给水排水设计手册（第8册）：电气与自控（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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林选才 著，中国市政工程中南设计研究院 编

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• 给水排水
• 电气工程
• 自控工程
• 给水
• 排水
• 设计手册
• 工程技术
• 市政工程
• 第八版
• 第二版

出版社： 中国建筑工业出版社

ISBN：9787112041510

版次：2

商品编码：10322423

包装：精装

出版时间：2002-06-01

用纸：胶版纸

页数：737

字数：1167000

内容简介

本手册汇编了给水排水工程110kV及以下变、配电系统，以及仪表自控系统设计所需的常用资料。主要内容包括：给水排水工程的变、配电系统，负荷计算，无功补偿，短路电流，继电保护，二次接线，变、配电所的布置等。
本手册为给水排水工程电气及仪表自控设计人员的工具书，也可供有关科研、施工安装、运行管理人员及大专院校有关专业师生参考。

目录

一 供配电系统
1.1 负荷分级及供电要求
1.2 供配电系统
1.3 变、配电所方案设计
二 负荷计算及无功功率补偿
2.1 负荷计算
2.2 变压器选择
2.3 无功功率补偿
三 短路电流计算、电气设备选择及继电保护
3.1 短路电流计算
3.2 电气设备的选择
3.3 继电保护
3.4 变电站微机保护综合装置
四 变、配电所二次接线
4.1 变、配电所操作电源
4.2 断路器的控制保护、信号回路
4.3 电气测量与电能计量
4.4 中央信号装置
4.5 二次回路的保护和设备选择
4.6 控制屏、信号屏及继电器屏的设计
4.7 电路图示例
五 变、配电所布置
5.1 变、配电所所址选择
5.2 变、配电所型式选择
5.3 变、配电所布置
5.4 35-110kV屋外配电装置布置
5.5 高层建筑内变、配电所和自备应急电源的设备
5.6 变、配电所对土建、采暖、通风、给水排水的要求
5.7 成套变电站装置
5.8 变、配电所布置示例
六 电气传动
6.1 电动机起支国电压水平计算
6.2 交流电动机的选型和起动
6.3 交流电动机调速
6.4 给水排水专用机械设备控制
七 电线、电缆的选择及敷设
八 电气布置
九 防雷与接地
十 照明
十一 过程检测及控制仪表
十二 计算机测控系统
附录

前言/序言

智慧涌动，链接未来：给水排水工程的神经系统与脉搏 在这本《给水排水设计手册（第8册）：电气与自控（第2版）》之外，我们一同探索一个宏大的主题——给水排水工程赖以运转的“生命线”。它关乎城市生机，关乎民生福祉，更关乎可持续发展的未来。当浩瀚的水流从源头奔腾而来，经过层层净化，最终以甘甜的姿态滋养着万家灯火；当污浊的废水在复杂的管道系统中穿梭，通过精密的工艺得到净化，重归自然，形成和谐的循环，这一切的背后，都离不开一个看不见却至关重要的系统——电气与自控系统。 一、 电力之源：驱动生命之水的澎湃动力 想象一下，当一座巨大的水泵启动，将源源不断的水源输送到城市的每一个角落，其背后是何等强大的电力支撑？给水排水工程，特别是其核心的泵站、加压站、污水处理厂等关键节点，是名副其实的“用电大户”。本手册之外的电气系统，首先要解决的是“能量从何而来”的问题。 供电可靠性：生命的基石。 城市供水与排水系统的连续性至关重要，任何一刻的停电都可能引发严重的后果。因此，外部的电气设计必须确保供电的极高可靠性。这包括但不限于： 双回路供电： 引入两条独立且具备冗余的供电线路，确保一条线路出现故障时，另一条能够立即接管，维持系统运行。这就像为生命线准备了“备用通道”，永不间断。 不间断电源（UPS）： 在关键设备，如控制系统、通信设备等处，配置UPS，提供短时电力支持，以应对瞬时停电或电压波动，确保数据不丢失，控制指令不中断。 自备发电机组： 对于核心泵站或处理厂，通常会配备柴油发电机组作为应急电源。在长时间大面积停电的情况下，这些发电机组能够启动，为关键设备提供电力，保障最基本的水源供应或污水排放。其燃油储备、启动速度、切换逻辑等都是需要精密考量的。 电网接入与保护： 合理选择电网接入点，确保电压稳定、频率准确。同时，需要完善的电气保护系统，包括过载保护、短路保护、漏电保护等，防止设备因电力异常而损坏，保障人员安全。 配电设计：能量的精准分配。 将强大的电力资源，高效、安全地分配到各个用电设备，是电气设计的核心任务。 高、中、低压配电系统： 根据负荷大小和设备需求，设计合理的高、中、低压配电站房和配电柜。例如，大型泵站的驱动电机可能需要高压电源，而控制系统则使用低压电源。 电缆选型与敷设： 选择合适的电缆截面，满足长期运行的载流量需求，并考虑环境温度、敷设方式（如直埋、穿管、桥架）对电缆散热的影响。安全、规范的电缆敷设，是防止电气事故的重要环节。 接地与防雷： 完善的接地系统，降低设备外壳的对地电压，防止触电事故。强大的防雷系统，保护设备免受雷击损坏。 电机选型与驱动：心脏的强劲跳动。 在给水排水系统中，水泵和风机的电机是主要的动力源。 电动机选择： 根据流量、扬程、功率需求，选择合适的电动机类型（如三相异步电动机）和功率等级。同时，考虑启动方式（直接启动、软启动、变频启动）对电网和设备的影响。 变频驱动（VFD）： 尤其在泵站和加压站，变频器扮演着越来越重要的角色。它能够根据实际需求，精确调节电机的转速，从而控制水泵的流量和压力。这不仅可以大幅节省电能，还能减少水锤效应，延长设备寿命。其设置参数、控制策略、谐波抑制等是关键技术点。 二、 智能脉搏：自动化与信息化的“大脑”与“神经” 如果说电力是给水排水系统的“血液”，那么自动化与控制系统就是赋予这套系统“生命”与“智慧”的“大脑”和“神经”。它们负责感知、决策、执行，让整套系统能够高效、稳定、自主地运行。 传感器网络：世界的“眼睛”与“耳朵”。 系统的感知能力，源自遍布各个关键节点的传感器。 流量、压力、液位传感器： 实时监测水源地、管网、水箱、污水池等处的流量、压力、水位变化，为控制系统提供基础数据。例如，水箱液位过低警报，管道压力异常报警，都是通过这些传感器传递回来的信息。 水质传感器： 在水厂和污水处理厂，安装余氯、pH值、浊度、溶解氧等水质传感器，实时监控水质指标，确保处理效果达标，保障饮用水安全或排放水体环境。 设备状态传感器： 监测水泵、阀门、风机等设备的运行状态，如温度、振动、电流等，及时发现设备故障隐患。 环境传感器： 监测泵房、控制室等区域的温度、湿度、气体泄漏等，保障设备运行环境安全。 可编程逻辑控制器（PLC）与分布式控制系统（DCS）：决策的中枢。 这些是自动化控制的核心设备。 PLC： 负责对单个设备或小型工艺流程进行逻辑控制、顺序控制和数据采集。例如，控制一台水泵的启停，根据液位信号自动调节进水阀门开度。 DCS： 适用于大型、复杂的水厂或污水处理厂，能够集成控制多个PLC，实现整个工艺流程的集中监控和协调控制。它能够处理海量数据，执行复杂的控制算法，实现生产的优化运行。 控制逻辑与算法： 这是DCS/PLC的“灵魂”。例如，根据预测的用水量，提前调整泵站的运行模式；根据进水水质的变化，自动调整化学药剂的投加量；根据管网压力需求，动态调配各加压泵站的运行。 监控与数据采集（SCADA）系统：全局的“指挥中心”。 SCADA系统是将分散在各地的传感器和控制器连接起来，实现远程监控、数据显示、报警管理、数据存储和趋势分析的综合平台。 可视化操作界面（HMI）： 操作人员可以通过图形化界面，直观地了解整个给水排水系统的运行状态，包括各设备的运行图、压力流量曲线、水质变化趋势等。 报警管理： 当系统出现异常情况（如设备故障、水质超标、压力过低等），SCADA系统会及时发出声光报警，并记录报警信息，方便操作人员及时处理。 数据记录与分析： 自动记录运行数据，生成日报、月报，为系统优化、能耗分析、故障诊断提供依据。通过对历史数据的分析，可以预测未来的用水高峰、设备故障趋势等，实现主动管理。 远程监控与调度： 允许管理人员在任何有网络连接的地方，实时监控系统运行，甚至进行远程参数调整和故障排除。 通信网络：信息的“动脉”。 SCADA系统、PLC、传感器之间的信息传递，离不开可靠的通信网络。 有线通信： 以太网、RS485等，适用于站点集中、距离较近的场景。 无线通信： GPRS/4G/5G、LoRa、Zigbee等，适用于站点分散、地域复杂的场景，能够降低布线成本，提高部署灵活性。 通信协议： Modbus、OPC UA等，确保不同设备之间能够相互理解和通信。 现场仪表与执行机构：执行指令的“手脚”。 电动阀门： 根据控制指令，自动开启或关闭，调节水流。 电动执行器： 与调节阀配合，实现对流量、压力的精确控制。 信号灯、蜂鸣器： 用于现场的指示和报警。 三、 安全保障：为生命之水筑牢坚固防线 除了保障系统正常运行，电气与自控系统还肩负着至关重要的安全保障职责。 电气安全： 漏电保护： 确保用电设备绝缘良好，防止因漏电引发触电事故。 过压保护： 防止电网电压过高对设备造成损害。 短路保护： 快速切断短路电流，防止火灾发生。 设备绝缘与屏蔽： 关键电气设备的绝缘性能，以及对高压电缆的屏蔽处理，是防止电磁干扰和安全运行的重要手段。 防爆与防火： 在一些可能存在易燃易爆气体的区域（如污水处理厂的沼气区域），电气设备需要采用防爆型，并严格按照防爆规范设计和安装。同时，完善的消防系统，包括火灾报警、自动灭火装置等，也是必不可少的。 网络安全： 随着信息化水平的提高，给水排水控制系统面临着网络攻击的风险。因此，需要建立强大的网络安全防护体系，包括防火墙、入侵检测、数据加密、访问控制等，确保关键基础设施不被非法侵入和破坏。 四、 智慧运维：从被动响应到主动预测 自动化与自控系统的发展，正引领给水排水工程走向智慧运维的新阶段。 设备状态监测与预测性维护： 通过对设备运行数据的实时监测和分析，利用大数据和人工智能算法，预测设备可能出现的故障，从而提前进行维护，避免突发性停机，降低维修成本。 能耗优化： 根据用水需求、电价波动等因素，智能调度水泵、风机等设备的运行，实现能源的 tối ưu hóa 利用，降低运行成本，践行绿色发展理念。 管网漏损监测与定位： 通过压力、流量等数据的细微变化，结合声波检测等技术，实现对管网漏损的精准监测和快速定位，减少水资源的浪费。 水质预警与溯源： 结合水质传感器数据和外部环境信息，建立水质预警模型，提前发现潜在的水质风险，并能快速追溯污染源头，保障饮用水安全。 结语 本手册之外的电气与自控系统，并非简单的设备堆砌，而是一个复杂、精密的集成体。它将电力的澎湃动力与信息的智慧决策巧妙地结合在一起，构成了现代给水排水工程的“神经系统”与“脉搏”。它确保着每一滴水都能安全、高效地抵达用户，又将每一滴污废水得到妥善处理，重归自然。随着科技的不断进步，这个系统将变得更加智能、更加可靠，为城市的可持续发展提供更坚实的保障，让生命之水永不枯竭，让绿色循环生生不息。

评分☆☆☆☆☆

作为一名多年在水利系统摸爬滚打的工程师，我接触过的设计手册没有十本也有八本，坦白说，很多手册的通病就是内容堆砌，大量复制粘贴的条款，读起来枯燥乏味，效率极低。但拿到这本《设计手册》的第八册后，我立刻感觉到了不同。它的叙事方式非常“工程师导向”，它不是在“教育”你什么是规范，而是在“教你如何应用”规范来解决实际问题。例如，在讨论水泵选型和变频调速这一块，它没有仅仅罗列公式，而是给出了针对不同工况（比如高层建筑的二次加压、小区供水管网的压力波动等）的实操建议和计算案例。这些案例的设置非常贴近真实项目中的“痛点”，很容易让人产生共鸣。我最欣赏它在处理“电气与自控”这个交叉学科时的平衡感，它没有让电气部分喧宾夺主，也没有让自控部分流于空泛的口号，而是将两者紧密地编织在一起，强调系统性的解决方案，这才是现代基础设施设计的精髓所在。这本书的价值，在于它将复杂的学科知识“消化”并“重组”成了可执行的工程语言。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我本来对“第8册”这种分册的实用性持保留态度，总觉得越往后的分册越可能成为“鸡肋”，内容比较边缘化或者过度专业化，不适合日常翻阅。然而，这次的体验完全颠覆了我的看法。它给我的感觉，更像是一个“集成枢纽”，是连接了基础设计与未来运维的关键节点。尤其是它在“自控”部分的处理，展现了极高的前瞻性。我们都知道，现代供水排水系统已经不再是简单的物理输送过程，而是数据驱动的智能系统。这本书深入探讨了如何构建可靠的数据采集和远程监控架构，这对于保障大型基础设施的长期稳定运行至关重要。例如，它对传感器选型、数据冗余设计以及基本的网络安全考虑都有所涉及，这些内容在过去的设计手册中是极少被提及的。这说明编者团队紧跟时代步伐，深刻理解到运维成本和系统可靠性在项目全生命周期中的核心地位。这本书的深度，完全可以支撑起一个复杂市政项目从设计深化到试运行调试的全过程。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版设计，可以说达到了近些年同类专业书籍的最高水准，这对于需要快速查找信息的读者来说，简直是福音。字体的选择清晰、间距合理，最关键的是图表的清晰度和信息密度达到了一个黄金平衡点。我之前看的某些手册，为了塞入更多内容，图表常常小得让人费力，或者线条模糊不清，根本没法进行精确的二次计算。但这本手册，所有的接线图、流程图和剖面图都保持了极高的分辨率和专业制图标准，即便是打印出来用于现场施工交底，也完全没有问题。我尤其注意到，对于一些关键的电气元件（比如高压开关柜、大型变频器）的选型参数表格，信息的对比性和逻辑性做得特别好，你可以在一张表格内迅速锁定不同品牌或不同规格下的核心差异点。这种对细节的极致追求，体现了编者对读者实际工作场景的深刻洞察，他们知道我们不是在进行学术研究，而是在为上亿的工程项目做决策，所以每一个细节都必须是可靠和可追溯的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和印刷质量真是让人眼前一亮，纸张的质感厚实，不是那种摸上去很廉价的铜版纸，而是更偏向于哑光，这对阅读体验来说至关重要，特别是需要长时间盯着图表和文字看的时候，能有效减轻眼睛的疲劳。内容编排上，虽然我手里拿的是第八册，但它很明显是整个系列中非常关键的一环。从目录的初步浏览来看，它似乎侧重于将工程实践与最新的技术规范相结合，而不是停留在纯理论的阐述。我注意到章节的组织逻辑非常清晰，从基础的电力负荷计算到复杂的控制系统集成，每一步都有明确的过渡，这一点对于初入行的新手来说简直是福音，能让他们少走很多弯路。而且，不同于一些老旧的手册，这本书在引用规范时，似乎非常注重时效性，这在瞬息万变的建筑和市政工程领域是极其重要的，意味着我们手中的信息是“鲜活的”，而不是基于过时的标准。我特别期待深入研究其中关于能效优化和智能监控的部分，看看最新的技术趋势是如何被整合进传统的给排水设计流程中的。整体感觉，这本书不仅仅是一本工具书，更像是一位经验丰富的老工程师在你身边，随时准备提供详尽而可靠的指导。

评分☆☆☆☆☆

阅读体验上，我必须提及这本书在逻辑跨度和深度之间的微妙平衡。通常，强调“设计”的手册会偏向于规范的条文解读，而强调“电气与自控”的手册又容易陷入纯粹的电子设备说明书的泥潭。但第八册巧妙地绕过了这些陷阱。它将电气系统视为水力系统的“神经”，将自控系统视为“大脑”，然后围绕这个核心，构建了一套完整的、可互操作的设计框架。比如，在介绍应急电源切换逻辑时，它不仅给出了标准的ATS（自动转换开关）接线图，还结合了水泵房的特殊性，讨论了切换过程中的瞬时电压跌落对设备软启动的影响，并给出了相应的缓冲或预案措施。这种从宏观系统到微观部件的层层递进，使得读者能够建立起一个完整的、立体的知识体系，而不是零散的知识点。对于一个追求工程质量和系统稳定性的从业者来说，这种全面的、有机的知识结构，远比孤立的知识点更有价值，它真正教会了我们“如何思考”而不是“如何复制”。

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经典著作经典著作经典著作

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好~~非常的棒~！！~

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工程设计人士的必备书籍。

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设计人员设计可作参考！但规范最重要啦

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帮公司买的，实用..................

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正版的吧，没的说。

评分☆☆☆☆☆

专业书，不错哦。。。