本书与《水电厂动力设备》上下衔接，相辅相成，并配有《水电厂电气及动力设备习题集》。
本书以介绍中小型水电厂电气设备为主，共6个章节，简要介绍了水电厂电气设备的基本知识，包括：发电厂与电力系统、交流电实用技术、变压器基本原理、同步发电机基本原理、三相交流电源连接以及电子实用技术，重点介绍了电气一次设备、生产用电、电气二次回路、水电厂计算机监控、水电厂运行安全管理。文中部分设备同时配有视图和实物照片，便于读者对视图的读图和识图。本书配有电子书，扫描封底二维码即可获得。
本书适合作为本科院校电气类、新能源类专业的教材，也可作为中小型水电厂高低压机组运行工的现场技能培训和上岗培训用书，亦可供水电厂职工作为自学参考书。
第一章电气设备概述1
第一节发电厂与电力系统1
一、水电厂电气设备组成1
二、电力系统组成2
第二节交流电实用技术3
一、负荷功率因数过低对电力生产的影响3
二、利用通电线圈磁场的自动化元件6
第三节变压器基本原理10
一、变压器的变流原理10
二、自耦变压器原理12
第四节同步发电机基本原理12
一、同步发电机的三相交流电动势12
二、同步发电机内的旋转磁场13
三、同步发电机带有功负荷的内部电磁原理16
四、三相交流电动机内的电能与机械能转换16
五、同步发电机带感性无功负荷的内部电磁原理18
六、同步电机的四种工况19
第五节三相交流电源连接20
一、三相星形联结20
二、三相三角形联结23
三、电源的三相交流功率计算24
第六节电子实用技术25
一、电力电子变流技术25
二、三极管及三极管的工作区33
三、模拟电路36
四、逻辑电路37
五、数字电路37
六、高低电位值38
第二章电气一次设备39
第一节同步发电机39
一、发电机转子结构41
二、发电机定子结构43
三、发电机的冷却48
四、碳刷滑环机构49
五、轴电流50
六、发电机的型号51
第二节主变压器52
一、主变压器结构52
二、主变压器电源侧三相绕组连接方式57
三、主变压器负荷侧三相绕组连接方式57
四、终端变压器负荷侧三相绕组连接方式61
第三节高压配电装置65
一、隔离开关65
二、断路器67
三、高压熔断器76
四、避雷器77
五、电压互感器79
六、电流互感器82
第四节电气一次主接线87
一、高压机组电气一次主接线87
二、低压机组电气一次主接线94
第三章生产用电96
第一节交流厂用电96
一、厂用变压器96
二、厂用电的备用电源97
三、交流厂用电电气屏柜98
四、交流厂用电的测量100
五、交流电力稳压器101
六、三相异步电动机102
七、交流厂用电系统105
第二节微机直流厂用电108
一、直流装置的系统组成108
二、直流电的测量方法108
三、微机直流系统110
第三节微机励磁系统120
一、励磁电流的作用120
二、高压机组微机励磁整流回路121
三、低压机组发电机励磁系统129
第四节电网电压调整135
一、无功负荷对电网电压的影响135
二、电网的无功功率平衡原则136
三、电网电压无功管理方法136
第四章电气二次回路137
第一节自动化元件137
一、开关元件137
二、信息采集元件141
三、智能仪表154
四、自动化元件应用举例156
第二节微机励磁系统二次回路158
一、双微机励磁调节器158
二、双微机励磁调节器的开关量输入回路162
三、双微机励磁调节器开关量的输出回路165
四、快熔发信器信号回路167
五、起励操作回路167
六、灭磁开关操作回路168
第三节微机同期装置169
一、水电厂电气设备的同期点169
二、同期操作方式170
三、同期信号比较170
四、发电机同期操作170
五、线路同期操作177
六、主变低压侧断路器操作181
第四节微机继电保护182
一、微机继电保护模块硬件原理182
二、发电机微机保护183
三、主变和线路微机保护196
第五节交流厂用电二次回路205
一、交流厂用电计量监测回路205
二、空压机控制回路206
三、集水井排水泵控制回路209
四、调速器油泵控制回路210
五、事故照明备用电源自动切换回路212
第六节机组测温制动屏二次回路213
一、温度控制仪输入/输出回路213
二、温度巡检仪输入/输出回路214
三、剪断销信号装置输入/输出回路214
四、电气式转速信号装置输入/输出回路216
五、风闸制动操作回路217
六、机组技术供水自动投入/退出回路217
第五章水电厂计算机监控219
第一节水电厂计算机监控系统结构219
一、计算机监控模块219
二、计算机监测功能220
三、计算机控制功能222
四、水电厂计算机监控系统结构224
五、水电厂计算机监控系统的通信227
第二节球阀PLC控制229
一、开关量输入模块输入回路229
二、旁通阀电动机电气回路231
三、球阀电动机电气回路232
四、开关量输出模块输出回路234
第三节机组PLC控制236
一、开关量输入模块输入回路237
二、模拟量输入模块输入回路242
三、开关量输出模块输出回路243
四、机组事故停机和紧急停机动作的开关量246
五、中央处理器CPU模块247
六、全用开关量联系的下位机248
第四节公用PLC控制248
一、开关量输入模块输入回路248
二、模拟量输入模块输入回路256
三、开关量输出模块输出回路257
四、中央处理器CPU模块259
五、中央音响信号系统259
第五节计算机监控机组操作流程261
一、水轮发电机组操作步骤261
二、机组正常开机计算机操作流程263
三、机组正常停机计算机操作流程264
四、机组事故停机计算机操作流程264
五、机组紧急停机计算机操作流程265
六、计算机监控运行注意事项266
第六章 水电厂运行安全管理267
第一节电气设备运行安全管理267
一、发电机设备安全管理267
二、变压器设备安全管理268
三、电气二次设备安全管理269
四、生产用电安全管理269
第二节电气设备操作安全管理270
一、电气设备上安全工作的组织措施270
二、电气设备上安全工作的技术措施273
三、倒闸操作的安全管理275
四、其它高压配电装置的安全要求277
五、防止电气误操作的措施277
六、低压机组安全管理279
第三节电气设备操作安全用具280
一、安全照明灯具281
二、防毒面具281
三、护目眼镜281
四、绝缘杆281
五、绝缘夹钳282
六、绝缘手套282
七、绝缘靴（鞋）283
八、绝缘垫283
九、绝缘台283
十、验电笔284
第四节水电厂调度安全管理285
一、电网调度术语285
二、水电厂调度安全287
第五节水电厂消防安全管理288
一、厂房消防安全管理288
二、发电机消防安全管理289
三、油系统消防安全管理289
四、变压器消防安全管理289
第六节水电厂生产安全管理制度289
一、工作票制度290
二、操作票制度290
三、交接班制度290
四、巡回检查制度290
五、设备定期试验与轮换制度290
附录291
附表Ⅰ发电厂（变电所）第一种工作票291
附表Ⅱ发电厂（变电所）第二种工作票292
附表Ⅲ发电厂（变电所）倒闸操作票293
参考文献294
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