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出版者:华南理工大学出版社

作者:陶权,吴尚庆

出品人:

页数:152

译者:

出版时间:2007-8

价格:19.00元

装帧:

isbn号码:9787562326557

丛书系列:

图书标签:

• 变频器
• 电机控制
• 电力电子
• 工业自动化
• 驱动技术
• 节能技术
• 故障诊断
• 应用案例
• 控制系统
• 电气工程

《高压开关设备及控制技术》 内容简介 本书旨在系统阐述高压开关设备的设计原理、制造工艺、试验检测以及运行维护等关键技术。随着电力系统的不断发展和对供电可靠性、安全性的更高要求，高压开关设备作为电力系统中的核心控制与保护单元，其技术水平直接关系到整个电网的稳定运行。本书内容涵盖了从基础理论到前沿应用的完整知识体系，力求为电力工程技术人员、相关专业的研究生及本科生提供一本全面而深入的参考资料。 第一部分：高压开关设备基础理论 本部分首先从电力系统基础出发，回顾高压电气设备的基本概念和分类。重点解析了高压断路器、隔离开关、接地开关等主要设备的工作原理。深入探讨了电弧的产生、发展与熄灭机理，这是理解高压开关设备灭弧技术的核心。详细介绍了不同工况下电弧的特性，包括真空、SF6气体及空气介质中的电弧行为。此外，还涵盖了绝缘配合原理，阐述了不同电压等级下设备的耐受电压、冲击耐受能力以及介质强度要求。通过对这些基础理论的扎实讲解，为后续的设备详细分析奠定坚实的理论基础。 第二部分：主要高压开关设备结构与原理 本部分聚焦于当前电力系统中广泛应用的高压开关设备。 高压断路器： 详细介绍了SF6断路器、真空断路器和有载分接开关（载波）的结构特点和操作机构。 SF6断路器： 分析了SF6气体的优异灭弧性能、绝缘特性，重点剖析了断开大电流、容性电流和空载电流时的灭弧过程及引起的过电压问题。深入讲解了断路器中的灭弧室结构、压力容器设计以及气体密封技术。 真空断路器： 阐述了真空灭弧的优势，特别是对操作频率高、维护量小的场合的应用。重点解析了真空灭弧室的制造工艺、触头材料的选择及其在不同环境下的寿命评估。 操作机构： 详细对比了弹簧机构、液压机构和永磁机构的优缺点，分析了机构的运动特性、储能方式以及对断路器操作性能的影响。 隔离开关与接地开关： 阐述了隔离设备在保证安全距离、可见隔离点方面的作用。分析了不同类型隔离开关（如户内、户外、水平开启式、垂直升降式）的机械联锁与电气联锁设计，确保操作的安全性。 第三部分：高压开关设备的制造与试验 本部分深入探讨了高压开关设备从设计到出厂的整个质量控制过程。 设计与制造工艺： 涵盖了设备的设计规范、材料选择（导电材料、绝缘材料、结构材料）以及关键部件的加工技术。特别关注了真空泡的焊接、SF6设备的密封技术以及关键部件的机械加工精度要求。 试验与检测技术： 这是确保设备可靠性的关键环节。本书系统介绍了出厂试验、型式试验和交接试验的标准和方法。 电气试验： 详细讲解了工频耐受试验、雷电冲击试验、操作顺序试验等。对试验回路的构成、标准电压的产生及测量方法进行了详尽的描述。 机械性能试验： 包括操作机构的寿命试验、分合闸时间测量、不同温度下的机构动作试验等。 环境适应性试验： 如盐雾试验、污秽试验、高低温试验，以确保设备在各种复杂环境下的可靠运行。 第四部分：继电保护与自动化控制 高压开关设备的操作与保护密不可分。本部分聚焦于集成在开关设备中的保护与控制系统。 继电保护原理： 介绍了电流保护、距离保护、纵差动保护等在变电站中的应用，以及如何根据系统运行条件整定保护参数。 保护装置： 分析了微机保护装置的基本构成、通讯接口标准（如IEC 61850）以及故障信息的记录与分析功能。 控制回路设计： 讲解了就地控制、远方控制的回路设计规范，强调了防误闭锁逻辑的设计，确保操作人员在任何情况下都无法做出危及设备安全的误操作。阐述了直流电源系统的可靠性要求及其对控制回路的影响。 第五部分：运行、维护与故障诊断 本部分提供了高压开关设备实际运行中的管理与维护指导。 运行管理： 讨论了设备定期巡检的要求，包括观察指示、检查声音、测量温度等。强调了操作票制度的执行和运行交接班的规范。 预防性维护： 详细说明了不同类型断路器（SF6、真空）的维护周期和维护内容，如SF6气体采样分析、真空度的检测、触头电阻的测量以及机构的润滑与调整。 故障诊断与处理： 针对开关设备常见的故障类型，如机构拒动、密封泄漏、过电压跳闸等，提供了系统的故障排查流程和处理建议。分析了故障录波数据，帮助工程师快速定位问题根源。 第六部分：前沿技术与发展趋势 展望了高压开关设备的未来发展方向，包括超高压直流断路器的技术挑战、新型灭弧介质的研究、智能开关设备的集成化与无线化，以及在柔性直流电网（HVDC）中的应用前景。 本书结构严谨，内容详实，图表丰富，是理解和掌握高压开关设备核心技术的专业技术读物。

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阅读过程中，我注意到了书中对于软件和固件层面的讨论非常谨慎，几乎避开了当前市场上主流的PLC或SCADA系统与之集成的具体方法论。它在硬件层面剖析了IGBT模块的开关特性，分析了PWM的调制策略，但当谈到如何通过HMI界面进行参数配置时，笔墨明显不足。比如，对于目前非常流行的基于MODBUS TCP或PROFINET协议的数据交换，书中仅仅停留在协议标准的基本介绍上，并未深入阐述在实际工程项目中，如何处理数据类型转换、如何构建健壮的通信链路、以及如何应对通信中断时的安全逻辑设定。我本以为这本书会提供一些关于嵌入式系统与变频器控制单元交互的代码示例或者流程图，但最终发现这方面的内容几乎是空白。这使得这本书在作为一本“应用技术”指南时，略显底气不足，因为它遗漏了现代工业自动化系统中，人机交互和数据互联这两个至关重要的环节。对于一个想要全面掌握变频器部署的工程师来说，缺少了这部分“落地”的实操指导，总感觉知识体系中存在一个悬空的支点。

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从定价和市场定位来看，我期待这本书能更贴近产业前沿的创新方向。目前书中的内容，很大一部分停留在上一个十年的主流技术水平，比如关于永磁同步电机（PMSM）的控制，更多的是基于经典的磁场定向控制（FOC）的理论阐述。虽然这部分内容扎实，但对于当下越来越普及的直接转矩控制（DTC）及其优化算法，或者面向新能源汽车驱动系统的宽禁带半导体（SiC/GaN）在变频器中的应用前景，书中几乎没有涉及。我原本希望能读到关于“绿色能源”与变频器技术结合的深度分析，例如光伏逆变器的并网控制策略，或者储能系统中的双向变流器的拓扑选择与保护机制。这本书给我的感觉，更像是一本优秀的、但略显陈旧的“百科全书”，它详尽地记录了变频器技术的发展历程中的经典篇章，却对正在上演的、更具颠覆性的下一幕显得有些后知后觉。它是一部坚实的基石，但缺乏引领未来的视野和探索的勇气。

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这本书的装帧设计着实吸引人，封面那种深邃的蓝与跳动的电路图纹理结合得恰到好处，初拿到手里就有一种专业而沉稳的感觉。我原本是带着对高新技术的向往翻开它的，期待能系统地了解电流、电压如何被“驯服”并应用于驱动机械的各个角落。然而，在阅读初期，我发现它更像是一本理论的教科书，大量篇幅沉浸在半导体器件的特性、电磁兼容性的数学推导之中。虽然这些内容对于打下坚实的基础至关重要，但对于我这种更偏向实践操作的工程师来说，前几章的阅读体验略显枯燥。我原本希望看到更多关于实际故障排查的案例，比如在特定负载下变频器因过载保护而跳闸的现场记录与分析，或是不同品牌变频器在应对高动态响应要求时的细微差别。这本书的叙事节奏似乎更倾向于“为何如此”，而非“如何解决”。我尝试着去理解那些复杂的傅里叶变换在逆变器控制中的应用，但感觉自己更像是在钻研纯粹的电子物理学，而不是触摸到变频器那颗“会跳动的心脏”。或许是我期望值过高，总觉得少了些许工程应用中的“烟火气”，那些关于现场调试中的参数设置误区、IP等级防护对散热的影响等更具实操性的细节，被精妙的理论推演所掩盖了。

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这本书的图表质量，虽然数量不少，但在清晰度和标注的规范性上，似乎还有提升的空间。有几张关于空间矢量控制（SVPWM）的扇区划分图，线条非常密集，关键的电压矢量方向箭头模糊不清，如果不是我事先对这个概念有所了解，单凭这张图是很难快速建立直观认知的。此外，很多公式的推导过程，虽然理论上是完备的，但中间省略了太多的中间步骤，作者似乎预设读者具备深厚的微积分和线性代数功底。对于我这样需要通过“看例题”来巩固理解的人来说，公式的“跳跃性”很大，让人难以追踪每一步是如何从物理意义转化到数学表达式的。特别是涉及到一些特定滤波器设计和阻尼环节的选取时，图示中缺乏对输入输出信号波形的对比展示，导致我无法直观地判断不同参数设置对系统动态性能的具体影响。这种“纸上谈兵”式的图表呈现，使得原本复杂的概念更添一层抽象的迷雾。

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这本书的章节组织结构，坦白说，显得有些过于庞大和分散。它似乎试图涵盖变频器技术的方方面面，从最基础的电力电子学原理，到复杂的矢量控制算法，再到最新的网络通信协议。这种“大而全”的思路固然能体现作者的广博，但在实际阅读过程中，我发现很难找到一条清晰的主线来串联这些知识点。比如，在讲到直流斩波电路时，我正试图理解它如何影响后续的电压波形；紧接着，作者笔锋一转，跳到了工业以太网在分布式控制中的应用，这中间的过渡显得非常突兀。我需要频繁地在不同章节间往返查阅定义和背景知识，这极大地打断了我的学习连贯性。我更倾向于那种逻辑严密的叙事：先确定应用场景，然后介绍所需的核心技术，最后展示具体的实现步骤与优化策略。这本书更像是把所有相关资料汇集成册，缺乏一种精心雕琢的“导游”带领读者逐步深入核心区域。如果能将不同复杂度的应用场景进行模块化划分，让初学者可以先掌握基础恒转矩应用，再逐步引入伺服跟随、高精度定位等高级课题，阅读体验可能会更加流畅和有效。

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