Electrical Safety of Low-Voltage Systems pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Mitolo, Massimo

出品人:

页数:304

译者:

出版时间:2009-7

价格:847.00元

装帧:

isbn号码:9780071508186

丛书系列:

图书标签:

• Electrical Safety
• Low-Voltage Systems
• Electrical Engineering
• Safety Engineering
• Power Systems
• Electrical Hazards
• Risk Assessment
• Regulations
• Standards
• Protection

工业自动化中的电能管理与控制 本书并非深入探讨低压系统电气安全细节的著作，而是着眼于工业自动化领域中，如何高效、可靠地管理和控制电能，以实现生产过程的优化、能源的节约以及设备的安全稳定运行。 在现代工业生产中，电力不仅是驱动机械设备运转的动力源泉，更是支撑复杂自动化系统、数据采集、通信网络以及各类传感器和执行器运行的关键。随着工业4.0和智能制造的推进，对电能的需求日益增长，对其管理和控制的精细化、智能化水平也提出了更高的要求。本书旨在为广大从事工业自动化设计、实施、维护以及相关领域研究的工程师、技术人员和学生提供一套系统性的理论框架和实践指导，帮助他们理解和掌握工业生产中电能管理与控制的核心要素。 第一篇：工业电网基础与供电质量 本篇将首先回顾工业环境中常见的电网类型，包括三相交流电网的特性、中性点接地方式（如TN、TT、IT系统）及其在工业应用中的考量。我们将深入分析工业生产对电能质量的特殊需求，并详细阐述电网中可能出现的各种干扰和问题，如电压波动、频率偏差、谐波污染、瞬态过电压以及不对称负荷等。 工业电网结构与配置： 详细介绍工厂内部的配电网架构，包括主变电站、馈线、配电盘、分接箱等各个层级的组成和功能。分析不同容量和特性的变压器在工业供电系统中的选型原则，以及电缆、母线等导体材料的选择依据。 电能质量评估与监测： 深入探讨电能质量的各项指标，如电压偏差、闪变、谐波（各次谐波含量、总谐波畸变率THD）、三相不平衡度、功率因数等，并说明这些指标对工业设备（特别是精密电子设备和伺服系统）可能造成的负面影响。介绍电能质量分析仪、谐波分析仪等监测设备的原理和使用方法，以及如何通过数据分析诊断电网问题。 常见电网干扰的成因与影响： 分析工业环境中谐波的主要产生源（如变频器、开关电源、整流器、LED照明等）及其传播机制。探讨非线性负荷对电网电压和电流波形的影响，以及不对称负荷如何导致三相不平衡，进而影响电机性能、延长设备寿命。 供电可靠性与冗余设计： 讨论提高工业供电可靠性的重要性，包括双电源切换、UPS（不间断电源）的应用、发电机组作为备用电源等方案。分析不同冗余策略的优缺点及其在关键生产环节中的适用性。 第二篇：工业负荷分析与功率补偿 理解和分析工业生产中的各种负荷特性是进行有效电能管理的前提。本篇将详细介绍各类工业负荷的特点，并重点阐述如何通过功率补偿手段，提高电网的功率因数，降低线损，从而实现节能降耗。 工业负荷分类与特性分析： 详细剖析感性负荷（如感应电机、电感镇流器）、容性负荷（如电容补偿装置、某些电子设备）、非线性负荷（如变频器、开关电源、弧焊机）以及冲击性负荷（如起重机、冲压机）的电气特性。分析不同负荷在启动、运行和停止过程中对电网的影响。 功率因数及其重要性： 深入讲解有功功率、无功功率和视在功率的概念，以及功率因数与电网效率、线路损耗、设备容量之间的关系。分析低功率因数带来的经济损失（如电费罚款）和技术弊端（如电压降低、导体发热）。 无功功率补偿技术： 详细介绍固定式电容器补偿、交流调相机、静止无功发生器（SVG）和动态无功补偿装置（SVC）等不同类型的无功功率补偿设备。阐述其工作原理、安装调试要点、适用场景以及维护保养。特别强调了现代工业自动化系统中，动态无功补偿装置在应对快速变化的负荷方面的优势。 谐波抑制与滤波技术： 针对谐波污染问题，本篇将深入介绍有源滤波器（APF）、无源滤波器（LPF、BPF、HPF）、混合滤波器等多种谐波抑制方案。阐述不同滤波器的设计原理、选型依据以及在工业现场的应用案例。 第三篇：工业节能技术与能源管理系统 在日益严峻的能源成本和环保压力下，工业节能成为企业可持续发展的核心战略。本篇将系统介绍工业生产中的各类节能技术，并重点阐述如何构建和应用能源管理系统，实现对能源消耗的精细化管控。 电机节能技术： 重点分析变频调速技术在各类电机驱动中的应用，包括其工作原理、节能原理、选型参数以及对设备性能的影响。介绍电机的高效化设计（如IE3、IE4、IE5标准），以及采用同步磁阻电机等新型高效电机的优势。 照明节能技术： 探讨LED照明在工业厂房、仓库、办公区域的应用，包括其节能原理、显色性、寿命等参数。介绍智能照明控制系统，如光感、人感、定时控制等，以进一步优化照明能耗。 热能回收与利用： 介绍工业生产过程中废热的回收方式，如余热锅炉、热交换器等。分析热能回收的经济效益和环保意义。 压缩空气系统节能： 深入分析压缩空气系统漏损的危害，介绍漏损检测与修复技术。探讨变频调速在空气压缩机中的应用，以及优化空压机组的控制策略。 能源管理系统（EMS）： 详细介绍能源管理系统的架构，包括数据采集层（传感器、智能电表、PLC）、通信网络层（工业以太网、现场总线）、数据存储与处理层（SCADA、MES）以及应用与展示层（可视化软件、报表分析）。阐述EMS在能源消耗监测、数据分析、能耗预警、节能诊断以及优化控制等方面的功能。 工业互联网与能源管理： 探讨工业互联网平台如何赋能能源管理，实现跨区域、跨工厂的能源数据共享与协同优化。分析基于AI和大数据分析的预测性维护和智能调度在能源管理中的作用。 第四篇：工业自动化中的电力电子应用与保护 电力电子技术是实现工业自动化和电能精细化控制的核心。本篇将聚焦电力电子器件在工业中的应用，以及相应的电气保护措施。 变频器（VFD）与伺服驱动器： 详细介绍变频器和伺服驱动器的工作原理、控制模式（如V/f控制、矢量控制、直接转矩控制），以及在电机调速、位置控制、力矩控制等方面的应用。分析其对电网的谐波影响，以及如何通过滤波器等手段进行抑制。 软启动器： 介绍软启动器的原理和功能，以及其在电机启动过程中的限流、平滑启动作用。分析其相较于直接启动和全压启动的优势。 工业电源与DC/DC转换器： 讨论工业用开关电源、线性电源的特点，以及DC/DC转换器在不同电压等级转换中的作用。 电气保护原理与设备： 详细阐述过载保护、短路保护、欠压/过压保护、漏电保护（RCD）、过温保护等基本保护原理。介绍断路器（MCB、MCCB）、接触器、继电器（热继电器、中间继电器）、熔断器等常用保护器件的选型与应用。 工业自动化系统的安全与防护： 探讨工业自动化系统（PLC、HMI、传感器、执行器）的供电安全，包括过压保护、浪涌保护、电磁兼容性（EMC）设计等。分析雷电、静电放电（ESD）等对敏感电子设备的影响，以及相应的防护措施。 第五篇：现场实践与案例分析 本篇将结合实际工业案例，对前几篇所述理论知识进行应用与拓展，帮助读者更好地理解和掌握在实际工程中如何进行电能管理与控制的设计、实施和优化。 典型工业场景的电能管理方案： 分析不同行业（如汽车制造、化工、冶金、食品加工、数据中心）的典型生产工艺流程，并针对其特点提出相应的电能管理与控制策略。 变频器在泵、风机、传送带上的应用案例： 详细介绍变频器在降低能耗、提升工艺控制精度方面的实际应用效果。 能源管理系统在大型制造企业的实施案例： 展示一个完整的能源管理系统如何从数据采集、分析到优化决策，实现显著的节能降耗成果。 工业无线通信与能源监控： 探讨利用工业无线技术（如LoRa、NB-IoT）实现分散式能源节点的远程监控和数据采集。 故障诊断与排除实践： 提供基于实际故障案例的分析，指导读者如何通过电能监测数据和保护装置的状态，快速定位和排除电气系统故障。 通过对工业电网基础、负荷特性、节能技术、能源管理系统以及电力电子应用与保护等方面的系统阐述，本书力求为读者提供一套全面而实用的工业电能管理与控制解决方案。本书的编写目标是帮助读者在实际工作中，不仅能够确保设备的正常运行，更能有效地降低能源消耗，提升生产效率，为企业的可持续发展贡献力量。

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