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电力系统稳态分析（1～8章）1

第一章 电力系统概述1

第一节 电力系统1

一、电力系统的几个基本概念1

二、电力系统概况1

目录1

三、对电力系统运行的基本要求3

四、研究电力系统的几种工具3

第二节 电力系统的结线方式和电压等级4

一、电力系统的结线方式4

二、电力系统的电压等级5

三、电力系统中性点的接地方式6

第三节 电力系统的负荷9

一、电力系统的负荷9

二、负荷曲线9

一、电力线路的分类及其结构11

三、负荷特性11

第四节 电力线路的结构11

二、架空电力线路的导线和避雷线12

三、架空电力线路的杆塔12

四、架空电力线路的绝缘子和金具14

五、电缆电力线路16

第二章 电力系统的等值网络18

第一节 电力线路的参数和等值电路18

一、单位长度电力线路的参数18

二、电力线路的等值电路23

第二节 变压器、电抗器的参数和等值电路34

一、双绕组变压器的参数和等值电路34

二、三绕组变压器的参数和等值电路36

三、自耦变压器的参数和等值电路38

一、发电机的电抗和电势42

第三节 发电机、负荷的参数和等值电路42

四、电抗器的参数和等值电路42

二、负荷的功率、阻抗和导纳44

第四节 电力系统的等值网络46

一、电压级的归算46

二、标么制52

三、电力系统等值网络的使用和简化61

第三章 电力系统潮流的分析与计算64

第一节 电力网元件的功率损耗和电压降落64

一、电力线路的功率损耗和电压降落64

二、变压器的功率损耗和电压降落68

三、电源和负荷功率69

第二节 开式网络的潮流计算69

一、简单开式网络的潮流计算69

二、变电所较多的开式网络的潮流计算70

一、环形网络中的功率分布76

第三节 环形网络的潮流计算76

二、两端供电网络中的功率分布80

三、环形网络的潮流计算81

第四节 网络变换法87

一、等值电源法87

二、负荷移置法90

三、星－网变换法94

第四章 电力系统潮流的计算机算法104

第一节 电力网络的数学模型104

一、节点电压方程104

二、回路电流方程108

第二节 变压器为非标准变比时的等值电路110

一、变压器为非标准变比时的修正110

二、变压器为非标准变比时的等值电路111

第三节 节点导纳矩阵的形成113

一、节点导纳矩阵的计算113

二、节点导纳矩阵的修改114

第四节 用节点导纳矩阵求节点阻抗矩阵117

第五节 功率方程和高斯－塞德尔法潮流计算120

一、功率方程和变量及节点的分类120

二、高斯－塞德尔法潮流计算123

第六节 牛顿－拉夫逊法潮流计算128

一、牛顿－拉夫逊法简介128

二、潮流计算时的修正方程式130

三、牛顿－拉夫逊法的求解过程及框图132

四、牛顿－拉夫逊法的极坐标形式133

第七节 P-Q分解法潮流计算135

一、P-Q分解法的修正方程式136

二、P-Q分解法潮流计算的基本步骤138

第二节 电力系统中有功功率的平衡140

一、有功功率负荷的变动及其调整140

第一节 概述140

第五章 电力系统的有功功率及频率调整140

二、有功功率的平衡和备用容量141

第三节 电力系统中有功功率的最优分配142

一、各类发电厂的特点和合理组合142

二、最优分配负荷时的目标函数和约束条件143

三、最优分配负荷时等微增率的基本概念146

四、最优分配负荷时等微增率准则147

五、最优分配负荷的计算问题149

第四节 电力系统的频率调整152

一、电力系统负荷的有功功率－频率静态特性152

二、发电机组的有功功率－频率静态特性153

三、电力系统的有功功率－频率静态特性及频率的一次调整156

四、频率的二次调整159

五、互联系统的频率调整160

六、频率调整厂的选择163

二、有功及无功功率对节点电压的影响165

一、电压变动对用户的影响165

第一节 概述165

第六章 电力系统的无功功率和电压调整165

第二节 电力系统中无功功率的平衡167

一、无功功率负荷和无功功率损耗167

二、无功功率电源168

三、无功功率的平衡169

第三节 电力系统的电压管理173

一、中枢点电压管理173

二、电压调整的基本原理175

第四节 电力系统的几种主要调压措施175

一、改变发电机端电压调压175

二、改变变压器变比调压176

三、改变网络中无功功率分布调压181

四、改善电力线路参数——串联电容器调压187

一、电力线路上的电能损耗193

第一节 电力网的电能损耗193

第七章 电力网的经济运行193

二、变压器中的电能损耗195

三、电力网的网损率或线损率195

第二节 降低网损的技术措施196

一、降低网损的意义196

二、降低网损的技术措施196

第三节 电力网的年运行费200

一、电力网中设备的折旧费200

二、电力网中设备的小修费200

三、电力网设备的维护管理费201

四、电力网中的电能损耗费201

第八章 电力线路导线截面的选择203

第一节 按经济电流密度选择导线截面203

一、经济电流密度203

第二节 按机械强度的要求选择导线最小容许截面205

二、按经济电流密度选择导线截面205

第三节 按导线的长期发热选择导线截面206

第四节 按电晕临界电压选择导线截面207

第五节 按容许电压损耗选择导线截面208

第六节 选择导线截面的基本方法210

电力系统暂态分析（9～14章）213

第九章 同步发电机的基本方程式及暂态过程中的参数213

第一节 同步发电机的基本方程式213

一、同步发电机的磁链方程式213

二、派克变换218

三、同步发电机的电压方程式227

第二节 同步发电机的暂态参数和等值电路230

一、同步发电机正常运行时定子回路电压方程式230

二、无阻尼绕组同步发电机三相短路的物理过程232

三、同步发电机的暂态电势和暂态电抗233

四、无阻尼绕组同步发电机自由分量电流衰减的时间常数235

第三节 同步发电机的次暂态参数和等值电路237

一、同步发电机的次暂态电势和次暂态电抗237

二、有阻尼绕组同步发电机自由分量电流衰减的时间常数242

三、同步发电机各电抗、电势大小的比较244

第十章 电力系统各元件的序参数和等值电路249

第一节 对称分量法249

第二节 同步发电机的负序和零序电抗251

一、同步发电机的负序电抗251

二、同步发电机的零序电抗251

第三节 异步电动机的参数和等值电路252

一、异步电动机的次暂态参数和等值电路252

二、异步电动机的负序和零序参数254

第四节 变压器的零序参数和等值电路255

一、双绕组变压器的零序参数和等值电路255

二、三绕组变压器的零序参数和等值电路258

三、自耦变压器的零序参数和等值电路260

第五节 电力线路的零序阻抗和等值电路266

一、“导线－大地”回路的阻抗266

二、单回路无避雷线三相架空电力线路的零序阻抗269

三、双回路无避雷线三相架空电力线路的零序阻抗270

四、单回路有避雷线三相架空电力线路的零序阻抗271

五、双回路有避雷线三相架空电力线路的零序阻抗273

六、电缆线路的零序阻抗275

第六节 电力系统故障运行时的等值网络276

一、短路故障时的等值网络276

二、非全相运行时的等值网络277

第十一章 电力系统故障的分析与实用计算281

第一节 由无限大容量电源供电的三相短路的分析与计算281

一、无限大容量电源281

二、无限大容量电源供电的三相短路暂态过程的分析282

三、短路的冲击电流、短路电流的最大有效值和短路功率284

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287

第二节 电力系统三相短路的实用计算289

一、三相短路电流I″等的计算289

二、电流分布系数和转移阻抗305

三、应用运算曲线求任意时刻短路电流周期分量的有效值307

四、三相短路电流的计算机算法317

第三节 电力系统不对称短路的分析与计算321

一、单相接地短路322

二、两相短路325

三、两相接地短路327

四、正序等效定则332

五、不对称短路时运算曲线的应用337

六、变压器两侧电压、电流对称分量的相位关系341

七、不对称短路时网络中电流和电压计算345

第四节 电力系统非全相运行的分析350

一、单相断线351

二、两相断线352

第一节 同步发电机组的运动方程式359

第十二章 电力系统中各元件的机电特性359

第二节 发电机的功－角特性方程364

一、隐极式发电机的功－角特性方程式364

二、凸极式发电机的功－角特性方程式367

三、计及与发电机相联网络时的功－角特性方程式370

四、网络结线及参数对有功功率功－角特性的影响372

五、关于同步发电机的等值电路376

第三节 异步电动机组的机电特性384

一、异步电动机组的运动方程式384

二、被驱动机械的机械转矩385

三、电动机的电磁转矩385

第四节 自动调节励磁系统对功－角特性的影响387

一、无自动调节励磁时发电机端电压的变化387

二、自动调节励磁系统对功－角特性的影响388

第一节 电力系统静态稳定的基本概念390

第十三章 电力系统的静态稳定性390

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392

一、小扰动法的基本原理392

二、用小扰动法分析简单电力系统的静态稳定性393

三、代数判据396

四、加速面积与减速面积398

五系统阻尼作用对静态稳定性的影响398

第三节 调节励磁对电力系统静态稳定性的影响399

一、不连续调节励磁对静态稳定性的影响400

二、对电力系统静态稳定的简单综述403

第四节 电力系统负荷的稳定性404

一、电源的静态电压特性404

二、负荷的静态电压特性406

三、电力系统的电压稳定性406

六、电力系统频率的稳定性408

五、负荷的静态频率特性408

四、电源的静态频率特性408

七、应用异步电动机转矩－转差率特性分析负荷的静态稳定性409

第五节 保证和提高静态稳定性的措施409

一、采用自动调节励磁装置410

二、减小线路电抗410

三、提高线路的额定电压410

四、采用串联电容器补偿410

五、改善电力系统的结构411

第十四章 电力系统的暂态稳定性413

第一节 电力系统暂态稳定性概述413

第二节 简单电力系统暂态稳定的定性分析415

一、各种运行情况下的功－角特性415

二、对简单电力系统暂态稳定性的定性分析417

第三节 简单电力系统暂态稳定性的定量分析418

一、等面积定则418

二、极限切除角419

第四节 发电机组转子运动方程式的数值解法420

一、分段计算法420

二、改进欧拉法427

第五节 简单电力系统的暂态稳定性——计及自动调节系统的作用433

一、计及自动调节系统的必要性433

二、计及自动调节励磁系统作用时的暂态稳定性435

第六节 提高电力系统暂态稳定性的措施445

一、故障的快速切除和自动重合闸445

二、强行励磁和快速关闭汽门447

三、电气制动和变压器中性点经小电阻接地449

四、采用单元结线方式451

五、连锁切机和切除部分负荷452

六、系统解列、异步运行和再同步453

附录Ⅰ裸导线的计算外径（mm）456

附录Ⅱ高压电力线路的电晕临界电压456