第1章 电力系统 1
1.1 电网 2
1.1.1 输电系统 4
1.1.2 配电系统 5
1.2 传统输电系统 6
1.2.1 变电站组成 7
1.2.2 变电站和设备 8
1.2.3 气体绝缘开关设备 15
1.2.4 电力系统稳态运行 17
1.2.5 电力系统动态运行（瞬态情况） 17
1.3 传统配电系统 18
1.3.1 配电馈线 18
1.3.2 住宅电气连接 20
1.4 智能电网 22
1.4.1 智能高压输电系统 23
1.4.2 智能配电网 24
1.5 练习 24
1.6 习题 25
第2章 发电站 26
2.1 火力发电厂 29
2.1.1 燃料储藏与处理 29
2.1.2 蒸汽锅炉 30
2.1.3 涡轮机 36
2.1.4 发电机与电气系统 37
2.1.5 燃气涡轮机 41
2.1.6 联合循环发电厂 41
2.2 核电厂 42
2.2.1 核反应堆 43
2.2.2 压水反应堆 46
2.2.3 沸水反应堆 47
2.3 水力发电厂 48
2.3.1 低水头水电厂 51
2.3.2 中与高水头水电厂 52
2.3.3 抽水蓄能设施 54
2.4 风力发电厂 55
2.5 太阳能发电厂 57
2.5.1 光伏发电 57
2.5.2 太阳能热电厂 61
2.6 地热发电厂 62
2.7 海洋发电 63
2.7.1 海洋潮汐 64
2.7.2 海流 65
2.7.3 海浪 65
2.7.4 海洋热能 66
2.8 其他发电 66
2.9 电能经济性 67
2.9.1 运营和维护成本 68
2.9.2 燃料成本 68
2.9.3 固定资本成本 69
2.9.4 总成本 70
2.10 负荷特性与预测 71
2.11 环境因素 73
2.12 练习 74
2.13 习题 75
第3章 单相电路 77
3.1 电路分析基础 77
3.1.1 基本概念与术语 77
3.1.2 电压与电流相量 78
3.1.3 功率 79
3.2 交流电路 80
3.3 阻抗 82
3.3.1 串联 85
3.3.2 并联 85
3.3.3 阻抗计算实例 88
3.4 负载 92
3.4.1 功率因数 94
3.4.2 电压调整率 97
3.5 基本定律与分析方法 98
3.5.1 基尔霍夫电流定律 98
3.5.2 基尔霍夫电压定律 102
3.5.3 戴维南定理与诺顿定理 106
3.6 单相电路分析应用 106
3.7 小结 115
3.8 练习 116
3.9 习题 117
第4章 三相电路 120
4.1 三相分量 120
4.2 星形联结发电机 125
4.3 星形联结负载 128
4.3.1 对称星形联结负载（四线制系统） 129
4.3.2 不对称星形联结负载（四线制系统） 130
4.3.3 三线制星形联结负载 132
4.4 三角形联结电路 134
4.4.1 三角形联结发电机 134
4.4.2 对称三角形联结负载 135
4.4.3 不对称三角形联结负载 137
4.5 小结 138
4.6 三相功率测量 143
4.6.1 三相四线制电路 144
4.6.2 三相三线制电路 144
4.7 标幺值 146
4.8 对称分量 150
4.8.1 相序分量的相电压计算 150
4.8.2 相电压的相序分量计算 151
4.8.3 负载阻抗的相序分量 151
4.9 应用实例 155
4.10 练习 168
4.11 习题 168
第5章 输电线与电缆 171
5.1 结构 172
5.2 输电线的组件 178
5.2.1 杆塔和杆塔基础 178
5.2.2 导线 178
5.2.3 绝缘子 181
5.3 电缆 184
5.4 输电线的电气参数 185
5.5 输电线电磁场 188
5.5.1 磁场能量 190
5.5.2 单个导线产生的磁场 190
5.5.3 复数空间矢量的数学运算 193
5.5.4 三相输电线产生的磁场 194
5.6 输电线电感 199
5.6.1 外部磁通量 199
5.6.2 内部磁通量 200
5.6.3 导体的总磁通量 202
5.6.4 三相导线电感 202
5.7 输电线电容 206
5.7.1 电场的产生 206
5.7.2 导线周围的电场 208
5.7.3 三相输电线产生的电场 212
5.7.4 三相输电线电容 225
5.8 输电线网络 227
5.8.1 对称系统的等效回路 227
5.8.2 长距离输电线 229
5.9 传输线保护 234
5.9.1 输电线故障 234
5.9.2 保护方法 236
5.9.3 熔断保护 237
5.9.4 过电流保护 237
5.9.5 远程保护 239
5.10 应用实例 240
5.10.1 Mathcad实例 240
5.10.2 PSpice：输电线中的暂态短路电流 251
5.10.3 PSpice：输电线通电 254
5.11 练习 256
5.12 习题 257
第6章 机电能量转换 261
6.1 磁路 261
6.1.1 磁路理论 262
6.1.2 磁路分析 264
6.1.3 磁场能量 268
6.1.4 磁化曲线 269
6.1.5 磁化曲线模型 272
6.2 磁场和电场产生的力 278
6.2.1 电场产生的力 278
6.2.2 磁场产生的力 279
6.3 机电系统 283
6.3.1 电场 284
6.3.2 磁场 285
6.4 电磁力的计算 286
6.5 应用 290
6.5.1 驱动器 290
6.5.2 换能器 293
6.5.3 永磁铁电动机和发电机 299
6.5.4 微机电系统 300
6.6 小结 303
6.7 练习 303
6.8 习题 304
第7章 变压器 309
7.1 结构 309
7.2 单相变压器 314
7.2.1 理想变压器 315
7.2.2 实际变压器 322
7.2.3 变压器等效电路参数的确定 328
7.3 三相变压器 335
7.3.1 ？-？联结 337
7.3.2 ？-△联结 340
7.3.3 △-？联结 343
7.3.4 △-△联结 344
7.3.5 小结 344
7.3.6 三相变压器分析 344
7.3.7 三相变压器等效电路的参数 350
7.3.8 计算变压器参数的通用程序 353
7.3.9 应用实例 356
7.3.10 变压器保护的概念 366
7.4 练习 369
7.5 习题 370
第8章 同步电机 373
8.1 结构 373
8.1.1 隐极转子发电机 374
8.1.2 凸极转子发电机 377
8.1.3 励磁机 379
8.2 工作原理 381
8.2.1 主旋转磁场 381
8.2.2 电枢磁通 383
8.3 发电机的应用 386
8.3.1 负载 386
8.3.2 无功功率调节 386
8.3.3 同步并网 387
8.3.4 静态稳定性 388
8.4 感应电动势和电枢反应电抗的计算 399
8.4.1 感应电动势的计算 400
8.4.2 电枢反应电抗的计算 406
8.5 发电机保护 414
8.6 应用实例 418
8.7 练习 438
8.8 习题 439
第9章 感应电机 443
9.1 简介 443
9.2 结构 444
9.2.1 定子 445
9.2.2 转子 447
9.3 三相感应电动机 448
9.3.1 工作原理 448
9.3.2 等效电路 453
9.3.3 电动机的运行状况 455
9.3.4 电动机的最大输出 456
9.3.5 运行分析 458
9.3.6 电动机参数的试验确定 466
9.4 单相感应电动机 485
9.4.1 工作原理 485
9.4.2 单相感应电动机的运行分析 489
9.5 感应发电机 495
9.5.1 感应发电机的分析 496
9.5.2 双馈感应发电机 498
9.6 电动机保护概述 499
9.7 练习 501
9.8 习题 503
第10章 直流电机 507
10.1 结构 507
10.2 工作原理 510
10.2.1 直流电动机 510
10.2.2 直流发电机 513
10.2.3 等效电路 515
10.2.4 励磁方式 516
10.3 运行分析 518
10.3.1 他励电机 519
10.3.2 并励直流电机 523
10.3.3 串励直流电动机 530
10.3.4 小结 535
10.4 应用实例 536
10.5 练习 550
10.6 习题 551
第11章 电力电子与电机控制 553
11.1 直流电机控制的概念 553
11.2 交流感应电机控制的概念 556
11.3 半导体开关 562
11.3.1 二极管 562
11.3.2 晶闸管 564
11.3.3 门极关断晶闸管 569
11.3.4 金属氧化物半导体场效应晶体管 571
11.3.5 绝缘栅双极型晶体管 571
11.3.6 小结 572
11.4 整流器 572
11.4.1 简单不可控二极管整流器 572
11.4.2 单相可控整流器 583
11.4.3 触发和缓冲电路 597
11.4.4 三相整流器 600
11.5 逆变器 601
11.5.1 脉冲宽度调制的电压源逆变器 603
11.5.2 有源可控晶闸管逆变器 606
11.5.3 高压直流输电 609
11.6 柔性交流输电 610
11.6.1 静态无功补偿器 610
11.6.2 静止同步补偿器 613
11.6.3 可控晶闸管串联电容 615
11.6.4 统一潮流控制器 616
11.7 DC-DC变换器 618
11.7.1 升压变换器 618
11.7.2 降压变换器 623
11.8 应用实例 626
11.9 练习 639
11.10 习题 639
附录 643
附录A Mathcad介绍 643
A.1 工作表和工具栏 644
A.1.1 文本区 644
A.1.2 计算 646
A.2 函数 648
A.2.1 迭代计算 650
A.2.2 定义一个函数 650
A.2.3 绘制函数 651
A.2.4 最小和最大函数值 652
A.3 方程求解器 653
A.3.1 根方程解算器 653
A.3.2 找出方程的求解器 653
A.4 矢量和矩阵 654
附录B MATLAB介绍 656
B.1 桌面工具 657
B.2 运算符、变量和函数 658
B.3 矢量和矩阵 659
B.4 冒号运算符 660
B.5 方程的迭代估算 661
B.6 绘图 661
B.7 基本的程序设计 664
附录C 基本单位和常数 665
C.1 基本单位 665
C.2 基本的物理常数 669
附录D PSpice介绍 669
D.1 获取并安装PSpice软件 670
D.2 PSpice软件的使用方法 670
D.2.1 创建电路 670
D.2.2 电路仿真 671
D.2.3 分析仿真结果 673
答案 675
参考文献 682