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电力系统稳态分析（1～8章） 1

第一章 电力系统概述 1

第一节 电力系统 1

一、电力系统的几个基本概念 1

二、电力系统概况 1

目录 1

三、对电力系统运行的基本要求 3

四、研究电力系统的几种工具 3

第二节 电力系统的结线方式和电压等级 4

一、电力系统的结线方式 4

二、电力系统的电压等级 5

三、电力系统中性点的接地方式 6

第三节 电力系统的负荷 9

一、电力系统的负荷 9

二、负荷曲线 9

一、电力线路的分类及其结构 11

三、负荷特性 11

第四节 电力线路的结构 11

二、架空电力线路的导线和避雷线 12

三、架空电力线路的杆塔 12

四、架空电力线路的绝缘子和金具 14

五、电缆电力线路 16

第二章 电力系统的等值网络 18

第一节 电力线路的参数和等值电路 18

一、单位长度电力线路的参数 18

二、电力线路的等值电路 23

第二节 变压器、电抗器的参数和等值电路 34

一、双绕组变压器的参数和等值电路 34

二、三绕组变压器的参数和等值电路 36

三、自耦变压器的参数和等值电路 38

一、发电机的电抗和电势 42

第三节 发电机、负荷的参数和等值电路 42

四、电抗器的参数和等值电路 42

二、负荷的功率、阻抗和导纳 44

第四节 电力系统的等值网络 46

一、电压级的归算 46

二、标么制 52

三、电力系统等值网络的使用和简化 61

第三章 电力系统潮流的分析与计算 64

第一节 电力网元件的功率损耗和电压降落 64

一、电力线路的功率损耗和电压降落 64

二、变压器的功率损耗和电压降落 68

三、电源和负荷功率 69

第二节 开式网络的潮流计算 69

一、简单开式网络的潮流计算 69

二、变电所较多的开式网络的潮流计算 70

一、环形网络中的功率分布 76

第三节 环形网络的潮流计算 76

二、两端供电网络中的功率分布 80

三、环形网络的潮流计算 81

第四节 网络变换法 87

一、等值电源法 87

二、负荷移置法 90

三、星－网变换法 94

第四章 电力系统潮流的计算机算法 104

第一节 电力网络的数学模型 104

一、节点电压方程 104

二、回路电流方程 108

第二节 变压器为非标准变比时的等值电路 110

一、变压器为非标准变比时的修正 110

二、变压器为非标准变比时的等值电路 111

第三节 节点导纳矩阵的形成 113

一、节点导纳矩阵的计算 113

二、节点导纳矩阵的修改 114

第四节 用节点导纳矩阵求节点阻抗矩阵 117

第五节 功率方程和高斯－塞德尔法潮流计算 120

一、功率方程和变量及节点的分类 120

二、高斯－塞德尔法潮流计算 123

第六节 牛顿－拉夫逊法潮流计算 128

一、牛顿－拉夫逊法简介 128

二、潮流计算时的修正方程式 130

三、牛顿－拉夫逊法的求解过程及框图 132

四、牛顿－拉夫逊法的极坐标形式 133

第七节 P-Q分解法潮流计算 135

一、P-Q分解法的修正方程式 136

二、P-Q分解法潮流计算的基本步骤 138

第二节 电力系统中有功功率的平衡 140

一、有功功率负荷的变动及其调整 140

第一节 概述 140

第五章 电力系统的有功功率及频率调整 140

二、有功功率的平衡和备用容量 141

第三节 电力系统中有功功率的最优分配 142

一、各类发电厂的特点和合理组合 142

二、最优分配负荷时的目标函数和约束条件 143

三、最优分配负荷时等微增率的基本概念 146

四、最优分配负荷时等微增率准则 147

五、最优分配负荷的计算问题 149

第四节 电力系统的频率调整 152

一、电力系统负荷的有功功率－频率静态特性 152

二、发电机组的有功功率－频率静态特性 153

三、电力系统的有功功率－频率静态特性及频率的一次调整 156

四、频率的二次调整 159

五、互联系统的频率调整 160

六、频率调整厂的选择 163

二、有功及无功功率对节点电压的影响 165

一、电压变动对用户的影响 165

第一节 概述 165

第六章 电力系统的无功功率和电压调整 165

第二节 电力系统中无功功率的平衡 167

一、无功功率负荷和无功功率损耗 167

二、无功功率电源 168

三、无功功率的平衡 169

第三节 电力系统的电压管理 173

一、中枢点电压管理 173

二、电压调整的基本原理 175

第四节 电力系统的几种主要调压措施 175

一、改变发电机端电压调压 175

二、改变变压器变比调压 176

三、改变网络中无功功率分布调压 181

四、改善电力线路参数——串联电容器调压 187

一、电力线路上的电能损耗 193

第一节 电力网的电能损耗 193

第七章 电力网的经济运行 193

二、变压器中的电能损耗 195

三、电力网的网损率或线损率 195

第二节 降低网损的技术措施 196

一、降低网损的意义 196

二、降低网损的技术措施 196

第三节 电力网的年运行费 200

一、电力网中设备的折旧费 200

二、电力网中设备的小修费 200

三、电力网设备的维护管理费 201

四、电力网中的电能损耗费 201

第八章 电力线路导线截面的选择 203

第一节 按经济电流密度选择导线截面 203

一、经济电流密度 203

第二节 按机械强度的要求选择导线最小容许截面 205

二、按经济电流密度选择导线截面 205

第三节 按导线的长期发热选择导线截面 206

第四节 按电晕临界电压选择导线截面 207

第五节 按容许电压损耗选择导线截面 208

第六节 选择导线截面的基本方法 210

电力系统暂态分析（9～14章） 213

第九章 同步发电机的基本方程式及暂态过程中的参数 213

第一节 同步发电机的基本方程式 213

一、同步发电机的磁链方程式 213

二、派克变换 218

三、同步发电机的电压方程式 227

第二节 同步发电机的暂态参数和等值电路 230

一、同步发电机正常运行时定子回路电压方程式 230

二、无阻尼绕组同步发电机三相短路的物理过程 232

三、同步发电机的暂态电势和暂态电抗 233

四、无阻尼绕组同步发电机自由分量电流衰减的时间常数 235

第三节 同步发电机的次暂态参数和等值电路 237

一、同步发电机的次暂态电势和次暂态电抗 237

二、有阻尼绕组同步发电机自由分量电流衰减的时间常数 242

三、同步发电机各电抗、电势大小的比较 244

第十章 电力系统各元件的序参数和等值电路 249

第一节 对称分量法 249

第二节 同步发电机的负序和零序电抗 251

一、同步发电机的负序电抗 251

二、同步发电机的零序电抗 251

第三节 异步电动机的参数和等值电路 252

一、异步电动机的次暂态参数和等值电路 252

二、异步电动机的负序和零序参数 254

第四节 变压器的零序参数和等值电路 255

一、双绕组变压器的零序参数和等值电路 255

二、三绕组变压器的零序参数和等值电路 258

三、自耦变压器的零序参数和等值电路 260

第五节 电力线路的零序阻抗和等值电路 266

一、“导线－大地”回路的阻抗 266

二、单回路无避雷线三相架空电力线路的零序阻抗 269

三、双回路无避雷线三相架空电力线路的零序阻抗 270

四、单回路有避雷线三相架空电力线路的零序阻抗 271

五、双回路有避雷线三相架空电力线路的零序阻抗 273

六、电缆线路的零序阻抗 275

第六节 电力系统故障运行时的等值网络 276

一、短路故障时的等值网络 276

二、非全相运行时的等值网络 277

第十一章 电力系统故障的分析与实用计算 281

第一节 由无限大容量电源供电的三相短路的分析与计算 281

一、无限大容量电源 281

二、无限大容量电源供电的三相短路暂态过程的分析 282

三、短路的冲击电流、短路电流的最大有效值和短路功率 284

四、无限大容量电源供电的三相短路电流周期分量有效值的计算 287

第二节 电力系统三相短路的实用计算 289

一、三相短路电流I″等的计算 289

二、电流分布系数和转移阻抗 305

三、应用运算曲线求任意时刻短路电流周期分量的有效值 307

四、三相短路电流的计算机算法 317

第三节 电力系统不对称短路的分析与计算 321

一、单相接地短路 322

二、两相短路 325

三、两相接地短路 327

四、正序等效定则 332

五、不对称短路时运算曲线的应用 337

六、变压器两侧电压、电流对称分量的相位关系 341

七、不对称短路时网络中电流和电压计算 345

第四节 电力系统非全相运行的分析 350

一、单相断线 351

二、两相断线 352

第一节 同步发电机组的运动方程式 359

第十二章 电力系统中各元件的机电特性 359

第二节 发电机的功－角特性方程 364

一、隐极式发电机的功－角特性方程式 364

二、凸极式发电机的功－角特性方程式 367

三、计及与发电机相联网络时的功－角特性方程式 370

四、网络结线及参数对有功功率功－角特性的影响 372

五、关于同步发电机的等值电路 376

第三节 异步电动机组的机电特性 384

一、异步电动机组的运动方程式 384

二、被驱动机械的机械转矩 385

三、电动机的电磁转矩 385

第四节 自动调节励磁系统对功－角特性的影响 387

一、无自动调节励磁时发电机端电压的变化 387

二、自动调节励磁系统对功－角特性的影响 388

第一节 电力系统静态稳定的基本概念 390

第十三章 电力系统的静态稳定性 390

第二节 小扰动法的基本原理和在分析电力系统静态稳定性中的应用 392

一、小扰动法的基本原理 392

二、用小扰动法分析简单电力系统的静态稳定性 393

三、代数判据 396

四、加速面积与减速面积 398

五系统阻尼作用对静态稳定性的影响 398

第三节 调节励磁对电力系统静态稳定性的影响 399

一、不连续调节励磁对静态稳定性的影响 400

二、对电力系统静态稳定的简单综述 403

第四节 电力系统负荷的稳定性 404

一、电源的静态电压特性 404

二、负荷的静态电压特性 406

三、电力系统的电压稳定性 406

六、电力系统频率的稳定性 408

五、负荷的静态频率特性 408

四、电源的静态频率特性 408

七、应用异步电动机转矩－转差率特性分析负荷的静态稳定性 409

第五节 保证和提高静态稳定性的措施 409

一、采用自动调节励磁装置 410

二、减小线路电抗 410

三、提高线路的额定电压 410

四、采用串联电容器补偿 410

五、改善电力系统的结构 411

第十四章 电力系统的暂态稳定性 413

第一节 电力系统暂态稳定性概述 413

第二节 简单电力系统暂态稳定的定性分析 415

一、各种运行情况下的功－角特性 415

二、对简单电力系统暂态稳定性的定性分析 417

第三节 简单电力系统暂态稳定性的定量分析 418

一、等面积定则 418

二、极限切除角 419

第四节 发电机组转子运动方程式的数值解法 420

一、分段计算法 420

二、改进欧拉法 427

第五节 简单电力系统的暂态稳定性——计及自动调节系统的作用 433

一、计及自动调节系统的必要性 433

二、计及自动调节励磁系统作用时的暂态稳定性 435

第六节 提高电力系统暂态稳定性的措施 445

一、故障的快速切除和自动重合闸 445

二、强行励磁和快速关闭汽门 447

三、电气制动和变压器中性点经小电阻接地 449

四、采用单元结线方式 451

五、连锁切机和切除部分负荷 452

六、系统解列、异步运行和再同步 453

附录Ⅰ裸导线的计算外径（mm） 456

附录Ⅱ高压电力线路的电晕临界电压 456