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《电气工程手册——石化、石油、天然气行业电气工程师用书》

发布日期：2011-11-23 浏览次数：895

【作者】［印度］艾伦L.谢尔德拉克著

【出版单位】化学工业出版社

【出版日期】2006-1-1

【定价】￥69 元

【图书简介】

　　本书以 IEC 和美国电气标准为立足点，系统地介绍在石油、天然气和石化行业中电气工程项目的设计全过程。
　　书中各章的顺序按照规划和设计一个项目的一般过程编排，首先介绍估算装置全部电力消耗和负载，然后介绍如何为负载供电，接下来介绍开发合理的分布式系统的方法，包含各种类型的设备和电机，附录中包含有常用缩略语的详细列表、相关的国际标准、各种计量单位之间的换算系数、详细计算的示例、IEEE关于保护和控制设备的编号系统及其在石油工业中的应用等。
　　本书的作者艾伦L谢尔德拉克博士有丰富的实际工作经验，曾受雇于多个世界著名的工程公司，担任首席电气工程师、高级电气工程师、多专业项目负责人、顾问以及公司理事等职务，期间开设过发电、配电、仪表设备、控制和安全等主题的讲座。艾伦L谢尔德拉克博士为英国IEE会员、美国IEEE高级会员、英国管理人协会会员。
　　
　　

【图书目录】

目录第1章装置电力负荷估算1 1.1单线图初步1 1.2负载调度2 1.3电源容量的确定8 1.4裸电缆馈电与变压器馈电的备用容量11 1.5与原动机有关的发电机额定参数12 1.5.1低环境温度下运行12 1.5.2原动机的更新12 1.6与从动机相关的电机额定参数12 1.7单线图的开发13 1.7.1单线图要点13 1.7.2独立配电盘和电机控制装置14 1.8与其他专业的相互协调15 1.8.1工艺工程师15 1.8.2机械工程师15 1.8.3仪器仪表工程师16 1.8.4通信与系统安全工程师16 1.8.5生产装置与操作工程师16 参考文献16 第2章燃气轮机驱动的发电机17 2.1燃气轮机发动机的分类17 2.1.1由航空工业派生的燃气轮机17 2.1.2轻工业燃气轮机17 2.1.3重工业燃气轮机18 2.1.4单轴与双轴燃气轮机18 2.1.5燃气轮机的燃料20 2.2由燃气轮机获取能量20 2.2.1低效率的压缩机与涡轮机的作用效果23 2.2.2发电机最大做功25 2.2.3比热容的变化26 2.2.4管道压降以及燃烧室压降的影响27 2.2.5热流率以及燃料消耗28 2.3燃气轮机的功率输出30 2.3.1机械能损耗以及电能损耗30 2.3.2电力装置设计阶段需要考虑的因素31 2.4燃气轮机启动方法32 2.5燃气轮机速度调整33 2.5.1开环转速转矩特性33 2.5.2闭环转速功率特性34 2.5.3燃气轮机调速系统36 2.5.4有静差调整的燃气轮机的负载分配37 2.5.5负载分配控制器41 2.6燃气轮机转速调整系统的数学模型43 2.6.1现代实践43 2.6.2转速调整系统典型参数值48 参考文献49 其他资料49 第3章同步发电机与同步电机50 3.1发电机与电机的共同之处50 3.2简化的发电机运行理论50 3.2.1稳态电枢反应51 3.2.2瞬态电枢反应51 3.2.3次瞬态电枢反应52 3.3电压与电流相量图52 3.4导出电抗54 3.5发电机传送的有功功率和无功功率56 3.5.1一般情况56 3.5.2凸极发电机特殊情况57 3.5.3凸极发电机简化情况58 3.6凸极发电机功率角度图59 3.7发电机电压选择60 3.8发电机典型参数60 3.9高压发电机与高压感应电机的结构特点62 3.9.1外壳63 3.9.2电抗63 3.9.3定子绕组64 3.9.4接线盒64 3.9.5冷却方法65 3.9.6轴承65 参考文献66 第4章自动电压调整67 4.1现代实践67 4.1.1测量电路67 4.1.2误差测量电路68 4.1.3功率放大器68 4.1.4主激励器71 4.2IEEE标准自动电压调整模型72 4.2.1示例一74 4.2.2示例二74 4.2.3饱和常数的确定74 4.2.4自动电压调整系统典型参数值78 参考文献78 第5章感应电机79 5.1三相电机运行原理79 5.2基本特性80 5.2.1电机转矩转速特性80 5.2.2电机启动电流转速特性85 5.2.3负载转矩转速特性86 5.2.4电阻和电抗改变时对特性曲线的影响87 5.2.5示例88 5.2.6两极和四极感应电机的典型阻抗数据91 5.2.7用两条并联支路描述深槽效应94 5.3感应电机结构96 5.4缩减系数97 5.5电机额定功率和从动机额定功率的匹配98 5.6电源电压对额定功率的影响99 5.7系统故障等级的影响99 5.8电缆电压降的考虑100 5.9电机的临界时间101 5.10感应电机启动方法101 5.10.1星角方法102 5.10.2科恩道夫自动变压器方法102 5.10.3电力电子学软启动方法104 5.10.4串电抗器方法104 5.10.5部分绕组方法104 参考文献104 第6章变压器106 6.1工作原理106 6.2变压器效率108 6.3变压器调整率108 6.4三相变压器绕组连接109 6.5变压器结构111 6.6变压器浪涌电流113 参考文献115 第7章开关装置与电机控制装置116 7.1公用词汇116 7.2结构116 7.2.1电源汇流排117 7.2.2接地汇流排118 7.2.3馈线与汇流排开关装置118 7.2.4分离类型120 7.2.5环境温度的影响系数121 7.2.6额定标称电流121 7.2.7故障峰值电流121 7.2.8基频AC部分122 7.2.9DC部分122 7.2.10双频AC部分123 7.2.11故障分断电流123 7.2.12故障周期126 7.3开关装置126 7.3.1开关装置的出口开关装置126 7.3.2MCC的出口开关装置126 7.4MCC的出口电路熔断器127 7.5安全联锁装置128 7.6控制与指示装置129 7.6.1电机的再启动与再加速129 7.6.2微机化系统130 7.7铸壳断路器133 7.7.1与熔断器比较133 7.7.2工作特性133 7.7.3预期电流与切断电流134 7.7.4I2t特性135 7.7.5断路器的完全串接与部分串接135 7.7.6断路器串联下相互协调示例137 7.7.7成本与经济性141 参考文献141 第8章熔断器142 8.1概述142 8.2熔断器的工作过程143 8.3电路阻抗比的作用143 8.4I2t特性144 参考文献149 第9章电缆、电线及电缆敷设150 9.1电缆中电气材质150 9.1.1铜和铝150 9.1.2锡151 9.1.3磷青铜151 9.1.4电镀钢板152 9.1.5铅152 9.2电缆中非导电材料153 9.2.1橡胶153 9.2.2弹性材料153 9.2.3聚合物153 9.2.4塑料153 9.2.5树脂154 9.2.6热塑性树脂154 9.2.7热固性树脂155 9.3电力电缆与控制电缆的结构156 9.3.1电缆结构说明156 9.3.2导线157 9.3.3导线的半导体屏蔽层160 9.3.4绝缘161 9.3.5绝缘层的半导体屏蔽161 9.3.6内护套161 9.3.7铅护套162 9.3.8铠装电缆162 9.3.9外护套162 9.4电力电缆的额定电流162 9.4.1持续负载电流163 9.4.2电缆额定持续电流163 9.4.3电缆电压降172 9.4.4过流保护197 9.5增强型电缆198 9.5.1阻燃性能198 9.5.2耐火性能199 9.5.3散发毒气与烟气的性能199 9.5.4阻燃电缆与耐火电缆的应用200 参考文献200 第10章危险区域分类与设备选择201 10.1历史发展201 10.2当前情况201 10.3危险区域分类基础202 10.3.1气体与蒸汽203 10.3.2温度类别203 10.3.3气体与蒸汽分组203 10.4危险区204 10.4.1非危险区域204 10.4.2危险区域2区204 10.4.3危险区域1区204 10.4.4危险区域0区205 10.4.5相邻危险区205 10.5危险区保护类型205 10.5.1d型保护类型206 10.5.2e型保护类型206 10.5.3i型保护类型207 10.5.4m型保护类型207 10.5.5N型和n型保护类型207 10.5.6o型保护类型208 10.5.7p型保护类型208 10.5.8q型保护类型209 10.5.9s型保护类型209 10.5.10de型保护类型209 10.6防水和防尘保护类型210 10.6.1欧洲标准210 10.6.2美国标准211 10.7危险区域设备认证213 10.8设备铭牌标记214 参考文献214 其他资料215 第11章故障计算与稳定性分析216 11.1概述216 11.2高压恒压源216 11.3低压恒压源218 11.4非恒压源——所有电压等级219 11.5故障发生在发电机一侧时的故障计算220 11.5.1故障前条件或初始条件220 11.5.2计算对称故障电流的有效值221 11.6计算次瞬态过程对称故障电流有效值分量224 11.7采用倍增系数对11.6节中的故障电流I″frms进行计算231 11.7.1示例231 11.7.2分断电流能力233 11.8计算故障电流的计算机程序234 11.8.1故障电流计算——对称电流的有效值和峰值235 11.8.2最简单情况235 11.8.3已知电路的阻抗比235 11.8.4已知发电机的详细数据235 11.8.5电机对故障电流的影响235 11.9电抗器的应用236 11.10关于IEC60363和IEC60909的应用说明240 11.11稳定性分析241 11.11.1静态稳定性241 11.11.2瞬态稳定性244 参考文献248 其他资料249 第12章继电保护250 12.1过流保护介绍250 12.2发电机保护252 12.2.1电源发电机252 12.2.2过流253 12.2.3定子微分电流保护继电器256 12.2.4磁场故障继电器257 12.2.5反向作用功率继电器258 12.2.6反相序继电器259 12.2.7定子接地故障继电器259 12.2.8端子电压过压保护261 12.2.9端子电压欠压保护261 12.2.10欠频与超频保护261 12.3应急柴油发电机262 12.4馈线变压器保护262 12.4.1过流保护264 12.4.2高设定或瞬间电流266 12.4.3上游电源设备特性267 12.5电源电缆保护268 12.5.1过流保护268 12.5.2短路保护268 12.5.3接地故障保护268 12.6配电盘中的汇流排269 12.6.1汇流排区段保护269 12.6.2过流保护270 12.6.3欠压保护270 12.7高压感应电机保护271 12.7.1过载或热保护272 12.7.2瞬间过载电流或高设定过载电流274 12.7.3反相序274 12.7.4线芯平衡接地故障274 12.7.5定子微分电流275 12.7.6失电流275 12.7.7限定电机连续启动次数276 12.7.8欠电流276 12.7.9绕组超温276 12.7.10轴超温276 12.7.11剧烈振动276 12.8低压感应式电机277 12.8.1过载或热保护277 12.8.2瞬间或高设定过流278 12.8.3反相序278 12.8.4线芯平衡接地故障279 12.8.5失电流279 12.8.6限定电机连续启动次数279 12.9低压静态负载保护279 12.9.1延时过流保护279 12.9.2瞬时或高设定过流保护280 12.9.3线芯平衡接地保护280 12.10标准反比时间继电器、高反比时间继电器和超反比时间继电器的数学公式280 参考文献282 第13章接地与屏蔽283 13.1接地的用途283 13.1.1电击283 13.1.2设备损坏284 13.1.3零参考电位285 13.2现场设备285 13.2.1钢结构285 13.2.2就地装置286 13.2.3砖混结构287 13.3接地系统设计287 13.3.1高压系统288 13.3.2低压三相系统289 13.3.3IEC中的接地系统类型290 13.3.4接地回路阻抗294 13.3.5接地棒与接地栅296 13.4接地的结构细节299 13.4.1金属框架、外壳与机柜钢架299 13.4.2螺纹孔入口和光孔入口300 13.4.3电缆单端接地300 13.5电子线路中电缆的屏蔽与接地301 13.5.1电容与电感机理301 13.5.2抗外部干扰的屏蔽层302 13.5.3屏蔽接地305 13.5.4高频屏蔽306 13.5.5电源接地、机柜与干净地307 参考文献308 第14章变速电气驱动310 14.1介绍310 14.1.1环境311 14.1.2电源311 14.1.3经济性312 14.2第一类方法312 14.2.1简单的变压电源313 14.2.2定子绕组变极314 14.2.3磁极调幅电机315 14.2.4绕线型转子感应电机31

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