第一篇 电力系统稳态分析 15
第一章 电力系统的元件参数和等值电路及等值网络 15
第一节 电力系统的电压等级 15
一、电力系统的额定电压等级 15
二、电力线路的平均额定电压 15
三、变压器的实际变比和平均额定电压之比 15
第二节 电力线路的参数和等值电路 17
一、单位长度电力线路的参数 17
二、电力线路的等值电路 30
第三节 变压器、电抗器的参数和等值电路 30
一、双绕组变压器的参数和等值电路 30
二、三绕组变压器的参数和等值电路 30
三、自耦变压器的参数和等值电路 30
四、电抗器的参数和等值电路 30
第四节 发电机和负荷的参数及等值电路 37
一、发电机的电抗和电势 37
二、负荷的功率、阻抗和导纳 39
第五节 电力系统的等值网络 39
一、电压级的归算及以有名制表示的等值网络 39
二、标么制和以标么制表示的等值网络 39
三、电力系统等值网络的使用和简化 39
思考题与习题 47
第二章 电力系统潮流的分析与计算 49
第一节 电力网元件的功率损耗和电压降落 49
一、电力线路的功率损耗和电压降落 49
二、变压器的功率损耗和电压降落 49
三、电源和负荷功率 49
第二节 开式网络的潮流计算 54
一、简单开式网络的潮流计算 54
二、变电所较多的开式网络的潮流计算 60
第三节 环形网络的潮流计算 60
一、环式网络中的功率分布 60
二、两端供电网络中的功率分布 60
三、环形网络的潮流计算 60
第四节 网络变换法 69
一、等值电源法 69
二、负荷移置法 73
思考题与习题 73
第三章 电力系统潮流的计算机算法 76
第一节 电力网络的数学模型 76
一、节点导纳矩阵的节点电压方程 76
二、节点阻抗矩阵的节点电压方程 78
第二节 变压器为非标准变比时的等值电路 78
一、变压器为非标准变比时的修正 78
二、变压器为非标准变比时的等值电路 81
第三节 节点导纳矩阵的形成 81
一、节点导纳矩阵的计算 81
二、节点导纳矩阵的修改 84
第四节 功率方程和变量及节点的分类 84
一、功率方程和变量 84
二、变量和节点的分类 86
第五节 高斯－塞德尔法潮流计算 86
一、高斯－塞德尔法迭代格式 86
二、对网络中PV节点的考虑 86
三、功率及功率损耗的计算 86
四、高斯－塞德尔法潮流计算的原理框图 86
第六节 牛顿－拉夫逊法潮流计算 89
一、牛顿拉夫逊法简介 89
二、直角坐标形式的节点功率方程式 89
三、修正方程式 89
四、牛顿－拉夫逊法的求解过程及框图 89
五、牛顿－拉夫逊法的极坐标形式 89
第七节 P-Q分解法潮流计算 96
一、P-Q分解法的修正方程式 96
二、P-Q分解法潮流计算的基本步骤和特点 99
思考题与习题 99
第四章 电力系统有功功率的平衡及频率调整 101
第一节 概述 101
一、系统频率变化对用户的影响 101
二、系统频率变化对发电厂和系统本身的影响 102
第二节 电力系统中有功功率的平衡 102
一、有功功率负荷的变动及其调整 102
二、有功功率的平衡和备用容量 102
三、各类发电厂的特点及合理组合 102
第三节 电力系统的频率调整 105
一、电力系统负荷的有功功率－频率静态特性 105
二、发电机组的有功功率－频率静态特性 105
三、电力系统的有功功率－频率静态特性及频率的一次调整 105
四、频率的二次调整 105
五、互联系统的频率调整 105
六、调频电厂的选择 105
思考题与习题 115
第五章 电力系统无功功率的平衡和电压调整 117
第一节 概述 117
一、电压变动对用户的影响 117
二、节点电压对有功及无功功率的影响 119
第二节 电力系统中无功功率的平衡 119
一、无功功率负荷和无功功率损耗 119
二、无功功率电源 119
三、无功功率的平衡 122
第三节 电力系统的电压管理 122
一、中枢点电压管理 122
二、电压调整的基本原理 123
第四节 电力系统的几种主要调压措施 123
一、改变发电机端电压调压 123
二、改变变压器变比调压 123
三、改变网络中无功功率分布调压 123
四、改善电力线路参数——串联电容器调压 123
思考题与习题 136
第六章 电力网的经济运行 138
第一节 电力网的电能损耗 138
一、电力线路上的电能损耗 138
二、变压器中的电能损耗 138
三、电力网的网损率或线损率 140
第二节 降低网损的技术措施 140
一、降低网损的意义 140
二、降低网损的技术措施 144
第三节 电力网的年运行费 144
一、电力网中设备的折旧费 144
二、电力网中设备的小修费和维护管理费 144
三、电力网中的电能损耗费 144
第四节 电力线路导线截面的选择 146
一、按经济电流密度选择导线截面 146
二、按机械强度的要求选择导线最小容许截面 146
三、按导线的长期发热选择导线截面 146
四、按电晕临界电压选择导线截面 146
五、按容许电压损耗选择导线截面 146
六、选择导线截面的基本方法 146
思考题与习题 152
第二篇 电力系统故障的分析与计算 154
第七章 同步发电机的基本方程式及其三相短路的电磁暂态过程 154
第一节 同步发电机的基本方程式 154
一、同步发电机的基本方程式 154
二、派克变换及其应用 154
三、同步发电机的电压方程式 169
第二节 同步发电机的暂态参数和等值电路 169
一、同步发电机正常运行时定子回路的电压方程式 169
二、无阻尼绕组同步发电机三相短路的物理过程 169
三、同步发电机的暂态电势和暂态电抗 169
四、无阻尼绕组同步发电机电流自由分量衰减的时间常数 169
第三节 同步发电机的次暂态参数和等值电路 175
一、同步发电机的次暂态电势和次暂态电抗 175
二、有阻尼绕组同步发电机电流自由分量衰减的时间常数 175
三、同步发电机各电抗、电势大小的比较 175
第四节 同步发电机的三相短路电流 183
一、无阻尼绕组同步发电机的三相短路电流 183
二、有阻尼绕组同步发电机的三相短路电流 183
第五节 自动调节励磁装置对短路电流的影响 189
思考题与习题 190
第八章 电力系统各元件的序参数和等值电路 192
第一节 对称分量法 192
第二节 同步发电机的负序和零序电抗 193
一、同步发电机的负序电抗 193
二、同步发电机的零序电抗 195
第三节 异步电动机的参数和等值电路 195
一、异步电动机的次暂态参数和等值电路 195
二、异步电动机的负序和零序参数 198
第四节 变压器的零序参数和等值电路 198
一、双绕组变压器的零序参数和等值电路 198
二、三绕组变压器的零序参数和等值电路 198
三、自耦变压器的零序参数和等值电路 198
第五节 电力线路的零序阻抗和等值电路 208
一、“导线－大地”回路的阻抗 208
二、单回路无避雷线三相架空电力线路的零序阻抗 208
三、双回路无避雷线三相架空电力线路的零序阻抗 208
四、单回路有避雷线三相架空电力线路的零序阻抗 208
五、双回路有避雷线三相架空电力线路的零序阻抗 208
六、电缆线路的零序阻抗 208
第六节 电力系统故障运行的等值网络 218
一、短路故障的等值网络 218
二、非全相运行的等值网络 220
思考题与习题 220
第九章 电力系统故障的分析与实用计算 223
第一节 由无限大容量电源供电的三相短路的分析与计算 223
一、无限大容量电源 223
二、无限大容量电源供电的三相短路暂态过程的分析 223
三、短路的冲击电流、短路电流的最大有效值和短路功率 223
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 223
第二节 电力系统三相短路的实用计算 230
一、起始次暂态电流I 的计算 230
二、冲击电流和短路电流最大有效值 230
三、电流分布系数和转移阻抗 230
四、应用运算曲线法求任意时刻短路电流周期分量的有效值 230
五、三相短路电流的计算机算法 230
第三节 电力系统不对称短路的分析与计算 255
一、单相接地短路 255
二、两相短路 255
三、两相接地短路 255
四、正序等效定则 255
五、不对称短路时运算曲线的应用 255
六、变压器两侧电 255
压、电流对称分量的相位关系 255
七、不对称短路时网络中电流和电压的计算 255
第四节 电力系统非全相运行的分析 281
一、单相断线 281
二、两相断线 286
思考题与习题 286
第三篇 电力系统稳定性分析 291
第十章 机组的机电特性 291
第一节 同步发电机组的运动方程式 291
第二节 发电机的功－角特性方程式 295
一、隐极式发电机的功－角特性方程式 295
二、凸极式发电机的功－角特性方程式 295
三、多机系统中发电机的功－角特性方程式 295
四、网络接线及参数对有功功率功－角特性的影响 295
五、关于同步发电机的等值电路 295
第三节 异步电动机组的机电特性 310
一、异步电动机组的运动方程式 310
二、异步电动机的电磁转矩 312
第四节 自动调节励磁系统对功－角特性的影响 312
一、无自动调节励磁时发电机端电压的变化 312
二、自动调节励磁系统对功－角特性的影响 314
思考题与习题 314
第十一章 电力系统的静态稳定性 316
第一节 电力系统静态稳定性的基本概念 316
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 318
第三节 调节励磁对电力系统静态稳定性的影响 322
一、不连续调节励磁对静态稳定性的影响 322
二、对电力系统静态稳定性的简单综述 327
第四节 电力系统电压、频率及负荷的稳定性 327
一、电力系统电压的静态稳定性 327
二、电力系统频率的静态稳定性 327
三、电力系统负荷的静态稳定性 327
第五节 保证和提高电力系统静态稳定性的措施 332
一、采用自动调节励磁装置 332
二、减小线路电抗 332
三、提高电力线路的额定电压 332
四、采用串联电容器补偿 332
五、改善电力系统的结构 332
思考题与习题 334
第十二章 电力系统的暂态稳定性 336
第一节 电力系统暂态稳定性概述 336
第二节 简单电力系统暂态稳定性的定性分析 338
一、各种运行情况下的功－角特性 338
二、对简单电力系统暂态稳定性的定性分析 341
第三节 简单电力系统暂态稳定性的定量分析 341
一、等面积定则 341
二、极限切除角 343
第四节 发电机组转子运动方程式的数值解法 343
一、分段计算法 343
二、改进欧拉法 353
第五节 提高电力系统暂态稳定性的措施 353
一、快速切除故障和自动重合闸 353
二、强行励磁和快速关闭汽门 353
三、电气制动和变压器中性点经小电阻接地 353
四、采用单元接线方式 353
五、连锁切机和切除部分负荷 353
六、系统解列、异步运行和再同步 353
思考题与习题 361
附录Ⅰ 与本书内容有关的法定计量单位名称与符号 363
附录Ⅱ 常用电气参数 365
附录Ⅲ 短路电流运算曲线 378
参考文献 382