供配电专业/注册电气工程师常用计算手册

前言
**章 安全 1
**部分 考试大纲 1
第二部分 相关规范和手册 1
第三部分 考点速查表 1
第四部分 考点总结 4
一、人体阻抗 4
二、人体电流效应（通用部分） 5
三、人体电流效应（特殊部分） 5
四、间接接触防护 7
五、RCD 额定剩余动作电流IΔn 的确定 8
六、因高压系统接地故障和低压系统故障引起的低压装置暂时过电压的防护 8
七、大气过电压或操作过电压保护 10
八、安全防护过电流保护 10
九、特殊装置或场所的要求 11
十、光伏（PV）电源装置 11
第二章 环境保护与节能 13
**部分 考试大纲 13
第二部分 相关规范和手册 13
第三部分 考点速查表 13
第四部分 考点总结 16
一、降低变压器空载损耗和负载损耗 16
二、变压器使用年限及更新 16
三、变压器的功率计算 17
四、变压器有功功率损失及有功经济运行 17
五、变压器无功功率消耗及无功经济运行 18
六、变压器综合功率经济运行 18
七、变压器的功率因数 19
八、提高功率因数减少线路损耗和变压器损耗 19
九、电动机节电相关措施 20
十、电气专业年耗电量估算 21
十一、电源电压选择 21
注册电气工程师
常用计算手册 （供配电专业）
十二、输电线路升压降低功率损耗的百分率 21
十三、配电系统采用U10（10kV）和U20（20kV）比较 22
十四、电动机采用660V 与380V 的节电比较 23
十五、双回路或多回路供电时节电策略 23
十六、提高功率因数与节能的关系 23
十七、无功补偿功率因数要求 24
十八、变压器功率损耗计算、综合电能损耗、变压器年运行费用 24
十九、变压器容量选择、多台变压器经济运行的条件 26
二十、经济电流范围、经济电流密度 26
二十一、异步电动机的能效限制 27
二十二、风机、水泵的节能原理 28
二十三、照明节能 29
第三章 负荷分级及计算 30
**部分 考试大纲 30
第二部分 相关规范和手册 30
第三部分 考点速查表 30
第四部分 考点总结 33
一、设备功率的确定 33
二、负荷密度指标法、综合单位指标法、单位产品耗电量法 35
三、需要系数法 35
四、利用系数法计算步骤 36
五、利用系数法用于特殊情形计算 37
六、利用系数法和需要系数法的关联 37
七、单相负荷计算 38
八、弧炉负荷冶炼周期计算法 39
九、尖峰电流计算 39
十、年电能消耗量计算 40
十一、电力线路的功率损耗、电力变压器中的功率损耗、电容器和电抗器的功率损耗、
电网中的电能损耗 40
十二、同步电动机的补偿能力 42
十三、并联电容器无功补偿 42
十四、电容器额定电压和实际输出容量 43
十五、无功补偿 44
第四章 110kV 及以下供配电系统 49
**部分 考试大纲 49
第二部分 相关规范和手册 49
第三部分 考点速查表 49
第四部分 考点总结 52
一、电压偏差 52
二、电压偏差允许值、电压偏差计算、线路电压降允许值、改善电压偏差的主要措施 53
三、三相电压不平衡、电压变动和电压波动、闪变 56
四、闪变的测量和计算 59
五、电动机启动时的电压暂降 62
六、供电中断与供电可靠性 67
七、谐波 68
八、中性点接地方式 71
九、柴油发电机机组容量选择 72
十、EPS 容量计算、UPS 容量计算 73
十一、无功功率及补偿 74
第五章 110kV 及以下变配电站站址选择及电气设备布置 76
**部分 考试大纲 76
第二部分 相关规范和手册 76
第三部分 考点速查表 76
第四部分 考点总结 83
一、20kV 及以下变电站室内、外配电装置*小安全净距 83
二、20kV 及以下变电站配电室内各种通道的*小宽度 83
三、35～110kV 变电站变压器容量选择 84
四、屋外配电装置的安全净距 85
五、屋内配电装置的安全净距 86
六、变压器室通风窗有效面积 87
七、柴油发电机计算 88
八、变配电站电缆损耗计算 90
第六章 短路电流计算 91
**部分 考试大纲 91
第二部分 相关规范和手册 91
第三部分 考点速查表 91
一、《短路计算：IEC 法》考点速查 91
二、《短路计算：实用法》考点速查表 94
第四部分 考点总结 96
一、短路IEC 法计算步骤 96
二、*大短路电流和*小短路电流计算条件（短路IEC 法） 97
三、馈电网络阻抗计算（短路IEC 法） 97
四、变压器阻抗计算（短路IEC 法） 98
五、架空线和电缆阻抗计算（短路IEC 法） 100
六、限流电抗器阻抗计算（短路IEC 法） 101
七、同步发电机、同步调相机、同步发电机阻抗计算（短路IEC 法） 101
八、发电机 − 变压器组阻抗计算（短路IEC 法） 102
九、异步电动机阻抗计算（短路IEC 法） 103
十、静止变频器驱动电动机阻抗计算（短路IEC 法） 104
十一、对称短路电流初始值计算（短路IEC 法） 104
十二、对称短路电流峰值计算（短路IEC 法） 105
十三、短路电流的直流分量计算（短路IEC 法） 106
十四、对称短路开断电流计算（短路IEC 法） 107
十五、稳态短路电流（短路IEC 法） 109
十六、短路电流的热效应（短路IEC 法） 110
十七、远端三相短路计算（短路实用法） 111
十八、近端三相短路计算（短路实用法） 113
十九、三相短路ip 和Ip 的计算（短路实用法） 114
二十、电动机对短路电流的影响（短路实用法） 115
二十一、高压两相短路（短路实用法） 115
二十二、高压单相短路（短路实用法） 116
二十三、低压三相短路（短路实用法） 117
二十四、低压两相短路（短路实用法） 120
二十五、低压单相短路（短路实用法） 120
第七章 110kV 及以下电气设备选择 121
**部分 考试大纲 121
第二部分 相关规范和手册 121
第三部分 考点速查表 121
第四部分 考点总结 129
一、按工作电压选择高压电器 129
二、按工作电流选择高压电器 130
三、按开断电流选择高压电器 131
四、环境温度的影响 133
五、海拔的影响 134
六、高压设备短路稳定校验 136
七、短路电流效应计算——硬导体布置（IEC 法） 137
八、短路电流效应计算——软导线布置（IEC 法） 139
九、裸导体的热效应（IEC 法） 146
十、导体动稳定（实用法） 146
十一、高压电器及开关设备动稳定（实用法） 148
十二、高压电器、开关设备及导体短路动稳定校验计算公式 149
十三、高压设备热效应（实用法） 150
十四、高压电器、开关设备及导体等的短路热稳定校验 153
十五、断路器（高压电器） 153
十六、高压交流负荷开关 154
十七、高压交流熔断器 155
十八、高压负荷开关——熔断器组合电器 156
十九、隔离开关和接地开关 157
二十、电抗器（高压设备） 158
二十一、中性点接地设备（高压设备） 159
二十二、高压绝缘子 162
二十三、GIS、交流金属封闭开关柜 162
二十四、高压电流互感器 163
二十五、低压电器选择的基本要求 163
二十六、过负荷保护（低压配电线路） 164
二十七、短路保护（低压配电线路） 164
二十八、短路保护故障情况下的自动切断电源（低压配电线路） 166
二十九、低压断路器选择 167
三十、低压熔断器选择 169
三十一、保护电器的级间选择性 171
三十二、低压成套无功功率补偿装置的选择 172
三十三、爆炸、火灾危险环境低压电器选择 172
三十四、低压电动机 173
三十五、起重机 177
三十六、电梯和自动扶梯 179
三十七、电焊机 179
三十八、电阻炉 180
三十九、整流器 180
四十、工业探伤设备及医用射线设备 181
四十一、导体和电缆在断续和短时负载下载流量 183
四十二、其他通用用电设备 183
第八章 35kV 及以下导体、电缆及架空线路的设计 185
**部分 考试大纲 185
第二部分 相关规范和手册 185
第三部分 考点速查表 185
一、导体选择、电缆选择 185
二、导体电缆截面选择的常用方法 186
三、66kV 及以下架空电力线路设计 189
四、电力工程高压送电线路设计 189
第四部分 考点总结 192
一、高压导体选择 192
二、低压导体选择 194
三、电缆选择 196
四、导体电缆截面选择的常用方法 202
五、66kV 及以下架空电力线路设计 222
六、绝缘子片数选择 226
七、电力工程高压送电线路设计 227
第九章 110kV 及以下变配电所控制、测量、继电保护及自动装置 239
**部分 考试大纲 239
第二部分 相关规范和手册 239
第三部分 考点速查表 239
第四部分 考点总结 243
一、电力变压器的保护 243
二、110kV 线路的保护 249
三、110kV 母线及分段断路器的保护 253
四、20kV 电力电容器的保护 257
五、10kV 电动机的保护 262
六、保护用电流互感器及电压互感器 266
七、接地信号与接地保护 270
八、交流操作的继电保护 272
九、继电保护装置的动作配合 273
十、自动重合闸装置及备用电源自动投入装置 273
十一、测量 273
第十章 变配电所操作电源 276
**部分 考试大纲 276
第二部分 相关规范和手册 276
第三部分 考点速查表 276
第四部分 考点总结 278
一、蓄电池个数选择 278
二、充电装置额定电流、电压、回路设备、高频开关电源模块配置选择 279
三、负荷统计及容量计算 280
四、电缆截面的选择 283
五、短路电流计算 286
六、直流断路器选择 286
七、隔离开关选择 290
八、熔断器选择 290
九、降压装置 291
十、DC/DC 变换装置 291
十一、直流电动机启动设备 291
第十一章 防雷及过电压保护 292
**部分 考试大纲 292
第二部分 相关规范和手册 292
第三部分 考点速查表 292
一、防雷考点速查 292
二、过电压考点速查 296
第四部分 考点总结 300
一、建筑物防雷分类 300
二、建筑物的防雷措施简述 301
三、**类防雷建筑物各种间隔距离（防反击） 302
四、架空线转换成一段金属铠装电缆或护套电缆穿管直埋地引入时的埋地长度 303
五、外部防雷的环形接地体（各类防雷建筑物） 303
六、防雷建筑物电源配电箱处SPD 冲击电流值（各类防雷建筑物） 304
七、钢筋表面积、人工接地体（第二、第三类防雷建筑物） 305
八、为防反击所要求的金属物（线路）与引下线的间隔距离（二、三类） 307
九、第二、三类防雷建筑物防侧击 308
十、一座防雷建筑物中兼有**、二、三类防雷建筑物时防雷措施 308
十一、一座建筑物中仅有一部分为**、二、三类防雷建筑物时防雷措施 309
十二、采用接闪器保护建筑物、封闭气罐时滚球法保护范围 309
十三、固定在建筑物上的节日彩灯等用电设备和线路防止闪电电涌侵入的措施 309
十四、粮、棉及易燃物大量集中的露天堆场用滚球法的保护范围 311
十五、防雷等电位联结各连接部件*小截面 311
十六、女儿墙是否安装接闪网判据 311
十七、建筑物外附近雷击的情况下防雷区内磁场强度的计算 312
十八、当建筑物顶防直击雷装置接闪时防雷区内磁场强度的计算 314
十九、SPD 的Up/f 与被保护设备Uw 的关系 315
二十、建筑物年预计雷击次数 315
二十一、接地装置冲击接地电阻与工频接地电阻的换算 317
二十二、滚球法确定接闪器的保护范围 318
二十三、分流系数kc 325
二十四、环路中感应电压和电流的计算 326
二十五、电缆从户外进入户内的屏蔽层截面积 328
二十六、SPD 的设置位置及技术参数 329
二十七、中性点接地方式总结表 331
二十八、过电压计算总结表 332
二十九、限制操作过电压用MOA 的基本要求 334
三十、避雷针和避雷线的保护范围 335
三十一、线路的雷电过电压保护 340
三十二、独立避雷针（线）与配电装置带电部分间的空气中距离以及与接地网间的
地中距离 342
三十三、范围Ⅰ发电厂和变电站高压配电装置的雷电侵入波过电压保护 343
三十四、配电系统的雷电过电压保护 347
三十五、旋转电机的雷电过电压保护 348
三十六、绝缘配合原则 350
三十七、架空输电线路的绝缘配合 350
三十八、变电站绝缘子串及空气间隙的绝缘配合 351
三十九、变电站电气设备的绝缘配合 352
四十、外绝缘放电电压的海拔修正 353
四十一、架空线路和变电站雷电性能的分析计算方法 354
四十二、电气设备承受一定幅值和时间暂时过电压的要求 356
第十二章 接地 357
**部分 考试大纲 357
第二部分 相关规范和手册 357
第三部分 考点速查表 357
第四部分 考点总结 359
一、接触电位差和跨步电位差要求 359
二、GIS 设备接触电位差判据 364
三、GIS 专用接地网与总接地网连接线截面 364
四、接地电阻要求总结表 365
五、高压电气装置接地导体（线）的热稳定校验 366
六、季节系数对土壤电阻率及接地电阻的影响 368
七、杆塔接地电阻计算 369
八、土壤中人工接地接工频接地电阻的计算 371
九、自然接地体的接地电阻计算 374
十、经发电厂和变电站接地网的入地故障电流及地电位升高 377
十一、不等间距布置长方形接地网的接地电阻计算 378
十二、土壤电阻率的测量 378
十三、电子设备接地的型式（单点接地和多点接地） 379
十四、外加电流阴极保护*佳保护参数 379
第十三章 照明 380
**部分 考试大纲 380
第二部分 相关规范和手册 380
第三部分 考点速查表 380
第四部分 考点总结 385
一、点光源的点（平面上某点）照度计算 385
二、线光源的点（平面上某点）照度计算 389
三、面光源的点（平面上某点）照度计算 391
四、平均照度的计算 396
五、单位容量计算 398
六、平均球面照度与平均柱面照度的计算 398
七、投光灯照度计算 399
八、教室照明 399
九、道路照明照度计算 400
十、亮度和照度关系 402
十一、眩光 404
十二、灯具距高比 406
十三、灯具经济技术分析 406
十四、照明线路熔断器保护 406
十五、照明线路断路器保护 407
十六、照明线路剩余电流保护 408
十七、照明线路截面积选择 408
十八、观演建筑照明 411
十九、小型电视演播室照明 411
二十、体育场馆照明 412
二十一、美术馆和博物馆照明 415
二十二、照明测量 415
二十三、LPD 计算及限值 418
二十四、导光管采光照度计算 418
第十四章 电气传动 421
**部分 考试大纲 421
第二部分 相关规范和手册 421
第三部分 考点速查表 421
第四部分 考点总结 429
一、电动机机械特性 429
二、常用公式及机械电机资料 431
三、带飞轮的轧钢机（由绕线型电动机传动） 434
四、负荷平稳的连续工作制（S1）电动机选择 434
五、周期性波动负荷连续工作制（S6）电动机选择 435
六、短时工作制电动机（S2）电动机选择 435
七、反复短时工作制电动机（S3，S4，S5，S7，S8）选择 436
八、电动机容量的修正 438
九、交流电动机的各种启动方式 438
十、交流电动机各种制动方式 439
十一、低压笼型电动机的启动 439
十二、低压笼型电动机的能耗制动 441
十三、低压绕线型电动机启动用频敏变阻器的选择和计算 442
十四、低压绕线型电动机启动电阻的选择和计算 444
十五、低压绕线型电动机反接制动电阻的选择和计算 447
十六、低压绕线型电动机能耗制动电阻的选择和计算 447
十七、高压大型同步电动机全压启动、降压启动 448
十八、高压大型同步电动机*低允许启动电压计算 451
十九、高压大型同步电动机能耗制动电阻（频敏变阻器）计算 452
二十、高压大型异步电动机启动压降的工程计算 453
二十一、高压大型异步电动机稳定性计算 454
二十二、交流电机的转速及调速方式 454
二十三、简单交流调速 455
二十四、串级调速 457
二十五、双馈调速 460
二十六、变频调速 460
二十七、无换向器电动机调速 465
二十八、交流电动机的矢量控制系统 466
二十九、带飞轮传动装置的异步电动机的转差率调节 467
三十、液力偶合器调速 468
三十一、变流电路的电量关系 469
三十二、整流变压器 472
三十三、平波和均衡电抗器的计算 474
三十四、晶闸管的选择和串并联 475
三十五、晶闸管的保护 476
三十六、晶闸管变流器直流调速系统 481
第十五章 建筑智能化 482
**部分 考试大纲 482
第二部分 相关规范和手册 482
第三部分 考点速查表 482
第四部分 考点总结 486
一、GB 50116—2013《火灾自动报警系统设计规范》 486
二、GB 50348—2018《安全防范工程技术标准》 492
三、GB 50395—2007《视频安防监控系统工程设计规范》 492
四、GB 50396—2007《出入口控制系统工程设计规范》 493
五、GB 50174—2017《数据中心设计规范》 495
六、GB 50198—2011《民用闭路监视电视系统工程技术规范》 496
七、GB 50526—2010《公共广播系统工程技术规范》 497
八、GB 50371—2006《厅堂扩声系统设计规范》 499
九、GB 50464—2008《视频显示系统工程技术规范》 499
十、GB 50635—2010《会议电视会场系统工程设计规范》 500
十一、GB 50115—2019《 工业电视系统工程设计规范》 502
十二、GB 50524—2010《红外线同声传译系统工程技术规范》 503
十三、GB 50799—2012《电子会议系统工程设计规范》 504
十四、JGJ 242—2011《住宅建筑电气设计规范》 505
十五、GB 50038—2005《人民防空地下室设计规范》 507
十六、GB 50343—2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》 508
十七、JGJ 16—2008《民用建筑电气设计规范》 513
十八、GB 50311—2016《综合布线系统工程设计规范》 524
附录A 本书简写说明 533
附录B 注册电气工程师执业资格考试（供配电专业）参考规范、规程及设计手册清单 534