)用案例、設(shè)備校驗工藝、設(shè)備檢修標準、供配電系統(tǒng)運行管理等內(nèi)容, 滿足“某機械廠10kV 供配電系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、運行與維護”
項目的需要, 進一步突出實用性。
本書的策劃、選題、立項、制定編寫大綱等由譚博學教授(山東理工大學)、何柏娜副教授(山東理工大學) 負責; 本書的前言、項目4 和項目9 由何柏娜副教授編寫; 項目1 和·Ⅴ·項目2 由趙云偉講師(山東工業(yè)職業(yè)學院) 編寫; 項目3 和項目6 由趙衛(wèi)國講師(山東工業(yè)職業(yè)學院) 編寫; 項目5 和項目8 由裴娟講師(山東工業(yè)職業(yè)學院) 編寫; 項目7 由顧海霞講師(江蘇省泰興中等專業(yè)學校) 編寫。本書的PPT、電子教案、圖片資源等由隋琦、張正團、崔榮喜等負責。在項目評審過程中, 專家指導委員會的劉來泉(中國職業(yè)教育技術(shù)協(xié)會)、姜大源(教育部職業(yè)技術(shù)教育中心研究所)、沈希教授(浙江農(nóng)林大學副校長)、吳全全研究員(教育部職業(yè)技術(shù)教育中心研究所教師資源研究室)、張元利教授(青島科技大學副校長)、韓亞蘭教授(佛山市順德區(qū)梁琚職業(yè)技術(shù)學校)、王繼平教授(同濟大學職業(yè)技術(shù)教育學院) 對本書的編寫提出了寶貴的意見, 在此表示最誠摯的敬意和感謝! 另外,本書編寫過程中參考了相關(guān)資料和教材, 在此向這些文獻的作者表示衷心感謝!限于編寫組理論水平和實踐經(jīng)驗, 書中難免有錯誤和不妥之處, 敬請專家和廣大讀者批評指正。
編 者·Ⅵ
出版說明
前言
項目1 認識工廠供配電系統(tǒng) 1
任務(wù)1 電力系統(tǒng)的一般概念 1
任務(wù)2 工廠供配電系統(tǒng)概述 7
任務(wù)3 電力系統(tǒng)的電壓 12
任務(wù)4 電力系統(tǒng)的中性點運行方式 16
項目實施輔導 20
思考題與習題 23
項目2 工廠電力負荷計算 24
任務(wù)1 工廠電力負荷與負荷曲線 25
任務(wù)2 三相用電設(shè)備組計算負荷的確定 30
任務(wù)3 單相用電設(shè)備組計算負荷的確定 37
任務(wù)4 工廠計算負荷及年耗電量的計算 41
項目實施輔導 46
思考題與習題 48
項目3 短路電流計算 50
任務(wù)1 短路概述 51
任務(wù)2 無限大容量供電系統(tǒng)三相短路
分析 54
任務(wù)3 無限大容量供電系統(tǒng)三相短路電流
的計算 58
任務(wù)4 兩相和單相短路電流的計算 64
任務(wù)5 短路電流的效應(yīng)和穩(wěn)定度校驗 66
項目實施輔導 71
思考題與習題 73
項目4 供配電系統(tǒng)主要設(shè)備的選擇、
校驗與維護 75
任務(wù)1 電力變壓器的選擇與維護 75
任務(wù)2 電壓互感器與電流互感器的選擇與
維護 92
任務(wù)3 高壓一次設(shè)備的選擇、校驗與
維護 99
任務(wù)4 低壓一次設(shè)備的選擇、校驗與
維護 114
項目實施輔導 121
思考題與習題 124
項目5 工廠變配電所的設(shè)計與維護 125
任務(wù)1 工廠變配電所的配置 125
任務(wù)2 工廠變配電所主接線圖的繪制 128
任務(wù)3 工廠變配電所安裝圖的設(shè)計 134
任務(wù)4 工廠變配電所及其一次系統(tǒng)的運行
與維護 145
項目實施輔導 159
思考題與習題 160
項目6 工廠電力線路的敷設(shè)與
維護 162
任務(wù)1 工廠電力線路及接線方式的
選擇 163
任務(wù)2 工廠電力線路結(jié)構(gòu)及敷設(shè) 168
任務(wù)3 導線和電纜的選擇及計算 175
任務(wù)4 工廠電力線路電氣安裝圖的
繪制 182
任務(wù)5 工廠電力線路的運行與維護 187
項目實施輔導 190
思考題與習題 191
項目7 工廠供配電系統(tǒng)的過電流
保護 192
任務(wù)1 低壓熔斷器保護和低壓斷路器
保護 192
任務(wù)2 常用保護繼電器的使用 198
任務(wù)3 工廠高壓線路的繼電保護 206
任務(wù)4 電力變壓器的繼電保護 218
任務(wù)5 高壓電動機的繼電保護 226
項目實施輔導 231
思考題與習題 235
·Ⅶ
項目8 工廠供配電系統(tǒng)二次回路
設(shè)計 237
任務(wù)1 二次回路操作電源的選擇 237
任務(wù)2 控制回路和信號回路的分析 242
任務(wù)3 電測量儀表與絕緣監(jiān)察裝置的
配置 251
任務(wù)4 自動裝置及其配置 255
任務(wù)5 二次回路接線圖的繪制 265
項目實施輔導 272
思考題與習題 273
項目9 電氣安全與接地、防雷設(shè)計 274
任務(wù)1 雷電及防護 274
任務(wù)2 電氣裝置的接地設(shè)計 287
任務(wù)3 靜電防護及防爆 293
任務(wù)4 電氣安全與觸電急救 298
項目實施輔導 303
思考題與習題 304
附錄 306
參考文獻 316