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1-3 电力系统的负荷 11

前言1

第一篇 电力系统的正常运行状况1

第一章电力系统概述1

1-1 电力系统1

1-1-1电力系统1

目 录1

1-1-2电力系统发展简史2

5-4-4频率调整厂的选择 212

1-1-3对电力系统运行的基本要求3

1-3-3负荷特性 13

1-1-4电力系统课程的主要内容4

9-3-1单相断线 45

1-1-5电力系统研究工具简介5

1-2 电力系统的结线方式和电压等级6

1-2-1 电力系统的结线方式6

4-1-4网络的线图和关联矩阵 116

1-2-2电力系统的电压等级8

4-1-5两种网络方程的比较 118

1-2-3 电力系统中性点的运行方式9

4-1-3多电压级网络 110

1-3-2负荷曲线11

1-3-1 电力系统的负荷11

1-4 电力线路的结构14

1-4-1架空线路的导线和避雷线15

1-4-2架空线路的杆塔16

1-4-3架空线路的绝缘子和金具18

1-4-4电缆线路21

小结24

2-1 电力线路的参数和等值电路25

2-1-1单位长度线路的参数25

第二章电力系统的等值网络25

2-1-2一般线路的等值电路33

2-1-3长线路的等值电路35

2-2 变压器、电抗器的参数和等值电路40

2-2-1双绕组变压器的参数和等值电路40

2-2-2三绕组变压器的参数和等值电路42

2-2-3 自耦变压器的参数和等值电路44

2-2-4 电抗器的参数和等值电路45

2-3-1发电机的电抗和电势46

2-3 发电机、负荷的参数和等值电路46

2-3-2负荷的功率和阻抗47

2-4-1电压级的归算48

2-4 电力系统的等值网络48

2-4-2标么制53

2-4-3电力系统的等值网络59

小结61

3-1-1电力线路上的电压降落和功率损耗62

第三章 电力系统正常运行状况的分析和计算62

3-1 电力线路和变压器中的电压降落和功率损耗62

3-1-2电力线路上的电能损耗65

3-1-3变压器中的电压降落、功率损耗和电能损耗67

3-2 辐射形网络的潮流分布69

3-3 环形网络的潮流分布77

3-3-1环式网络中的功率分布77

3-3-2两端供电网络中的功率分布80

3-3-3环形网络中的电压降落和功率损耗81

3-3-4环形网络中功率的强制分布82

3-4-1等值电源法91

3-4 网络变换法91

3-4-2负荷移置法92

3-4-3星－网互换法95

3-5-1传播常数、特性阻抗和自然功率99

3-5 长电力线路的运行特性99

3-5-2线路上的电压、电流分布101

小结105

第四章电力系统潮流分布的计算机算法105

4-1-1结点电压方程106

4-1 网络方程式106

4-1-2回路电流方程109

4-2-1结点导纳矩阵的形成119

4-2 结点导纳矩阵和结点阻抗矩阵的形成119

4-2-2结点导纳矩阵的修改121

4-2-3结点阻抗矩阵的形成和修改——支路追加法123

4-3 功率方程和高斯—塞德尔法潮流计算130

4-3-1功率方程和变量、结点的分类130

4-3-2高斯—塞德尔法潮流计算133

4-4-1牛顿—拉夫逊法简介138

4-4 牛顿—拉夫逊法潮流计算138

4-4-2潮流计算时的修正方程式140

4-4-3潮流计算的基本步骤145

4-4-4潮流计算时稀疏技术的运用149

4-5 P-Q分解法潮流计算155

4-5-1潮流计算时的修正方程式155

4-5-2潮流计算的基本步骤158

4-6 关于敏感度分析161

4-6-1敏感度方程式161

4-6-2敏感度矩阵162

4-6-3敏感度分析163

小结166

第二篇 电力系统运行状况的优化和调整169

第五章 电力系统的有功功率和频率调整169

5-1 电力系统中有功功率的平衡169

5-1-1有功功率负荷的变动及其调整169

5-1-2有功功率负荷曲线的预计170

5-1-3有功功率电源和备用容量171

5-2-1耗量特性172

5-2 电力系统中有功功率负荷的最优分配172

5-2-2 目标函数和约束条件173

5-2-3等耗量微增率准则174

5-2-4等耗量微增率准则的推广运用180

5-2-5网络损耗的修正186

5-3 电力系统中有功功率电源的最优组合192

5-3-1发电设备的最优组合顺序192

5-3-2发电设备的最优组合数量193

5-3-3发电设备的最优启停时间194

5-3-4各类发电厂的特点197

5-3-5各类发电厂的合理组合198

5-4 电力系统的频率调整201

5-4-1 自动调速系统及其调节特性201

5-4-2频率的一次调整204

5-4-3频率的二次调整208

5-4-5关于有功功率和频率的自动调整214

小结218

第六章 电力系统的无功功率和电压调整219

6-1 电力系统中无功功率的平衡220

6-1-1无功功率负荷和无功功率损耗220

6-1-2无功功率电源221

6-1-3无功功率的平衡224

6-2 电力系统中无功功率电源的最优分布227

6-2-1等网损微增率准则227

6-2-2网损微增率的计算230

6-2-3无功功率电源的最优分布231

6-3-1负荷自然功率因数的提高232

6-3 电力系统中无功功率负荷的最优补偿232

6-3-2最优网损微增率准则233

6-3-3无功功率负荷的最优补偿234

6-4 电力系统的电压调整——电压管理和几种主要调压措施236

6-4-1电压波动和电压管理236

6-4-2借改变发电机端电压调压241

6-4-3借改变变压器变比调压242

6-4-4借改变网络中无功功率分布调压245

6-4-5借串联电容器调压248

6-4-6几种调压措施的比较251

6-5 电力系统的电压调整——调压措施的组合和自动调压252

6-5-1分析调压措施组合时的敏感度方程式252

6-5-2分析调压措施组合时的敏感度矩阵252

6-5-3调压措施的组合——调压问题的敏感度分析255

6-5-4关于无功功率和电压的自动调整261

小结264

7-1 同步发电机的基本方程式266

第三篇 电力系统的故障分析和计算266

第七章 电力系统中各元件的电磁特性——同步发电机266

7-1-1同步发电机的磁链方程式267

7-1-2派克变换271

7-1-3同步发电机的电压方程式281

712 同步发电机的暂态参数和等值电路283

7-2-1 同步发电机三相短路的物理过程284

7-2-2同步发电机的正常运行方式287

7-2-3同步发电机的暂态电势和暂态电抗290

7-2-4 同步发电机的三相短路电流295

7-2-5强行励磁的影响303

7-3 同步发电机的次暂态参数和等值电路308

7-3-1 同步发电机的次暂态电势和次暂态电抗309

7-3-2同步发电机的三相短路电流316

7-4 同步发电机的负序、零序参数327

7-4-1对称分量法328

7-4-2同步发电机不对称短路时的高次谐波电流331

7-4-3同步发电机的负序阻抗333

7-4-4 同步发电机的零序阻抗335

小结335

8-1 异步电动机的参数和等值电路336

第八章电力系统中各元件的电磁特性——异步电动机、变压器和电力线路336

8-1-1异步电动机的暂态参数337

8-1-2异步电动机的负序和零序参数339

8-2 变压器的零序参数和等值电路339

8-2-1双绕组变压器340

8-2-2三绕组变压器342

8-2-3自耦变压器343

8-3 电力线路的零序参数和等值电路347

8-3-1 “导线—大地”回路的阻抗348

8-3-2架空输电线路的零序阻抗349

8-3-3电缆线路的零序阻抗359

8-3-4架空输电线路的零序电纳360

8-4 电力系统故障运行时的等值网络363

8-4-1短路故障时的等值网络363

8-4-2非全相运行时的等值网络365

小结367

第九章 电力系统的故障分析和计算368

9-1-1 短路电流中的非周期分量368

9-1 电力系统三相短路的分析368

9-1-2短路电流中的周期分量374

9-1-3短路电流的计算机算法384

9-2 电力系统不对称短路的分析387

9-2-1单相接地短路388

9-2-2两相短路389

9-2-3两相接地短路391

9-2-4正序等效定则393

9-2-5对称分量经变压器后的相位变化400

9-3 电力系统非全相运行的分析404

9-3-2两相断线407

9-4 电力系统简单故障的计算机算法409

9-4-1计算机计算的一般原理409

9-4-2计算机计算算例414

9-5-1双重故障的分析418

9-5电力系统复合故障的分析418

9-5-2多重故障的分析425

小结426

第四篇 电力系统运行的稳定性427

第十章 电力系统中各元件的机电特性427

10-1 同步发电机组的特性和方程式组428

10-1-1同步发电机组的运动方程式428

10-1-2原动机的机械转矩431

10-1-3发电机的电磁转矩432

10-1-4 发电机的功－角特性方程433

10-1-5发电机的电磁暂态过程方程式450

10-2异步电动机组的特性和方程式组452

10-2-1异步电动机组的运动方程式452

10-2-2被驱动机械的机械转矩452

10-2-3电动机的电磁转矩452

10-2-4电动机的电磁暂态过程方程式454

10-3-1励磁系统主回路458

10-3 自动调节励磁系统的表示方式458

10-3-2自动调节励磁装置460

10-3-3自动调节励磁系统的表示方式461

10-4 自动调节转速系统的表示方式467

10-4-1自动调节转速装置467

10-4-2原动机的蒸汽容积和水锤效应469

10-4-3自动调节转速系统的表示方式470

小结473

第十一章电力系统的静态稳定性474

11-1 电力系统静态稳定性概述474

11-2 简单电力系统的静态稳定性——不计自动调节系统的作用477

11-2-1小扰动法的原理和应用477

11-2-2不计自动调节励磁作用时的静态稳定性482

11-3 简单电力系统的静态稳定性——计及自动调节系统的作用487

11-3-1不连续调节励磁对静态稳定性的影响487

11-3-2按偏移调节励磁时的静态稳定性490

11-3-3按导数调节励磁时的静态稳定性500

11-3-4调节励磁对静态稳定性的影响综述507

11-4 电力系统电压和频率的稳定性508

11-4-1电源的静态电压特性509

11-4-2负荷的静态电压特性510

11-4-3电力系统的电压稳定性513

11-4-4电源的静态频率特性516

11-4-5负荷的静态频率特性516

11-5 复杂电力系统的静态稳定性518

11-5-1同步发电机组的线性化方程式组518

11-4-6电力系统频率的稳定性518

11-5-2网络方程式522

11-5-3自动调节系统的线性化方程式组526

11-5-4全系统微分方程式组的形成529

11-5-5静态稳定性的计算过程532

11-6 保证和提高静态稳定性的措施533

11-6-1减小发电机或变压器的电抗533

11-6-2采用自动调节装置533

11-6-3减小线路电抗534

11-6-4采用串联电容器补偿535

11-6-5改善系统的结构536

小结537

第十二章电力系统的暂态稳定性538

12-1 电力系统暂态稳定性概述538

12-2 简单电力系统的暂态稳定性——不计自动调节系统的作用545

12-2-1等面积定则545

12-2-2分段计算法546

12-2-3改进欧拉法551

12-3-1计及自动调节系统的必要性555

12-3 简单电力系统的暂态稳定性——计及自动调节系统的作用555

12-3-2计及自动调节励磁系统作用时的暂态稳定性557

12-3-3计及自动调节转速系统作用时的暂态稳定性564

12-4 复杂电力系统的暂态稳定性——不计自动调节系统的作用569

12-4-1 于暂态稳定计算的线性网络方程式570

12-4-2 网络方程式和转子运动方程式的交替解算573

12-5 复杂电力系统的暂态稳定性——计及自动调节系统的作用584

12-5-1隐式积分法584

12-5-2用于暂态稳定计算的发电机组方程式585

12-5-3用于暂态稳定计算的非线性网络方程式587

12-5-4 网络方程式和发电机组方程式的联立解算589

12-6 提高暂态稳定性的措施593

12-6-1故障的快速切除和自动重合闸593

12-6-2强行励磁和快速关闭汽门596

12-6-3 电气制动和变压器中性点经小电阻接地596

12-6-4设置开关站和采用强行串联补偿598

12-6-5采用单元结线方式和连锁切机599

12-6-6设置解列点、异步运行和再同步601

小结605

附录线性稀疏矩阵方程式的直接解算607

附-1高斯消元法607

附-2因子表法609

附-3三角分解法610

附-4消去结点法612

附-5结点编号的最优顺序617

参考书目621