本冊為上冊,主要內容有:電力系統(tǒng)各元件的等值電路和參數計算,同步電機的基本方程,電力網絡的數學模型,電力系統(tǒng)突然三相短路暫態(tài)分析,電力系統(tǒng)故障分析的原理和方法等。
適讀人群 :高校電氣工程專業(yè)學生 電氣工程專業(yè)技術人員
高等院校電氣工程專業(yè)經典教材
電力系統(tǒng)分析是一門專業(yè)基礎課,也是一門專業(yè)課。雖然當前電力系統(tǒng)應用技術得到了很大的發(fā)展,但其理論基礎仍是電力系統(tǒng)分析這門課程的內容。本版在第三版的基礎上進行了適當的修改,使定義更清晰更嚴格。相較于第三版的上冊,此次插入了一個附錄;相較于第三版的下冊,此次主要對第16章、第18章進行修訂,并在第18章增加了一小節(jié)內容。習題演練是加深課程的基本概念、基本計算方法的必要手段,也是建立電力系統(tǒng)“相對數值”概念的手段。例如,在正常運行方式下,一條輸電線路反映有功功率損耗的輸電效率和電壓損耗的百分值等,都是重要的“數值概念”。本書編寫的分工仍按第三版前言。本書第四版修訂工作全部由溫增銀完成。限于作者的水平和條件,書中的缺點和錯誤在所難免,懇請讀者批評指正。
第1章電力系統(tǒng)的基本概念(1)
1.1電力系統(tǒng)的組成(1)
1.2電力系統(tǒng)的額定電壓和額定頻率(2)
1.3對電力系統(tǒng)運行的基本要求(4)
1.4電力系統(tǒng)的接線方式(5)
1.5電力系統(tǒng)分析課程的主要內容(7)
小結(8)
習題(8)
第2章電力網各元件的等值電路和參數計算(10)
2.1架空輸電線路的參數(10)
2.1.1電阻(10)
2.1.2電感(11)
2.1.3電導(14)
2.1.4電容(15)
2.2架空輸電線的等值電路(18)
2.2.1輸電線路的方程式(18)
2.2.2輸電線的集中參數等值電路(20)
2.3變壓器的一相等值電路和參數(23)
2.3.1變壓器的等值電路(23)
2.3.2雙繞組變壓器的參數計算(24)
2.3.3三繞組變壓器的參數計算(26)
2.3.4自耦變壓器的參數計算(29)
2.3.5變壓器的Π型等值電路(29)
2.4標幺制(32)
2.4.1標幺制的概念(32)
2.4.2基準值的選擇(33)
2.4.3不同基準值的標幺值間的換算(34)
2.4.4有幾級電壓的網絡中各元件參數標幺值的計算(34)
2.4.5標幺制的特點(38)
小結(39)
習題(40)
第3章同步發(fā)電機的基本方程(42)
3.1基本前提(42)
3.1.1理想同步電機(42)
3.1.2假定正向的選。42)
3.2同步發(fā)電機的原始方程(43)
3.2.1電勢方程和磁鏈方程(43)
3.2.2電感系數(44)
3.3dq0坐標系的同步電機方程(48)
3.3.1坐標變換和dq0系統(tǒng)(48)
3.3.2dq0系統(tǒng)的電勢方程(51)
3.3.3dq0系統(tǒng)的磁鏈方程和電感系數(52)
3.3.4功率公式(53)
※3.4同步電機的常用標幺制(54)
3.5基本方程的拉氏運算形式(55)
3.5.1有阻尼繞組同步電機的運算方程(55)
3.5.2運算電抗的等值電路(58)
3.5.3無阻尼繞組同步電機的運算方程(58)
3.6同步電機的對稱穩(wěn)態(tài)運行(59)
3.6.1基本方程的實用化(59)
3.6.2穩(wěn)態(tài)運行的電勢方程式、相量圖和等值電路(60)
小結(61)
習題(62)
第4章電力網絡的數學模型(63)
4.1節(jié)點導納矩陣(63)
4.1.1節(jié)點方程(63)
4.1.2節(jié)點導納矩陣元素的物理意義(64)
4.1.3節(jié)點導納矩陣的修改(67)
4.1.4支路間存在互感時的節(jié)點導納矩陣(68)
4.2網絡方程的解法(69)
4.2.1用高斯消去法求解網絡方程(69)
4.2.2用高斯消去法簡化網絡(72)
4.3節(jié)點阻抗矩陣(76)
4.3.1節(jié)點阻抗矩陣元素的物理意義(76)
4.3.2用支路追加法形成節(jié)點阻抗矩陣(77)
4.3.3用線性方程直接解法對導納矩陣求逆(81)
※4.4節(jié)點編號順序的優(yōu)化(82)
小結(84)
習題(84)
第5章電力系統(tǒng)三相短路的暫態(tài)過程(86)
5.1短路的一般概念(86)
5.1.1短路的原因、類型及后果(86)
5.1.2短路計算的目的(87)
5.2恒定電勢源電路的三相短路(88)
5.2.1短路的暫態(tài)過程(88)
5.2.2短路沖擊電流(90)
5.2.3短路電流的最大有效值(91)
5.2.4短路功率(91)
5.3同步電機突然三相短路的物理分析(92)
5.3.1突然短路暫態(tài)過程的特點(92)
5.3.2超導體閉合回路磁鏈守恒原則(92)
5.3.3無阻尼繞組同步電機突然三相短路的物理分析(93)
5.4無阻尼繞組同步電機三相短路電流計算(95)
5.4.1暫態(tài)電勢和暫態(tài)電抗(95)
5.4.2不計衰減時的短路電流算式(97)
5.4.3自由電流的衰減(100)
5.4.4負載狀態(tài)下的突然短路(102)
5.5有阻尼繞組同步電機的突然三相短路(105)
5.5.1突然短路的物理過程(105)
5.5.2次暫態(tài)電勢和次暫態(tài)電抗(105)
5.5.3有阻尼繞組電機的短路電流(108)
5.5.4自由電流的衰減(111)
5.6強行勵磁對短路暫態(tài)過程的影響(115)
小結(117)
習題(118)
第6章電力系統(tǒng)三相短路電流的實用計算(120)
6.1短路電流計算的基本原理和方法(120)
6.1.1電力系統(tǒng)節(jié)點方程的建立(120)
6.1.2利用節(jié)點阻抗矩陣計算短路電流(123)
6.1.3利用電勢源對短路點的轉移阻抗計算短路電流(127)
6.2起始次暫態(tài)電流和沖擊電流的實用計算(133)
6.3短路電流計算曲線及其應用(137)
6.3.1計算曲線的概念(137)
6.3.2計算曲線的制作條件(138)
6.3.3計算曲線的應用(138)
6.4短路電流周期分量的近似計算(145)
小結(148)
習題(149)
第7章電力系統(tǒng)各元件的序阻抗和等值電路(152)
7.1對稱分量法在不對稱短路計算中的應用(152)
7.1.1不對稱三相量的分解(152)
7.1.2序阻抗的概念(153)
7.1.3對稱分量法在不對稱短路計算中的應用(154)
7.2同步發(fā)電機的負序和零序電抗(156)
7.3變壓器的零序等值電路及其參數(158)
7.3.1普通變壓器的零序等值電路及其參數(158)
7.3.2變壓器零序等值電路與外電路的聯接(160)
7.3.3中性點有接地阻抗時變壓器的零序等值電路(160)
7.3.4自耦變壓器的零序等值電路及其參數(161)
7.4架空輸電線路的零序阻抗及其等值電路(166)
7.4.1“單導線大地”回路的自阻抗和互阻抗(166)
7.4.2三相輸電線路的零序阻抗(167)
7.4.3平行架設的雙回輸電線路的零序阻抗及等值電路(168)
7.4.4架空地線對輸電線路零序阻抗及等值電路的影響(169)
※7.5架空輸電線路的零序電納(173)
7.5.1無架空地線時輸電線路的零序電納(173)
7.5.2架空地線對輸電線路零序電納的影響(174)
7.6綜合負荷的序阻抗(176)
7.7電力系統(tǒng)各序網絡的制訂(177)
7.7.1正序網絡(177)
7.7.2負序網絡(178)
7.7.3零序網絡(178)
小結(181)
習題(182)
第8章電力系統(tǒng)不對稱故障的分析和計算(184)
8.1簡單不對稱短路的分析(184)
8.1.1單相(a相)接地短路(184)
8.1.2兩相(b相和c相)短路(186)
8.1.3兩相(b相和c相)短路接地(187)
8.1.4正序等效定則(189)
8.1.5非故障處的電流和電壓的計算(190)
8.2電壓和電流對稱分量經變壓器后的相位變換(193)
8.3非全相斷線的分析計算(197)
8.3.1單相(a相)斷線(198)
8.3.2兩相(b相和c相)斷開(199)
8.4應用節(jié)點阻抗矩陣計算不對稱故障(201)
8.4.1各序網絡的電壓方程式(201)
8.4.2橫向不對稱故障(203)
8.4.3縱向不對稱故障(204)
8.4.4簡單不對稱故障的計算通式(205)
※8.5復雜故障的計算方法(209)
8.5.1分析復雜故障的一般方法(209)
8.5.2不對稱故障的通用邊界條件(209)
8.5.3雙重故障的分析計算(211)
小結(213)
習題(214)
附錄A電感的計算(217)
A1單根導線的電感(217)
A2兩平行導線間的互感(219)
A3復合導體的自感(219)
A4兩組平行復合導體之間的互感(220)
附錄B線性方程組的直接解法(222)
B1高斯消去法(222)
B2三角分解法(224)
附錄C常用的網絡等值變換(232)
C1星網變換(232)
C2星形電路中心節(jié)點電流的移置(234)
C3有源網絡的等值變換(235)
附錄D無阻尼繞組同步電機突然三相短路時定子電流連續(xù)性證明(236)
附錄E短路電流周期分量計算曲線數字表(238)
習題答案(243)