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第1章 电力系统概述1

1.1电力系统基本概念1

1.1.1电力系统的组成1

1.1.2电力系统的运行特点2

1.1.3电力系统设计的基本要求2

1.1.4本课程学习内容简介3

1.2电力系统的主要电源3

1.2.1火力发电厂3

1.2.2水力发电厂4

1.2.3核电站5

1.2.4风电6

1.2.5太阳能7

1.3电力网7

1.3.1额定电压与额定频率7

1.3.2输电网与配电网9

1.3.3电力系统中性点接地方式10

1.4电力系统的负荷10

1.4.1负荷的分类10

1.4.2负荷曲线11

1.5电力系统发展概况13

1.5.1电力系统发展简史13

1.5.2我国的电力系统14

1.5.3电力系统的发展前景15

小结15

习题16

第2章 电力系统元件等效电路和参数19

2.1电力线路等效电路及其参数19

2.1.1电力线路的分类和结构19

2.1.2单位长度电力线路的等效电路及参数20

2.1.3电力线路的等效电路23

2.2变压器等效电路及其参数26

2.2.1双绕组变压器等效电路和参数26

2.2.2三绕组变压器等效电路和参数28

2.2.3自耦变压器等效电路和参数31

2.3同步发电机等效电路及参数31

2.3.1理想同步发电机的基本概念31

2.3.2同步发电机稳态运行时的参数和等效电路32

2.4电力系统负荷模型33

2.4.1负荷用功率表示34

2.4.2负荷用复阻抗表示34

2.5电力系统的等效电路34

2.5.1有名制表示的等效电路34

2.5.2标么制37

2.5.3标么制表示的等效电路38

2.5.4近似估算时标么制表示的等效电路41

小结43

习题43

第3章 简单电力系统潮流分析46

3.1电力线路分析46

3.1.1电力线路的电压降落46

3.1.2电力线路的功率损耗49

3.2变压器分析50

3.2.1变压器的电压降落与功率损耗50

3.2.2运算功率和运算负荷50

3.3简单开式网络的潮流计算51

3.3.1已知同端电压和功率时的潮流计算51

3.3.2已知首端电压和末端功率的潮流计算52

3.4简单闭式网络的潮流计算57

3.4.1两端供电网络的潮流计算57

3.4.2简单环形网络的潮流计算58

3.5电力网的电能损耗估算61

3.5.1电力线路中的电能损耗估算61

3.5.2变压器中的电能损耗63

3.5.3电力网的网损率64

小结65

习题65

第4章 复杂电力系统潮流计算68

4.1电力网络的数学模型68

4.1.1节点电压方程的建立68

4.1.2节点导纳矩阵及其修正70

4.1.3变压器电压比改变时导纳矩阵的修正72

4.2功率方程和节点分类74

4.2.1功率方程74

4.2.2节点分类76

4.2.3潮流计算的约束条件76

4.3牛顿-拉夫逊法潮流计算77

4.3.1牛顿-拉夫逊法的基本原理77

4.3.2潮流计算的修正方程79

4.3.3牛顿-拉夫逊潮流计算步骤81

4.4 P-Q分解法潮流计算83

4.4.1 P-Q分解法的简化过程83

4.4.2 P-Q分解法潮流计算步骤85

4.5 Matlab在电力系统潮流分析中的应用举例86

小结89

习题90

第5章 电力系统功率平衡与控制93

5.1电力系统中有功功率平衡与频率变化93

5.2有功功率的电源与负荷94

5.2.1有功功率负荷及其变化94

5.2.2有功功率电源的备用94

5.2.3各类发电厂的合理组合95

5.3电力系统的有功功率平衡96

5.3.1电力系统的有功功率-频率静态特性96

5.3.2电力系统的频率调整98

5.4电力系统中无功功率的平衡103

5.4.1无功功率负荷和无功功率损耗104

5.4.2无功功率电源105

5.4.3无功功率与电压的关系107

5.5电力系统的电压控制108

5.5.1中枢点的电压管理108

5.5.2电压调整的基本原理109

5.5.3电压调整措施110

小结119

习题120

第6章 电力系统三相短路故障分析123

6.1电力系统故障概述123

6.1.1电力系统故障原因及分类123

6.1.2短路计算的简化124

6.2无限大容量电源供电的电力系统三相短路124

6.2.1无限大容量电源的概念124

6.2.2无限大容量电源供电的三相短路电流分析124

6.2.3短路冲击电流127

6.2.4短路电流的最大有效值和短路功率128

6.3电力系统三相短路的实用计算132

6.3.1确定系统各元件的次暂态参数132

6.3.2起始次暂态电流I″的计算135

6.3.3非无限大电源供电的电力系统三相短路时的冲击电流136

6.3.4电力系统三相短路分析举例137

6.4应用运算曲线求任意时刻的短路电流141

6.4.1运算曲线的制订141

6.4.2运算曲线的应用142

6.4.3电流分布系数和转移阻抗145

6.5三相短路起始暂态电流的计算机算法145

小结148

习题148

第7章 电力系统不对称运行分析方法——对称分量法151

7.1对称分量法及其应用151

7.1.1对称分量法151

7.1.2对称分量法在不对称短路计算中的应用153

7.2同步发电机的各序参数154

7.3变压器的各序参数和等效电路155

7.3.1普通变压器的各序参数155

7.3.2变压器等效电路与外电路的连接157

7.3.3中性点有接地阻抗时变压器的零序等效电路158

7.4电力线路的各序参数和等效电路158

7.5异步电动机和综合负荷各序参数和等效电路159

7.6电力系统故障运行的等效电路160

小结165

习题166

第8章 电力系统不对称故障分析169

8.1简单不对称短路的分析与计算169

8.1.1单相接地短路169

8.1.2两相短路174

8.1.3两相接地短路177

8.1.4正序等效定则180

8.2简单不对称短路时非故障处的电压和电流计算183

8.2.1计算序电压和序电流的分布183

8.2.2序电压和序电流经变压器后的相位变换184

8.2.3非故障点电压和电流计算举例185

8.3电力系统非全相运行的分析187

8.3.1单相断线故障188

8.3.2两相断线故障189

8.4不对称短路时运算曲线的应用190

8.5不对称短路计算机辅助分析190

小结192

习题192

第9章 电力系统稳定性分析196

9.1电力系统稳定性概述196

9.2电力系统的静态稳定197

9.2.1静态稳定的基本概念197

9.2.2静态稳定实用判据199

9.2.3励磁调节对静态稳定性的影响201

9.2.4静态稳定的分析方法202

9.3电力系统的暂态稳定202

9.3.1暂态稳定的基本概念202

9.3.2简单电力系统暂态稳定的分析204

9.3.3等面积定则206

9.3.4极限切除角207

9.4提高电力系统稳定性的措施209

9.4.1提高稳定性的一般原则210

9.4.2改善电力系统元件的特性和参数210

9.4.3改善电力系统运行条件和参数212

9.4.4防止系统失去稳定的措施214

小结214

习题215

附录 短路电流运算曲线218

参考文献223