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1-3 电力系统的负荷 1 1

前言 1

第一篇 电力系统的正常运行状况 1

第一章电力系统概述 1

1-1 电力系统 1

1-1-1电力系统 1

目 录 1

1-1-2电力系统发展简史 2

5-4-4频率调整厂的选择 21 2

1-1-3对电力系统运行的基本要求 3

1-3-3负荷特性 1 3

1-1-4电力系统课程的主要内容 4

9-3-1单相断线 4 5

1-1-5电力系统研究工具简介 5

1-2 电力系统的结线方式和电压等级 6

1-2-1 电力系统的结线方式 6

4-1-4网络的线图和关联矩阵 11 6

1-2-2电力系统的电压等级 8

4-1-5两种网络方程的比较 11 8

1-2-3 电力系统中性点的运行方式 9

4-1-3多电压级网络 1 10

1-3-2负荷曲线 11

1-3-1 电力系统的负荷 11

1-4 电力线路的结构 14

1-4-1架空线路的导线和避雷线 15

1-4-2架空线路的杆塔 16

1-4-3架空线路的绝缘子和金具 18

1-4-4电缆线路 21

小结 24

2-1 电力线路的参数和等值电路 25

2-1-1单位长度线路的参数 25

第二章电力系统的等值网络 25

2-1-2一般线路的等值电路 33

2-1-3长线路的等值电路 35

2-2 变压器、电抗器的参数和等值电路 40

2-2-1双绕组变压器的参数和等值电路 40

2-2-2三绕组变压器的参数和等值电路 42

2-2-3 自耦变压器的参数和等值电路 44

2-2-4 电抗器的参数和等值电路 45

2-3-1发电机的电抗和电势 46

2-3 发电机、负荷的参数和等值电路 46

2-3-2负荷的功率和阻抗 47

2-4-1电压级的归算 48

2-4 电力系统的等值网络 48

2-4-2标么制 53

2-4-3电力系统的等值网络 59

小结 61

3-1-1电力线路上的电压降落和功率损耗 62

第三章 电力系统正常运行状况的分析和计算 62

3-1 电力线路和变压器中的电压降落和功率损耗 62

3-1-2电力线路上的电能损耗 65

3-1-3变压器中的电压降落、功率损耗和电能损耗 67

3-2 辐射形网络的潮流分布 69

3-3 环形网络的潮流分布 77

3-3-1环式网络中的功率分布 77

3-3-2两端供电网络中的功率分布 80

3-3-3环形网络中的电压降落和功率损耗 81

3-3-4环形网络中功率的强制分布 82

3-4-1等值电源法 91

3-4 网络变换法 91

3-4-2负荷移置法 92

3-4-3星－网互换法 95

3-5-1传播常数、特性阻抗和自然功率 99

3-5 长电力线路的运行特性 99

3-5-2线路上的电压、电流分布 101

小结 105

第四章电力系统潮流分布的计算机算法 105

4-1-1结点电压方程 106

4-1 网络方程式 106

4-1-2回路电流方程 109

4-2-1结点导纳矩阵的形成 119

4-2 结点导纳矩阵和结点阻抗矩阵的形成 119

4-2-2结点导纳矩阵的修改 121

4-2-3结点阻抗矩阵的形成和修改——支路追加法 123

4-3 功率方程和高斯—塞德尔法潮流计算 130

4-3-1功率方程和变量、结点的分类 130

4-3-2高斯—塞德尔法潮流计算 133

4-4-1牛顿—拉夫逊法简介 138

4-4 牛顿—拉夫逊法潮流计算 138

4-4-2潮流计算时的修正方程式 140

4-4-3潮流计算的基本步骤 145

4-4-4潮流计算时稀疏技术的运用 149

4-5 P-Q分解法潮流计算 155

4-5-1潮流计算时的修正方程式 155

4-5-2潮流计算的基本步骤 158

4-6 关于敏感度分析 161

4-6-1敏感度方程式 161

4-6-2敏感度矩阵 162

4-6-3敏感度分析 163

小结 166

第二篇 电力系统运行状况的优化和调整 169

第五章 电力系统的有功功率和频率调整 169

5-1 电力系统中有功功率的平衡 169

5-1-1有功功率负荷的变动及其调整 169

5-1-2有功功率负荷曲线的预计 170

5-1-3有功功率电源和备用容量 171

5-2-1耗量特性 172

5-2 电力系统中有功功率负荷的最优分配 172

5-2-2 目标函数和约束条件 173

5-2-3等耗量微增率准则 174

5-2-4等耗量微增率准则的推广运用 180

5-2-5网络损耗的修正 186

5-3 电力系统中有功功率电源的最优组合 192

5-3-1发电设备的最优组合顺序 192

5-3-2发电设备的最优组合数量 193

5-3-3发电设备的最优启停时间 194

5-3-4各类发电厂的特点 197

5-3-5各类发电厂的合理组合 198

5-4 电力系统的频率调整 201

5-4-1 自动调速系统及其调节特性 201

5-4-2频率的一次调整 204

5-4-3频率的二次调整 208

5-4-5关于有功功率和频率的自动调整 214

小结 218

第六章 电力系统的无功功率和电压调整 219

6-1 电力系统中无功功率的平衡 220

6-1-1无功功率负荷和无功功率损耗 220

6-1-2无功功率电源 221

6-1-3无功功率的平衡 224

6-2 电力系统中无功功率电源的最优分布 227

6-2-1等网损微增率准则 227

6-2-2网损微增率的计算 230

6-2-3无功功率电源的最优分布 231

6-3-1负荷自然功率因数的提高 232

6-3 电力系统中无功功率负荷的最优补偿 232

6-3-2最优网损微增率准则 233

6-3-3无功功率负荷的最优补偿 234

6-4 电力系统的电压调整——电压管理和几种主要调压措施 236

6-4-1电压波动和电压管理 236

6-4-2借改变发电机端电压调压 241

6-4-3借改变变压器变比调压 242

6-4-4借改变网络中无功功率分布调压 245

6-4-5借串联电容器调压 248

6-4-6几种调压措施的比较 251

6-5 电力系统的电压调整——调压措施的组合和自动调压 252

6-5-1分析调压措施组合时的敏感度方程式 252

6-5-2分析调压措施组合时的敏感度矩阵 252

6-5-3调压措施的组合——调压问题的敏感度分析 255

6-5-4关于无功功率和电压的自动调整 261

小结 264

7-1 同步发电机的基本方程式 266

第三篇 电力系统的故障分析和计算 266

第七章 电力系统中各元件的电磁特性——同步发电机 266

7-1-1同步发电机的磁链方程式 267

7-1-2派克变换 271

7-1-3同步发电机的电压方程式 281

712 同步发电机的暂态参数和等值电路 283

7-2-1 同步发电机三相短路的物理过程 284

7-2-2同步发电机的正常运行方式 287

7-2-3同步发电机的暂态电势和暂态电抗 290

7-2-4 同步发电机的三相短路电流 295

7-2-5强行励磁的影响 303

7-3 同步发电机的次暂态参数和等值电路 308

7-3-1 同步发电机的次暂态电势和次暂态电抗 309

7-3-2同步发电机的三相短路电流 316

7-4 同步发电机的负序、零序参数 327

7-4-1对称分量法 328

7-4-2同步发电机不对称短路时的高次谐波电流 331

7-4-3同步发电机的负序阻抗 333

7-4-4 同步发电机的零序阻抗 335

小结 335

8-1 异步电动机的参数和等值电路 336

第八章电力系统中各元件的电磁特性——异步电动机、变压器和电力线路 336

8-1-1异步电动机的暂态参数 337

8-1-2异步电动机的负序和零序参数 339

8-2 变压器的零序参数和等值电路 339

8-2-1双绕组变压器 340

8-2-2三绕组变压器 342

8-2-3自耦变压器 343

8-3 电力线路的零序参数和等值电路 347

8-3-1 “导线—大地”回路的阻抗 348

8-3-2架空输电线路的零序阻抗 349

8-3-3电缆线路的零序阻抗 359

8-3-4架空输电线路的零序电纳 360

8-4 电力系统故障运行时的等值网络 363

8-4-1短路故障时的等值网络 363

8-4-2非全相运行时的等值网络 365

小结 367

第九章 电力系统的故障分析和计算 368

9-1-1 短路电流中的非周期分量 368

9-1 电力系统三相短路的分析 368

9-1-2短路电流中的周期分量 374

9-1-3短路电流的计算机算法 384

9-2 电力系统不对称短路的分析 387

9-2-1单相接地短路 388

9-2-2两相短路 389

9-2-3两相接地短路 391

9-2-4正序等效定则 393

9-2-5对称分量经变压器后的相位变化 400

9-3 电力系统非全相运行的分析 404

9-3-2两相断线 407

9-4 电力系统简单故障的计算机算法 409

9-4-1计算机计算的一般原理 409

9-4-2计算机计算算例 414

9-5-1双重故障的分析 418

9-5电力系统复合故障的分析 418

9-5-2多重故障的分析 425

小结 426

第四篇 电力系统运行的稳定性 427

第十章 电力系统中各元件的机电特性 427

10-1 同步发电机组的特性和方程式组 428

10-1-1同步发电机组的运动方程式 428

10-1-2原动机的机械转矩 431

10-1-3发电机的电磁转矩 432

10-1-4 发电机的功－角特性方程 433

10-1-5发电机的电磁暂态过程方程式 450

10-2异步电动机组的特性和方程式组 452

10-2-1异步电动机组的运动方程式 452

10-2-2被驱动机械的机械转矩 452

10-2-3电动机的电磁转矩 452

10-2-4电动机的电磁暂态过程方程式 454

10-3-1励磁系统主回路 458

10-3 自动调节励磁系统的表示方式 458

10-3-2自动调节励磁装置 460

10-3-3自动调节励磁系统的表示方式 461

10-4 自动调节转速系统的表示方式 467

10-4-1自动调节转速装置 467

10-4-2原动机的蒸汽容积和水锤效应 469

10-4-3自动调节转速系统的表示方式 470

小结 473

第十一章电力系统的静态稳定性 474

11-1 电力系统静态稳定性概述 474

11-2 简单电力系统的静态稳定性——不计自动调节系统的作用 477

11-2-1小扰动法的原理和应用 477

11-2-2不计自动调节励磁作用时的静态稳定性 482

11-3 简单电力系统的静态稳定性——计及自动调节系统的作用 487

11-3-1不连续调节励磁对静态稳定性的影响 487

11-3-2按偏移调节励磁时的静态稳定性 490

11-3-3按导数调节励磁时的静态稳定性 500

11-3-4调节励磁对静态稳定性的影响综述 507

11-4 电力系统电压和频率的稳定性 508

11-4-1电源的静态电压特性 509

11-4-2负荷的静态电压特性 510

11-4-3电力系统的电压稳定性 513

11-4-4电源的静态频率特性 516

11-4-5负荷的静态频率特性 516

11-5 复杂电力系统的静态稳定性 518

11-5-1同步发电机组的线性化方程式组 518

11-4-6电力系统频率的稳定性 518

11-5-2网络方程式 522

11-5-3自动调节系统的线性化方程式组 526

11-5-4全系统微分方程式组的形成 529

11-5-5静态稳定性的计算过程 532

11-6 保证和提高静态稳定性的措施 533

11-6-1减小发电机或变压器的电抗 533

11-6-2采用自动调节装置 533

11-6-3减小线路电抗 534

11-6-4采用串联电容器补偿 535

11-6-5改善系统的结构 536

小结 537

第十二章电力系统的暂态稳定性 538

12-1 电力系统暂态稳定性概述 538

12-2 简单电力系统的暂态稳定性——不计自动调节系统的作用 545

12-2-1等面积定则 545

12-2-2分段计算法 546

12-2-3改进欧拉法 551

12-3-1计及自动调节系统的必要性 555

12-3 简单电力系统的暂态稳定性——计及自动调节系统的作用 555

12-3-2计及自动调节励磁系统作用时的暂态稳定性 557

12-3-3计及自动调节转速系统作用时的暂态稳定性 564

12-4 复杂电力系统的暂态稳定性——不计自动调节系统的作用 569

12-4-1 于暂态稳定计算的线性网络方程式 570

12-4-2 网络方程式和转子运动方程式的交替解算 573

12-5 复杂电力系统的暂态稳定性——计及自动调节系统的作用 584

12-5-1隐式积分法 584

12-5-2用于暂态稳定计算的发电机组方程式 585

12-5-3用于暂态稳定计算的非线性网络方程式 587

12-5-4 网络方程式和发电机组方程式的联立解算 589

12-6 提高暂态稳定性的措施 593

12-6-1故障的快速切除和自动重合闸 593

12-6-2强行励磁和快速关闭汽门 596

12-6-3 电气制动和变压器中性点经小电阻接地 596

12-6-4设置开关站和采用强行串联补偿 598

12-6-5采用单元结线方式和连锁切机 599

12-6-6设置解列点、异步运行和再同步 601

小结 605

附录线性稀疏矩阵方程式的直接解算 607

附-1高斯消元法 607

附-2因子表法 609

附-3三角分解法 610

附-4消去结点法 612

附-5结点编号的最优顺序 617

参考书目 621