工业与民用供配电设计手册（第四版）（上下册）

　　工欲善其事，必先利其器。电气工程师的首要工具就是一套得心应手的设计手册。有鉴于此，我国国内九家知名设计院于20世纪70年代末发起，并联合编写了这本手册。
　　33年来，本手册受到全国各工业和民用工程设计单位、施工安装单位、运行维护单位等广大电气工程师，以及大专院校相关专业师生的厚爱，成为电气设计师不可或缺的工具书之一，得到业界同仁在专业文献中广泛引用，跻身注册电气工程师（供配电）执业资格考试大纲并被确定为考试的依据；仅第三版就印刷22次之多，为实用技术工具书所罕见。
　　第三版问世十多年来，我国经济迅速发展，技术进步显著，相关的设计标准、规范相继修订，诸多电工产品标准更新，新设备、新材料不断涌现。此外，同行们也不断给我们送来宝贵意见并提出增加内容的期盼。因此，我们于2013年初在九家设计院领导的支持下，组织以资深设计师为骨干的数十名老中青结合的编写队伍，经过几年的努力奋斗，推出《工业与民用供配电设计手册（第四版）》，奉献给广大新老读者。
　　第四版紧扣当前新技术、新产品的发展，内容主要有以下大幅扩充和更新：
　　（1）扩展电压范围：从第三版的35kV及以下扩大到110kV及以下，并补充部分20kV和660V的内容。
　　（2）增加供配电系统节能内容：包括能源评估，供配电系统、变压器、电动机、照明和配电线路节能，再生能源应用及能效管理系统。
　　（3）全面贯彻标准、规范：包括工程建设规范系列、IEC转化标准系列、有关行业标准等。同时对各标准之间不协调的个别内容，以［编者按］的方式进行评述，供读者参照。
　　（4）紧密跟踪IEC的动态：凡是国标中涉及IEC标准的内容，均按版本更新或提示，并适当超前收入一些技术文件。
　　（5）改进计算方法和表达方式：如单位指标法和利用系数法的改进；按不同要求计算并联电容补偿容量及高、低压补偿装置的选择；IEC短路电流计算法的推出和动、热稳定校验也给出相应公式；电动机启动时电压暂降计算的订正，给出每相输入电流不大于16A、大于16A且不大于75A、大于75A用电设备谐波电流发射限值；微机继电保护和变电站综合自动化系统的采用，中性导体（N）及保护接地中性导体（PEN）的截面选择及按国标编制了线缆的载流量；架空线路的路径选择，导线、地线、绝缘子和金具选型，导线力学计算及杆塔型式；增加带选择性的断路器（SMCB）、电弧故障保护电器（AFDD）、静态转换开关电器（STS）、剩余电流动作保护器（RCD）、剩余电流监视器（RCM）、绝缘监测器（IMD）和绝缘故障定位系统（IFL）等保护电器，低压成套开关设备和控制设备选择及火灾危险环境的电器选择；增加多功能控制与保护开关设备（CPS）及控制回路要求；增加电流通过人体的效应及接触电压限值，补全IEC涉及特殊装置或场所的要求；增加接地极电化学腐蚀产生机理及防护措施；增加外界影响、电器设备外壳对外界机械碰撞的防护等级（IK代码）等表格；配套计算软件的优化等。
　　第四版继承并发扬了前三版的优良传统和严谨作风。坚持理论与实际结合，深入与普及兼顾，工业与民用并重；力求理论依据充分，技术概念清晰，运用标准准确，计算方法可靠，数据、图表翔实。愿集数十编者的智慧和艰辛，换得广大同行的方便和适用。编写组向徐永根等为本手册奠定了坚实基础的前三版编写人员，以及给予指导的资深专家王厚余等表示敬意；向积极提供资料的谢炜等同行表示感谢。
　　编写组逯霞为保证手册顺利完成，进行了大量组织、协调、联络工作。向支持编写工作和提供产品技术数据的下列企业表示衷心感谢

　　编写组
　　2016年9月

        《工业与民用供配电设计手册》第四版紧扣当前新技术、新产品的发展，在第三版基础上做了大幅扩充和更新，主要体现在以下几方面：

        1.扩展电压范围

        从第三版的３５ｋＶ 及以下扩大到１１０ｋＶ 及以下，并补充部分２０ｋＶ和６６０Ｖ 的内容。

        2.新增内容：

        （1）增加供配电系统节能内容：包括能源评估，供配电系统、变压器、电动机、照明和配电线路节能，再生能源应用及能效管理系统。

        （2）增加带选择性的断路器、电弧故障保护电器、静态转换开关电器、剩余电流动作保护器、剩余电流监视器、绝缘监测器和绝缘故障定位系统等保护电器，低压成套开关设备和控制设备选择及火灾危险环境的电器选择。

        （3）增加多功能控制与保护开关设备及控制回路要求。

        （4）增加电流通过人体的效应及接触电压限值，补全ＩＥＣ涉及特殊装置或场所的要求。

        （5）增加接地极电化学腐蚀产生机理及防护措施。

        （6））增加外界影响、电器设备外壳对外界机械碰撞的防护等级（ＩＫ代码）等表格。

        3.改进计算方法和表达方式：单位指标法和利用系数法的改进；ＩＥＣ短路电流计算法的推出和动、热稳定校验也给出相应公式；电动机启动时电压暂降计算的订正，给出每相输入电流不大于１６Ａ、大于１６Ａ且不大于７５Ａ、大于７５Ａ用电设备谐波电流发射限值；微机继电保护和变电站综合自动化系统的采用，中性导体（Ｎ）及保护接地中性导体（ＰＥＮ）的截面选择及按*国标编制了线缆的载流量；架空线路的路径选择，导线、地线、绝缘子和金具，导线力学计算及杆塔型式。

        4.全面贯彻*标准、规范：包括工程建设规范系列、ＩＥＣ转化标准系列、有关行业标准等。同时对各标准之间不协调的个别内容，以［编者按］的方式进行评述，供读者参照。

        5.紧密跟踪ＩＥＣ的*动态：凡是国标中涉及ＩＥＣ标准的内容，均按*版本更新或提示，并适当超前收入一些技术文件。

刘屏周，中国航空规划设计研究总院有限公司，年获研究员任职资格并担任院电气总师，长期从事于飞机制造厂、维修厂及科研院所建筑物的电气设计工作。曾主持完成国家标准图及院标准图多项及航空工业工程建设设计规程中电气专业部分的编写，其中应急柴油发电机组安装标准图集获全国优秀工程勘察设计的铜质奬。现为《全国建筑物电气装置标准化委员会》专家组成员。

任元会，中国航空规划设计研究总院，处长参与了航空工业及其他建筑百多项目的电气设计；担任《工业与民用配电设计手册》第三版主编，第四版副主编；我国《注册电气工程师执业资格考试（供配电专业）指导书》年版主编，年版副主编。年来宣讲《工业与民用配电设计手册》数十次，受到众多电气设计师和企业人员的欢迎和赞扬。现社会职务有：亚洲照明设计师协会（）主席，中国照明学会专家，室内照明专业委员会名誉主任，《建筑电气》、《电气工程应用》、《电气气＆智能建筑》等家刊物顾问。卞铠生，中国航天建设集团有限公司，研究员，首任电气专业总工。参加我国航空、航天等多项工程的设计、科研等工作；两次参与国家标准电气设计规范的编修。《工业与民用供配电设计手册》、二、三、四版副主编，注册电气工程师考试《复习指导书》、二版副主编及《习题集》主编。

前言
上册
1负荷计算及无功功率补偿 1
1.1概述 1
……
1.12.2需要系数法负荷计算示例 41
参考文献 42
2供配电系统 43
2.1负荷分级及供电要求 43
2.1.1负荷分级原则 43
2.1.2负荷分级示例 44
2.1.3各级负荷供电要求 50
2.2电源和电压 50
2.2.1术语 50
2.2.2电源选择 50
2.2.3电压选择 51
2.3高压供配电系统 52
2.3.1供配电系统设计要则 52
2.3.2中性点接地方式类别 53
2.3.3中性点接地方式的选择 61
2.3.4配电方式 61
2.4变压器选择和变（配）电站主接线 63
2.4.1变压器选型 63
2.4.2变（配）电站的电气主接线 69
2.4.3变（配）电站站用电源 83
2.5低压配电系统 84
2.5.1电压选择 84
2.5.2载流导体型式和接地型式 84
2.5.3低压电力配电系统 85
2.5.4照明配电系统 87
2.6应急电源 91
2.6.1应急电源种类 91
2.6.2应急电源系统 91
2.6.3柴油发电机组 91
2.6.4不间断电源设备（ＵＰＳ） 96
2.6.5逆变应急电源（ＥＰＳ） 103
附录Ａ供配电设计的原始资料 106
Ａ.1需向供电部门提供的资料 106
Ａ.2需向供电部门索取的资料 106
Ａ.3需向建设单位了解的内容和索取的资料 106
3变（配）电站（附柴油发电机房） 107
3.1变（配）电站站址和型式选择 107
3.1.1变（配）电站分类 107
3.1.2变（配）电站站址选择 108
3.1.3变（配）电站型式选择 109
3.2变（配）电站的布置 109
3.2.1总体布置 109
3.2.2控制室 111
3.2.3高压配电室 114
3.2.4电容器室 121
3.2.5低压配电室 125
3.2.6变压器室 128
3.2.7露天安装的变压器、预装箱式变（配）电站、地下变（配）电站、
无人值班变（配）电站 134
3.3柴油发电机房 135
3.3.1总体布置 135
3.3.2机房布置 136
3.3.3燃油和排烟 138
3.3.4冷却和通风 142
3.3.5机房其他设施 145
3.3.6降噪和减振 146
3.3.7柴油发电机组数据 146
3.3.8机房布置示例 150
3.4变（配）电站对土建、采暖、通风、给排水的要求 151
3.5110、35ｋＶ变电站设计实例 167
4短路电流计算 176
……
4.6.4低压网络短路电流计算 303
5高压电器及开关设备的选择 311
5.1概述 311
……
5.10高压电器及导体短路稳定校验数据表 419
参考文献 455
6电能质量 457
……
6.7.10间谐波 511
7继电保护和自动装置 513
……
7.11.2备用电源自动投入装置 637
附录Ｂ部分常用微机保护监控装置功能简介 646
Ｂ.1ＡＤＶＰ600系列微机保护监控装置 646
Ｂ.2ＡＤＶＰ8000Ｇ系列微机保护监控装置 650
Ｂ.3ＲＣＳ9000系列微机保护监控装置 653
Ｂ.4ＲＣＳ、ＰＣＳ9600系列工业电气保护测控装置 656
参考文献 661
8变电站二次回路 662
8.1变电站常用的直流操作电源 662
……
8.6.4变电站综合自动化的通信网络 769
8.6.5通信网络实例 771
参考文献 774
9导体选择 775
9.1电线、电缆类型的选择 775
……
9.4.8中频线路的电压降计算 883
附录Ｃ电线、电缆非金属含量 887
附录Ｄ电线电缆产品型号编制方法 890
附录Ｅ450?750Ｖ及以下电缆型号表示方法 891
Ｅ.1450?750Ｖ及以下聚氯乙烯绝缘电缆 891
Ｅ.2450／750Ｖ及以下橡皮绝缘电缆 892
参考文献 893
10线路敷设 894
……
10.3.10电杆、拉线与基础 941
附录Ｆ导管系统性能及分类代码 943
附录Ｇ架空导线的型号和名称 946
附录Ｈ架空绝缘线的载流量 947
附录Ｉ架空绝缘电缆的型号、规格和载流量 948
参考文献 951
下册
11低压配电线路保护和低压电器选择 953
……
11.13.5火灾危险环境的配电线路 1066
12常用用电设备配电 1067
……
12.8断续和短时工作制用电设备及其导线的载流量 1187
12.8.1断续工作和短时工作制用电设备 1187
12.8.2导线和电缆在断续负载和短时负载下的允许载流量 1188
13交流电气装置过电压保护和建筑物防雷 1198
……
13.12.9风力发电机组的防雷 1358
附录Ｊ建筑物雷击风险评估及管理 1362
Ｊ.1概述 1362
Ｊ.2《雷电防护第2部分：风险管理》标准简介 1362
附录Ｋ用于建筑物电子信息系统的简易雷击风险评估 1368
Ｋ.1概述 1368
Ｋ.2一般规定 1368
Ｋ.3按电子信息系统的重要性确定的雷电防护等级 1368
Ｋ.4按防雷装置拦截效率进行简易雷击风险评估确定的雷电防护等级 1369
Ｋ.5按防护等级对电源系统ＳＰＤ的级位配置建议及ＳＰＤ的冲击电流参数选择 1370
参考文献 1371
14接地 1372
14.1概述 1372
14.1.1地和接地 1372
14.1.2接地分类 1372
14.1.3共用接地系统 1373
14.2高压电气装置的接地 1373
14.2.1高压系统中性点接地方式 1373
14.2.2高压电气装置接地的一般规定 1374
14.2.3高压电气装置保护接地的范围 1374
14.2.4发电厂和变电站的接地网 1375
14.2.5架空线路和高压电缆线路的接地 1384
14.2.6配电变电站的接地 1386
14.2.7配电变电站保护接地与低压系统接地的关系 1387
14.3低压电气装置的接地 1389
14.3.1低压系统的接地型式 1389
14.3.2低压电气装置的保护接地 1396
14.3.3保护接地导体（ＰＥ） 1397
14.4等电位联结 1402
14.4.1等电位联结的作用和分类 1402
14.4.2等电位联结 1403
14.4.3等电位联结导体 1404
14.5接地装置 1405
14.5.1接地装置的种类 1405
14.5.2接地装置导体的选择 1405
14.5.3接地装置防腐措施 1407
14.5.4接地导体的连接 1410
14.5.5发电厂和变电站电气装置接地导体的热稳定校验 1411
14.6接地电阻的计算 1413
14.6.1接地电阻的基本概念 1413
14.6.2土壤和水的电阻率 1413
14.6.3均匀土壤中接地电阻的计算 1415
14.6.4典型双层土壤中接地电阻的计算 1423
14.6.5降低高土壤电阻率地区接地电阻的措施 1424
14.6.6冲击接地电阻计算 1427
14.6.7永冻土地区接地的一些措施 1429
14.7电子设备的接地和功能等电位联结 1429
14.7.1概述 1429
14.7.2电子设备接地的型式与等电位联结网络的类型 1430
14.7.3功能接地和等电位联结导体 1432
14.7.4电磁骚扰防护简述 1433
14.7.5屏蔽接地 1433
14.8防静电接地 1434
14.8.1静电的产生 1434
14.8.2静电的危害 1435
14.8.3防止静电危害的措施 1435
14.8.4防静电接地的范围和做法 1436
14.8.5防静电接地的接地干线、支线、连接线的截面选择及连接要求 1437
14.9阴极保护接地 1438
14.9.1金属的电化学保护 1438
14.9.2阴极保护 1438
14.10专用功能建筑及特殊设备的接地 1440
14.10.1综合通信大楼接地 1440
14.10.2微波站接地 1443
14.10.3大、中型电子计算机接地 1444
14.10.4高频电炉接地 1446
参考文献 1446
15电气安全 1447
15.1电流通过人体的效应 1447
15.1.1人体的阻抗 1447
15.1.215～100Ｈｚ范围内正弦交流电流的效应 1447
15.1.3直流电流效应 1449
15.1.4接触电压限值 1451
15.2电击防护 1453
15.2.1基本防护（直接接触防护） 1453
15.2.2故障防护（间接接触防护） 1454
15.2.3电气装置内的电气设备与其防护的配合 1464
15.3特殊装置或场所的电气安全 1465
15.3.1装有浴盆或淋浴盆的场所 1465
15.3.2游泳池和喷水池 1468
15.3.3装有桑拿浴加热器的房间和小间 1473
15.3.4施工和拆除场所 1474
15.3.5农业和园艺设施 1475
15.3.6活动受限制的可导电场所 1477
15.3.7数据处理设备 1478
15.3.8旅游房车停车场、野营房车停车场及类似场所 1479
15.3.9游艇码头及类似场所 1480
15.3.10医疗场所 1484
15.3.11展览馆、陈列室和展位 1488
15.3.12光伏（ＰＶ）电源装置 1490
15.3.13家具 1500
15.3.14户外照明装置 1500
15.3.15特低电压照明装置 1501
15.3.16移动的或可搬运的单元 1503
15.3.17房车和电动房车的电气装置 1510
15.3.18电动汽车供电 1511
15.3.19操作和维护通道 1516
15.3.20游乐场和马戏场中的构筑物、娱乐设施和棚屋 1519
15.3.21加热电缆和埋设加热系统 1521
16节能 1523
16.1建设项目节能评估报告的编写要求 1523
16.1.1法律法规的强制规定 1523
16.1.2能评的分类及要求 1525
16.1.3节能评估报告编制内容 1526
16.1.4合理用能标准和节能设计规范 1529
16.1.5建设项目能源消耗种类、数量及能源使用分布情况 1530
16.1.6项目分专业节能措施评估 1532
16.1.7能源管理与检测 1533
16.1.8项目的综合能耗、能耗指标 1533
16.1.9节能效果分析 1534
16.2配电系统与节电设计 1534
16.2.1电压选择与节电 1534
16.2.2高压深入负荷中心缩短低压配电线路 1537
16.2.3双回路或多回路供电时，各回路同时承担负荷与节电 1537
16.2.4提高功率因数与节电 1538
16.3配电变压器的节能评价 1541
16.3.1变压器的损耗和能效限定值 1541
16.3.2按年运行费用选择配电变压器 1544
16.3.3配电变压器的能效技术经济评价 1561
16.4配电线路节能设计 1584
16.4.1配电线路节能的原则和措施 1584
16.4.2按经济电流选择导体截面积 1584
16.4.3总拥有费用法 1585
16.4.4电力电缆截面经济选型的应用 1587
16.4.5经济选型的若干问题 1593
16.5电动机及调速的节电设计 1594
16.5.1电动机节能原则 1594
16.5.2电动机的选择 1594
16.5.3电动机的调速方式 1598
16.5.4变频调速 1600
16.5.5风机、水泵的节能原理 1605
16.5.6水泵变频调速节能效果的计算 1607
16.5.7变频器的选型和应用 1609
16.6照明节电设计 1614
16.6.1照明节能的原则 1614
16.6.2合理确定场所或房间的照度水平 1615
16.6.3合理确定照明方式 1616
16.6.4严格执行标准规定的“照明功率密度”限制值（ＬＰＤ） 1616
16.6.5选择优质、高效的照明器材 1616
16.6.6合理利用天然光 1620
16.6.7照明控制与节能 1621
16.7能效管理系统 1622
16.7.1能效管理系统的分类和功能 1622
16.7.2能效管理系统与节能的关系 1622
16.7.3能效管理系统架构 1623
16.7.4能效管理系统的内容 1624
16.8分布式能源系统 1624
16.8.1分布式能源系统的政策、种类和应用 16