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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