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 3
1.2.3 发电厂简介 6
1.2.4 变电所简介 8
1.2.5 电力系统的特点和要求 9
1.2.6 电力系统中性点接地方式 9
1.3 电力系统计算的标幺制 11
1.3.1 标幺值的计算与选择 12
1.3.2 标幺值之间的换算 14
1.3.3 复杂网络中标幺值的计算 14
1.3.4 频率、角速度和时间的基准值 18
思考题与习题 18
参考文献 19
第1篇 电力设备 20
第2章 输电设备 20
2.1 输电线路 20
2.1.1 输电线路的结构特点 20
2.1.2 电缆线路及附件 28
2.1.3 架空线路模型 29
2.1.4 电力线路的等效电路 37
2.1.5 输电线路覆冰危害及除冰防冰 39
2.2 变压器 42
2.2.1 双绕组变压器的参数计算 42
2.2.2 三绕组变压器的参数计算 45
2.2.3 自耦变压器的参数计算 49
2.3 直流输电 51
2.3.1 直流输电概述 51
2.3.2 直流输电系统的工作原理 57
2.3.3 直流输电系统的等效电路 62
思考题与习题 63
参考文献 64
第3章 电力负荷 65
3.1 负荷曲线 65
3.2 负荷分类 67
3.3 负荷模型 67
3.3.1 负荷模型概述 67
3.3.2 静态负荷模型 68
3.3.3 电动机负荷模型 70
3.3.4 综合负荷模型 72
思考题与习题 72
参考文献 72
第4章 同步发电机 73
4.1 同步发电机的基本方程与参数 73
4.1.1 abc坐标系下的方程 73
4.1.2 派克-戈列夫变换 75
4.1.3 dq0坐标系下的方程 78
4.2 同步发电机的稳态方程与参数 81
4.2.1 稳态条件 81
4.2.2 稳态电压方程 81
4.2.3 相量方程、相量图、等效电路图 82
4.3 同步发电机的动态方程与参数 84
4.3.1 次暂态方程与参数 84
4.3.2 暂态方程与参数 86
4.4 励磁系统及调压器 90
4.5 原动机及调速器 92
思考题与习题 94
参考文献 94
第5章 开关类设备 95
5.1 电弧与灭弧 95
5.1.1 电弧产生和熄灭的物理过程 95
5.1.2 灭弧的物理过程 97
5.1.3 熄灭交流电弧的基本方法 97
5.2 高压断路器 100
5.2.1 电力系统对高压断路器的要求 100
5.2.2 高压断路器的型号、分类和特点 100
5.2.3 SF6高压断路器 103
5.3 高压隔离开关、负荷开关、熔断器 106
5.3.1 高压隔离开关 106
5.3.2 高压负荷开关 108
5.3.3 高压熔断器 110
5.4 低压电器 113
5.4.1 低压熔断器 113
5.4.2 低压刀开关 115
5.4.3 低压断路器 117
5.4.4 接触器 117
思考题与习题 118
参考文献 119
第6章 高压绝缘与保护控制 120
6.1 高压绝缘与接地 120
6.1.1 高电压与绝缘的成因 120
6.1.2 过电压保护 120
6.1.3 接地 122
6.2 继电保护 123
6.2.1 继电保护概述 123
6.2.2 线路的继电保护 124
6.2.3 电力变压器保护 139
6.2.4 发电机保护 140
6.3 电力系统控制 142
6.3.1 电力系统控制体系 142
6.3.2 电力系统控制组成 143
6.3.3 电力系统自动安全稳定控制 144
6.3.4 电力系统自动发电控制 145
6.3.5 电力系统自动电压控制 146
6.4 互感器 147
6.4.1 互感器概述 148
6.4.2 电流互感器 148
6.4.3 电压互感器 154
思考题与习题 158
参考文献 159
第2篇 电力系统稳态分析 161
第7章 电力系统的潮流 161
7.1 电力系统潮流概述 161
7.2 输电线路运行特性及简单电力系统潮流计算 162
7.2.1 电力线路上的电压降落、功率损耗和电能损耗 162
7.2.2 变压器上的电压降落、功率损耗和电能损耗 167
7.2.3 简单辐射型网络的潮流计算 168
7.3 复杂电力系统的潮流计算 172
7.3.1 潮流计算方法概述 172
7.3.2 电力网络方程 172
7.3.3 节点功率方程与节点的分类 179
7.3.4 牛顿-拉夫逊法 181
7.3.5 PQ分解法 194
7.4 电力系统优化潮流简介 198
7.4.1 优化潮流的数学模型 198
7.4.2 优化潮流的算法 199
思考题与习题 199
参考文献 202
第8章 电力系统的频率 203
8.1 电力系统频率概述 203
8.1.1 电力系统频率的概念 203
8.1.2 电力系统频率的测量 204
8.2 电力系统的频率特性 205
8.2.1 发电机组的频率特性 205
8.2.2 电力负荷的频率特性 208
8.2.3 电力系统的有功功率-频率特性 209
8.3 电力系统的频率调整 209
8.3.1 电力系统频率的一次调整 209
8.3.2 电力系统频率的二次调整 212
8.3.3 互联系统的频率调整 213
思考题与习题 216
参考文献 217
第9章 电力系统的电压 219
9.1 电力系统电压概述 219
9.1.1 无功功率负荷与电压的关系 219
9.1.2 电压偏移的危害 222
9.1.3 电压偏移的标准 223
9.2 电力系统中无功功率的平衡与补偿 223
9.2.1 电力系统中无功功率负荷与无功功率损耗 223
9.2.2 电力系统中的无功电源 224
9.2.3 电力系统的无功功率平衡与补偿 227
9.3 电力系统中的电压管理与调压方法 228
9.3.1 中枢点电压管理 228
9.3.2 电压调整的方法 229
9.4 电力系统中的谐波 238
9.4.1 谐波及其产生 238
9.4.2 谐波的危害 239
9.4.3 谐波的抑制 239
思考题与习题 241
参考文献 243
第3篇 电力系统暂态分析 246
第10章 电力系统的对称故障 246
10.1 电力系统故障概述 246
10.2 无穷大电源供电系统的三相短路 248
10.2.1 定性分析 248
10.2.2 冲击电流和最大有效值电流 249
10.3 同步发电机的突然三相短路 252
10.3.1 定性分析 252
10.3.2 各分量的初瞬值 252
10.3.3 各分量的终值 253
10.3.4 各分量的时间常数 253
10.3.5 合成转换 254
思考题与习题 257
参考文献 258
第11章 电力系统的不对称故障 259
11.1 对称分量法 259
11.1.1 对称分量法的基本原理 259
11.1.2 对称分量法在不对称故障分析中的应用 260
11.2 电力系统各序网络的形成及序网方程 263
11.2.1 序阻抗 263
11.2.2 正序和负序网络 267
11.2.3 零序网络 268
11.3 不对称故障的分析计算 270
11.3.1 不对称故障时故障点的电流和电压计算 270
11.3.2 非故障点的电流和电压计算 281
11.3.3 非全相运行的分析和计算 286
11.4 电力系统不对称故障的计算机算法简介 290
思考题与习题 292
参考文献 294
第12章 电力系统的稳定 295
12.1 电力系统稳定概述 295
12.1.1 电力系统稳定的定义与分类 295
12.1.2 电力系统稳定分析的模型 296
12.2 简单电力系统的静态稳定 300
12.3 简单电力系统的暂态稳定 305
12.3.1 概述 305
12.3.2 定性分析 305
12.3.3 稳定判据——等面积定则 308
12.4 简单电力系统的电压稳定 310
12.4.1 概述 310
12.4.2 定性分析 311
12.4.3 稳定判据 313
12.5 简单电力系统的动态稳定 314
12.6 多机电力系统的稳定分析方法 314
12.6.1 直接法 314
12.6.2 小干扰法 315
12.6.3 数值计算法 316
12.7 提高电力系统稳定性的措施 318
12.7.1 提高静态稳定性的措施 318
12.7.2 提高暂态稳定性的措施 319
12.7.3 提高电压稳定性的措施 320
12.7.4 抑制低频振荡的措施 321
思考题与习题 322
参考文献 324
第4篇 电力工程的设计与管理 325
第13章 电气主接线 325
13.1 电气主接线概述 325
13.1.1 对电气主接线的基本要求 325
13.1.2 电气主接线的基本类型 326
13.1.3 电气主回路中开关的配置原则 326
13.2 电气主接线的基本形式 327
13.2.1 单母线接线 327
13.2.2 单母线分段接线 328
13.2.3 单母线带旁路母线接线 329
13.2.4 双母线接线 330
13.2.5 双母线分段接线 332
13.2.6 双母线带旁路母线接线 332
13.2.7 3/2断路器双母线接线 332
13.2.8 单元接线 333
13.2.9 桥形接线 334
13.2.10 角形接线 335
13.3 电气主接线实例分析 335
13.3.1 火力发电厂电气主接线 336
13.3.2 水力发电厂电气主接线 338
13.3.3 变电所电气主接线 340
思考题与习题 340
参考文献 340
第14章 电力网络接线的设计 342
14.1 输电网接线 342
14.1.1 输电网接线的基本要求 342
14.1.2 输电网的规划设计方法 342
14.1.3 输电网的接线方式 343
14.1.4 输电网接线实例 345
14.2 配电网接线 346
14.2.1 配电网的结构 346
14.2.2 供电区域划分 346
14.2.3 用户供电要求与电源接入要求 347
14.2.4 配电网的基本要求 350
14.2.5 配电网的接线方式 351
思考题与习题 357
参考文献 357
第15章 电气设备的选择 359
15.1 电气设备选择的一般条件 359
15.1.1 按正常工作条件选择电气设备 359
15.1.2 按短路条件校验热稳定和动稳定 361
15.2 输电线路的选择 363
15.2.1 架空线路的选择 363
15.2.2 电力电缆的选择 370
15.3 发电厂及变电所主变压器的选择 371
15.3.1 主变压器的容量和台数 371
15.3.2 主变压器的负载率 373
15.3.3 主变压器的型式 373
15.4 支柱绝缘子及穿墙套管的选择 375
15.4.1 支柱绝缘子的选择 375
15.4.2 穿墙套管的选择 376
15.5 高压断路器、隔离开关和高压熔断器的选择 377
15.5.1 高压断路器的选择 377
15.5.2 高压隔离开关的选择 378
15.5.3 高压熔断器的选择 379
15.6 电流和电压互感器的选择 381
15.6.1 电流互感器的选择 381
15.6.2 电压互感器的选择 383
15.6.3 电流和电压互感器的配置原则 385
15.7 SF6封闭式组合电器的选择 388
15.7.1 一般规定 388
15.7.2 性能要求 388
15.8 硬母线的选择 389
15.8.1 硬母线的材料、类型与布置方式 389
15.8.2 硬母线的截面面积的选择及热稳定、电晕校验 390
15.8.3 硬母线的动稳定校验 390
思考题与习题 393
参考文献 394
第16章 电力工程管理 395
16.1 电力工程管理概述 395
16.1.1 我国电力工业体制改革历程 395
16.1.2 我国电力市场化改革 396
16.2 电源侧管理 397
16.2.1 能源的分类 397
16.2.2 常规能源发电 398
16.2.3 新型能源发电 398
16.2.4 不同能源电厂的发展建议 401
16.3 需求侧管理 401
16.3.1 需求侧管理的概念 402
16.3.2 需求侧管理的内容和手段 402
16.3.3 实施需求侧管理的模式 403
16.3.4 需求侧管理的实施流程 403
16.3.5 需求侧管理节能技术 404
思考题与习题 404
参考文献 404
附录 405
附录A 电力工程常用术语 405
附录B 部分常用导线、电缆安全载流量表 413
附录C 常用变压器技术数据 414