前言 1
第1章 绪论 1
1.1 电力工程的发展 1
1.2 电力系统概述 2
1.2.1 电力系统的构成 2
1.2.2 电力系统的基本参量 5
1.2.3 发电厂的类型 6
1.2.4 变电所的类型 8
1.2.5 电力系统的特点和要求 8
1.3 电力系统计算的标幺制 8
1.3.1 标幺值的计算与选择 9
1.3.2 标幺值之间的换算 11
1.3.3 复杂网络中标幺值的计算 11
1.3.4 频率、角速度和时间的基准值 15
思考题与习题 16
参考文献 16
第1篇 电力设备 17
第2章 输电设备 17
2.1 输电线路 17
2.1.1 输电线路的结构特点 17
2.1.2 电缆线路及附件 25
2.1.3 架空线路模型 26
2.1.4 电力线路的等效电路 34
2.1.5 输电线路覆冰危害及除冰防冰 36
2.2 变压器 39
2.2.1 双绕组变压器的参数计算 39
2.2.2 三绕组变压器的参数计算 42
2.2.3 自耦变压器的参数计算 46
2.3 直流输电 48
2.3.1 直流输电概述 48
2.3.2 直流输电系统的工作原理 54
2.3.3 直流输电系统的等效电路 59
思考题与习题 60
参考文献 61
第3章 电力负荷 62
3.1 负荷曲线 62
3.2 负荷分类 64
3.3 负荷模型 64
3.3.1 负荷模型概述 64
3.3.2 静态负荷模型 65
3.3.3 电动机负荷模型 67
3.3.4 综合负荷模型 68
思考题与习题 69
参考文献 69
第4章 同步发电机 70
4.1 同步发电机的基本方程与参数 70
4.1.1 abc坐标系下的方程 70
4.1.2 派克-戈列夫变换 72
4.1.3 dq0坐标系下的方程 75
4.2 同步发电机的稳态方程与参数 78
4.2.1 稳态条件 78
4.2.2 稳态电压方程 78
4.2.3 相量方程、相量图、等效电路图 79
4.3 同步发电机的动态方程与参数 81
4.3.1 次暂态方程与参数 81
4.3.2 暂态方程与参数 83
4.4 励磁系统及调压器 87
4.5 原动机及调速器 89
思考题与习题 91
参考文献 91
第5章 高压绝缘与继电保护 92
5.1 高压绝缘与接地 92
5.1.1 高电压与绝缘的成因 92
5.1.2 过电压保护 92
5.1.3 接地 94
5.2 继电保护 95
5.2.1 继电保护概述 95
5.2.2 线路的继电保护 96
5.2.3 电力变压器保护 111
5.2.4 发电机保护 112
5.3 电力系统的监测与控制 114
5.3.1 电力系统的监测与控制的复杂性 114
5.3.2 电力系统的监测与控制的内容 114
5.3.3 电力系统运行状态 114
5.3.4 现代电网调度自动化系统及其发展 115
思考题与习题 116
参考文献 117
第6章 其他电力设备 118
6.1 电弧与灭弧 118
6.1.1 电弧产生和熄灭的物理过程 118
6.1.2 灭弧的物理过程 120
6.1.3 熄灭交流电弧的基本方法 121
6.2 高压断路器 123
6.2.1 电力系统对高压断路器的要求 123
6.2.2 高压断路器的型号、分类和特点 124
6.2.3 SF6高压断路器 126
6.3 隔离开关、高压负荷开关、高压熔断器 129
6.3.1 隔离开关 129
6.3.2 高压负荷开关 132
6.3.3 高压熔断器 133
6.4 低压电器 136
6.4.1 低压熔断器 136
6.4.2 低压刀开关 138
6.4.3 低压断路器 140
6.4.4 接触器 140
6.5 互感器 141
6.5.1 互感器概述 141
6.5.2 电流互感器 142
6.5.3 电压互感器 148
思考题与习题 152
参考文献 152
第7章 电气主接线 153
7.1 电气主接线概述 153
7.1.1 对电气主接线的基本要求 153
7.1.2 电气主接线的基本类型 154
7.1.3 电气主回路中开关的配置原则 154
7.2 电气主接线的基本形式 155
7.2.1 单母线接线 155
7.2.2 单母线分段接线 156
7.2.3 单母线带旁路母线接线 156
7.2.4 双母线接线 158
7.2.5 双母线分段接线 159
7.2.6 双母线带旁路母线接线 160
7.2.7 3/2断路器双母线接线 160
7.2.8 单元接线 161
7.2.9 桥形接线 161
7.2.10 角形接线 163
7.3 电气主接线实例分析 163
7.3.1 火力发电厂电气主接线 163
7.3.2 水力发电厂电气主接线 166
7.3.3 变电所电气主接线 167
思考题与习题 168
参考文献 168
第2篇 电力系统稳态分析 169
第8章 电力系统的潮流 169
8.1 电力系统潮流概述 169
8.2 输电线路运行特性及简单电力系统潮流计算 170
8.2.1 电力线路上的电压降落、功率损耗和电能损耗 170
8.2.2 变压器上的电压降落、功率损耗和电能损耗 175
8.2.3 简单辐射形网络的潮流计算 176
8.3 复杂电力系统的潮流计算 180
8.3.1 潮流计算方法概述 180
8.3.2 电力网络方程 180
8.3.3 节点功率方程与节点的分类 187
8.3.4 牛顿-拉夫逊法 189
8.4 电力系统优化潮流简介 198
8.4.1 优化潮流的数学模型 198
8.4.2 优化潮流的算法 199
思考题与习题 199
参考文献 202
第9章 电力系统的频率 204
9.1 电力系统频率概述 204
9.1.1 电力系统频率的概念 204
9.1.2 电力系统频率的测量 205
9.2 电力系统的频率特性 206
9.2.1 发电机组的频率特性 206
9.2.2 电力负荷的频率特性 209
9.2.3 电力系统的有功功率一频率特性 210
9.3 电力系统的频率调整 210
9.3.1 电力系统频率的一次调整 210
9.3.2 电力系统频率的二次调整 213
9.3.3 互联系统的频率调整 214
思考题与习题 218
参考文献 219
第10章 电力系统的电压 220
10.1 电力系统电压概述 220
10.1.1 无功功率负荷与电压的关系 220
10.1.2 电压偏移的危害 223
10.1.3 电压偏移的标准 224
10.2 电力系统中无功功率的平衡与补偿 224
10.2.1 电力系统中无功功率负荷与无功功率损耗 224
10.2.2 电力系统中的无功电源 225
10.2.3 电力系统的无功功率平衡与补偿 228
10.3 电力系统中的电压管理与调压方法 229
10.3.1 中枢点电压管理 229
10.3.2 电压调整的方法 230
10.4 电力系统中的谐波 239
10.4.1 谐波及其产生 239
10.4.2 谐波的危害 240
10.4.3 谐波的抑制 240
思考题与习题 242
参考文献 244
第3篇 电力系统暂态分析 245
第11章 电力系统的对称故障 246
11.1 电力系统故障概述 246
11.2 无穷大电源供电系统的三相短路 247
11.2.1 定性分析 248
11.2.2 冲击电流和最大有效值电流 249
11.3 同步发电机的突然三相短路 252
11.3.1 定性分析 252
11.3.2 各分量的初瞬值 252
11.3.3 各分量的终值 253
11.3.4 各分量的时间常数 253
11.3.5 合成转换 254
思考题与习题 257
参考文献 258
第12章 电力系统的不对称故障 259
12.1 对称分量法 259
12.1.1 对称分量法的基本原理 259
12.1.2 对称分量法在不对称故障分析中的应用 260
12.2 电力系统各序网络的形成及序网方程 263
12.2.1 序阻抗 263
12.2.2 正序和负序网络 267
12.2.3 零序网络 268
12.3 不对称故障的分析计算 270
12.3.1 不对称故障时故障点的电流和电压计算 270
12.3.2 非故障点的电流和电压计算 279
12.3.3 非全相运行的分析和计算 282
12.4 电力系统不对称故障的计算机算法简介 285
思考题与习题 287
参考文献 289
第13章 电力系统的稳定 290
13.1 电力系统稳定概述 290
13.1.1 电力系统稳定的定义与类型 290
13.1.2 电力系统稳定分析的模型 291
13.2 简单电力系统的静态稳定 295
13.3 简单电力系统的暂态稳定 300
13.3.1 概述 300
13.3.2 定性分析 300
13.3.3 稳定判据—等面积定则 302
13.4 简单电力系统的电压稳定 305
13.4.1 概述 305
13.4.2 定性分析 305
13.4.3 稳定判据 308
13.5 简单电力系统的动态稳定 309
13.6 多机电力系统的稳定分析方法 309
13.6.1 直接法 309
13.6.2 小干扰法 309
13.6.3 数值计算法 311
13.7 提高电力系统稳定性的措施 313
13.7.1 提高静态稳定性的措施 313
13.7.2 提高暂态稳定性的措施 314
13.7.3 提高电压稳定性的措施 315
13.7.4 抑制低频振荡的措施 316
思考题与习题 317
参考文献 318
第4篇 电力工程的设计与管理 320
第14章 电力网络接线的设计 320
14.1 输电网接线 320
14.1.1 输电网接线的基本要求 320
14.1.2 输电网的规划设计方法 321
14.1.3 输电网的接线方式 321
14.1.4 输电网接线实例 323
14.2 配电网接线 325
14.2.1 配电网的结构 325
14.2.2 配电网的基本要求 325
14.2.3 配电网的接线方式 326
思考题与习题 331
参考文献 331
第15章 电气设备的选择 333
15.1 电气设备选择的一般条件 333
15.1.1 按正常工作条件选择电气设备 333
15.1.2 按短路条件校验热稳定和动稳定 335
15.2 输电线路的选择 337
15.2.1 架空线路的选择 337
15.2.2 电力电缆的选择 344
15.3 发电厂及变电所主变压器的选择 345
15.3.1 主变压器的容量和台数 345
15.3.2 主变压器的负载率 347
15.3.3 主变压器的型式 347
15.4 支柱绝缘子及穿墙套管的选择 349
15.4.1 支柱绝缘子的选择 349
15.4.2 穿墙套管的选择 350
15.5 高压断路器、隔离开关和高压熔断器的选择 351
15.5.1 高压断路器的选择 351
15.5.2 隔离开关的选择 352
15.5.3 高压熔断器的选择 353
15.6 电流和电压互感器的选择 354
15.6.1 电流互感器的选择 354
15.6.2 电压互感器的选择 357
15.6.3 电流和电压互感器的配置原则 358
15.7 SF6封闭式组合电器的选择 360
15.7.1 一般规定 360
15.7.2 性能要求 361
15.8 硬母线的选择 361
15.8.1 硬母线的材料、类型与布置方式 362
15.8.2 硬母线的截面积选择及热稳定、电晕校验 362
15.8.3 硬母线的动稳定校验 363
思考题与习题 366
参考文献 366
第16章 电力管理与电力市场 367
16.1 电力工程管理概述 367
16.1.1 我国电力工业体制改革历程 367
16.1.2 我国电力市场化改革 368
16.2 电力市场基础 369
16.2.1 电力市场的基本概念 369
16.2.2 电力市场的建设 370
16.2.3 我国电力市场的发展 372
16.3 电力市场的电价问题 373
16.3.1 制定电价的基本原则 373
16.3.2 制定电价的理论方法 374
16.3.3 电价的计算方法 375
16.4 电源侧管理 378
16.4.1 能源的分类 378
16.4.2 常规能源发电 378
16.4.3 新型能源发电 379
16.4.4 不同能源电厂的发展建议 382
16.5 需求侧管理 382
16.5.1 需求侧管理的概念 382
16.5.2 需求侧管理的内容和手段 383
16.5.3 实施需求侧管理的模式 383
16.5.4 需求侧管理的实施流程 384
16.5.5 需求侧管理节能技术 384
思考题与习题 385
参考文献 385
附录 电力工程常用术语 386