本书是一本覆盖工厂供配电设计全过程的专业教材，全书共9章，内容包括绪论，负荷计算与无功功率补偿，短路电流计算及其效应分析，工厂变配电所及其一次系统，电力线路的选择与敷设，工厂供电系统的保护装置，工厂供电系统的二次回路，防雷、接地与电气安全，电气照明。在中国大学慕课网站（https://www.icourse163.org/）有本书配套的慕课视频，可供读者线上学习，网站中的测试可用于评价学习效果。
本书适用于普通高等院校的电气工程及其自动化、自动化、建筑电气与智能化等相关专业本科生，同时也适合作为供配电工程设计、监理、运行等人员的技术参考书籍。

本书以践行新工科人才培养理念为目标，从“点”到“面”融入工程实践。
以落实立德树人根本任务为抓手，深度挖掘提炼课程知识体系中所蕴含的思想价值和精神内涵，融入思政元素，注重理论与实践相结合。
采用新形态教材模式，通过扫描二维码或者登录数字课程网站，可以观看学习主要知识点微课视频；全书采用双色印刷，教材中的定义、定理以及重点内容等均用彩色进行标注；各章节设置内容提要，末尾附有习题与思考题，方便读者自学与复习；配套教学辅助资源丰富，全书配有慕课、微视频、PPT、教案等教学资源。

“工厂供电”主要研究工厂供配电系统基础理论、工程设计以及运行维护等，是高等学校电气信息类专业的一门核心基础课程。本书遵循新工科建设要求，以工程应用为目的，围绕“双碳”目标和“零碳”计划，遵循国家标准规范要求，设计章节内容。本书内容涵盖工厂供配电基础理论以及工厂供配电系统设计、运行维护等理论与范式研究，以工厂整体供配电系统设计作为综合性工程案例，设计教学主线，加深课程内容深度，增加课程的挑战性，培养学习者解决复杂工程问题的综合能力和高级思维。
通过该课程学习，可以帮助广大学习者抽象、归纳实际工厂供配电系统的工程设计问题，能够理解并选用合适的方法进行负荷计算与各种短路电流计算，并理解其局限性；从工厂内部的电能供应和分配的角度对工厂变电所一次系统主接线进行分析，并尝试改进；能够对变压器、互感器、一次开关设备、线路等主设备在工厂一次系统中的功能与地位进行研究，并在考虑各种制约因素的情况下对电气主设备及线路进行选择与校验；能够理解工厂供电系统继电保护、防雷接地及电气照明系统的设计规则，并熟悉相关国家标准和规范。
本书共9章，具体内容包括绪论，负荷计算与无功功率补偿，短路电流计算及其效应分析，工厂变配电所及其一次系统，电力线路的选择与敷设，工厂供电系统的保护装置，工厂供电系统的二次回路，防雷、接地与电气安全，电气照明等。
本书在编写时遵循“以工铸魂，以电培基；通专融合，德能并举”的理念。与同类教材相比，本书具有以下特色。
（1）强调工程性，创新提升
本书以践行新工科人才培养理念为目标，从“点”到“面”融入工程实践。以实际供配电设备为载体引出具体知识点，将国家标准、行业规范与理论知识互融；以工厂整体供配电系统设计作为综合性工程案例，设计提纲主线，加深内容深度，增加学习挑战性，培养读者解决复杂问题的综合能力和高级思维。
（2）突出思政性，润物无声
本书编写过程中，以落实立德树人根本任务为抓手，深度挖掘提炼课程知识体系中所蕴含的思想价值和精神内涵，将爱国精神、创新精神、工匠精神等思政元素有机融入教学内容，坚持不懈培育和弘扬社会主义核心价值观，激励读者秉持奋斗精神、团结协作、推动科技创新，在潜移默化中提升学生的专业素养和爱国情怀。
（3）提供方便性，学习友好
本书采用新形态教材模式，通过扫描二维码或者登录数字课程网站，可以观看学习主要知识点微课视频；全书采用双色印刷，教材中的定义、定理以及重点内容等均用彩色进行标注；各章节设置内容提要，末尾附有习题与思考题，方便读者自学与复习；配套教学辅助资源丰富，全书配有慕课、微视频、PPT、教案等教学资源。
本书由北京林业大学联合中国电力科学研究院、中国矿业大学、上海应用技术大学以及北京天鸿圆方建筑设计有限责任公司共同编写，同济大学牟龙华教授担任主审。全书由北京林业大学张军国教授、刘素梅副教授任主编，负责全书的框架构思、编写组织及整体统稿工作；中国矿业大学李国欣副教授、北京林业大学谢将剑副教授、北京天鸿圆方建筑设计有限责任公司钱一鸣高级工程师任副主编。其中张军国、李国欣编写第1章，于明、钱一鸣编写第2章，李国欣、刘素梅编写第3章，刘素梅、宗剑编写第4章，张军国编写第5章，谢将剑、林繁涛编写第6章，谢将剑、王贺编写第7章，钱一鸣、刘素梅编写第8章，张军国、许彦峰编写第9章。北京林业大学赵潞翔、祁笑笑、袁泉、朱灏、吴楚宏、孙济伦、葛永泰等同学参与了资料收集、文字校稿等工作。此外，国电力科学研究院冯宇教授级高工、大连第一互感器有限责任公司（集团）沙玉洲教授级高工、中国矿业大学李晓波副教授、西华大学张力副教授，以及机械工业出版社的大力支持和帮助，在此一并表示衷心感谢。
本书在编写过程中，学习和参考了大量相关参考资料，在此向资料的所有作者表示感谢。由于编者水平有限，书中不妥之处在所难免，恳请同行专家和广大读者批评指正。

高等院校教师

前言
第1章　绪论 1
1.1　课程背景及特点 1
1.2　电力系统的基本概念及
运行要求 1
1.2.1　电力系统的基本概念 2
1.2.2　电力系统运行的特点和
要求 4
1.2.3　电力系统的中性点
运行方式 5
1.3　电力系统额定电压的规定及
适用范围 6
1.4　供配电系统的概念、组成及
发展趋势 10
1.5　本章小结 16
1.6?习题与思考题 16
第2章　负荷计算与
无功功率补偿 18
2.1　电力负荷 18
2.1.1　基本概念 18
2.1.2　负荷分级与供电要求 18
2.1.3　用电设备工作制 19
2.1.4　设备容量的计算 20
2.2　负荷曲线 21
2.2.1　基本概念 21
2.2.2　典型曲线 21
2.2.3　负荷曲线相关特征参数 23
2.3　三相用电设备组计算负荷的
确定 25
2.3.1　需要系数法 25
2.3.2　二项式法 27
2.3.3?单位指标法 29
2.4　单相用电设备组计算负荷的
确定 29
2.4.1　单相负荷计算的原则 29
2.4.2　单相负荷换算为等效三相
负荷的一般方法 30
2.5　工厂计算负荷的确定 31
2.5.1　用户计算负荷的确定 31
2.5.2　线路功率损耗和
电能损耗 34
2.5.3　变压器功率损耗和
电能损耗 35
2.6?尖峰电流及其计算 38
2.7　无功功率补偿及补偿后
工厂计算负荷的计算 39
2.7.1　功率因数定义 39
2.7.2　提高功率因数措施 40
2.7.3　并联电力电容器补偿 41
2.7.4　无功功率补偿计算 43
2.7.5　无功功率补偿后的
负荷计算 44
2.8　本章小结 45
2.9?习题与思考题 46
第3章　短路电流计算及其
效应分析 47
3.1　短路的原因、危害和类型 47
3.1.1　短路的原因 47
3.1.2　短路的危害 47
3.1.3　短路的类型 48
3.2　无限大容量供电系统三相
短路暂态过程 49
3.2.1　无限大容量供电系统
三相短路暂态过程分析 49
3.2.2　三相短路的有关物理量 51
3.3　三相短路电流计算 53
3.3.1　有名值法 53
3.3.2　标幺值法 55
3.4　不对称短路电流计算 60
3.4.1　对称分量法的基本原理 60
3.4.2　不对称短路电流的计算 61
3.5　短路电流的效应分析 65
3.5.1　电动力效应和动稳定度 65
3.5.2　热效应和热稳定度 66
3.6　本章小结 70
3.7?习题与思考题 71
第4章　工厂变配电所及其
一次系统 72
4.1　变配电所一次设备基本概念 72
4.2　电力变压器 73
4.2.1　变压器的型号及分类 73
4.2.2　变压器台数及容量选择 75
4.2.3　变压器的联结组标号及
并列运行条件 76
4.3　互感器 77
4.3.1　电磁式电流互感器 77
4.3.2　电磁式电压互感器 80
4.4　高低压一次开关设备 83
4.4.1　高压一次开关设备 83
4.4.2　低压一次开关设备 88
4.5　高低压一次开关设备的选择 90
4.5.1　开关设备选择的
一般原则 90
4.5.2　高压开关设备的选择 91
4.5.3　低压一次开关设备的
选择 94
4.6　供配电系统的主接线方式 97
4.6.1　基本概念 97
4.6.2　供配电系统常见主接线
类型 97
4.6.3　工厂总降压变电所的
主接线 101
4.6.4　车间变电所和小型工厂
变电所的主接线 103
4.7　工厂变配电所所址的选择 106
4.7.1　变配电所的类型 106
4.7.2　变配电所位置的选择 108
4.7.3?变配电所电压的选择 109
4.8　本章小结 110
4.9?习题与思考题 110
第5章　电力线路的选择与敷设 111
5.1　常见电力线路的结构 111
5.1.1　架空线路的结构 111
5.1.2　电力电缆的结构 114
5.1.3　室内（车间）线路的
结构 116
5.2　工厂电力线路接线方式 117
5.2.1　放射式 117
5.2.2　树干式 118
5.2.3　环式 119
5.3　导线和电缆截面积的选择 120
5.3.1　一般性选择原则 120
5.3.2　按发热条件（允许温升
条件）选择 121
5.3.3　按经济电流密度选择 124
5.3.4　按电压损失选择 125
5.4　电力线路的敷设 130
5.4.1　架空线路的敷设 130
5.4.2　电缆线路的敷设 132
5.4.3　车间线路的敷设 133
5.5　本章小结 134
5.6　习题与思考题 134
第6章　工厂供电系统的
保护装置 135
6.1　工厂供电系统中的保护 135
6.1.1　工厂供电系统中常见的
保护 135
6.1.2　对保护装置的要求 135
6.2　继电保护的基本知识 136
6.2.1　继电保护的基本任务 136
6.2.2　继电保护的工作原理 137
6.2.3　常用的保护继电器 137
6.3　线路的继电保护 137
6.3.1　线路的常见故障和
保护配置 137
6.3.2　过电流保护 138
6.3.3　电流速断保护 143
6.3.4?单相接地保护 145
6.3.5　过负荷保护 147
6.3.6　电流保护的接线方式 148
6.4　变压器的继电保护 149
6.4.1　变压器的瓦斯保护 150
6.4.2　变压器的纵联差动保护 151
6.4.3　变压器的电流速断保护、
过电流保护和过负荷
保护 153
6.5　电动机保护 154
6.5.1　电动机的常见故障和
保护配置 154
6.5.2　电动机的过负荷保护和
电流速断保护 154
6.5.3　高压电动机的单相接地
保护 155
6.5.4　高压电动机的低电压
保护 155
6.6　熔断器保护 156
6.6.1　熔断器的配置 156
6.6.2　熔断器熔体电流的选择