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第1章 电力系统的基本概念1

1.1 电力系统的组成1

1.2 电力系统的额定电压和额定频率2

1.3 对电力系统运行的基本要求4

1.4 电力系统的接线方式5

1.5 电力系统分析课程的主要内容7

小结8

习题8

第2章 电力网各元件的等值电路和参数计算10

2.1 架空输电线路的参数10

2.1.1 电阻10

2.1.2 电感11

2.1.3 电导14

2.1.4 电容15

2.2 架空输电线的等值电路18

2.2.1 输电线路的方程式18

2.2.2 输电线的集中参数等值电路20

2.3 变压器的一相等值电路和参数23

2.3.1 变压器的等值电路23

2.3.2 双绕组变压器的参数计算24

2.3.3 三绕组变压器的参数计算26

2.3.4 自耦变压器的参数计算29

2.3.5 变压器的∏型等值电路29

2.4 标幺制32

2.4.1 标幺制的概念32

2.4.2 基准值的选择33

2.4.3 不同基准值的标幺值间的换算34

2.4.4 有几级电压的网络中各元件参数标幺值的计算34

2.4.5 标幺制的特点38

小结39

习题40

第3章 同步发电机的基本方程42

3.1 基本前提42

3.1.1 理想同步电机42

3.1.2 假定正向的选取42

3.2 同步发电机的原始方程43

3.2.1 电势方程和磁链方程43

3.2.2 电感系数44

3.3 dq0坐标系的同步电机方程48

3.3.1 坐标变换和dq0系统48

3.3.2 dq0系统的电势方程51

3.3.3 dq0系统的磁链方程和电感系数52

3.3.4 功率公式53

3.4 同步电机的常用标幺制54

3.5 基本方程的拉氏运算形式55

3.5.1 有阻尼绕组同步电机的运算方程55

3.5.2 运算电抗的等值电路58

3.5.3 无阻尼绕组同步电机的运算方程58

3.6 同步电机的对称稳态运行59

3.6.1 基本方程的实用化59

3.6.2 稳态运行的电势方程式、相量图和等值电路60

小结61

习题62

第4章 电力网络的数学模型63

4.1 节点导纳矩阵63

4.1.1 节点方程63

4.1.2 节点导纳矩阵元素的物理意义64

4.1.3 节点导纳矩阵的修改67

4.1.4 支路间存在互感时的节点导纳矩阵68

4.2 网络方程的解法69

4.2.1 用高斯消去法求解网络方程69

4.2.2 用高斯消去法简化网络72

4.3 节点阻抗矩阵76

4.3.1 节点阻抗矩阵元素的物理意义76

4.3.2 用支路追加法形成节点阻抗矩阵77

4.3.3 用线性方程直接解法对导纳矩阵求逆80

4.4 节点编号顺序的优化82

小结84

习题84

第5章 电力系统三相短路的暂态过程86

5.1 短路的一般概念86

5.1.1 短路的原因、类型及后果86

5.1.2 短路计算的目的87

5.2 恒定电势源电路的三相短路88

5.2.1 短路的暂态过程88

5.2.2 短路冲击电流90

5.2.3 短路电流的最大有效值91

5.2.4 短路功率91

5.3 同步电机突然三相短路的物理分析92

5.3.1 突然短路暂态过程的特点92

5.3.2 超导体闭合回路磁链守恒原则92

5.3.3 无阻尼绕组同步电机突然三相短路的物理分析93

5.4 无阻尼绕组同步电机三相短路电流计算95

5.4.1 暂态电势和暂态电抗95

5.4.2 不计衰减时的短路电流算式97

5.4.3 自由电流的衰减100

5.4.4 负载状态下的突然短路102

5.5 有阻尼绕组同步电机的突然三相短路105

5.5.1 突然短路的物理过程105

5.5.2 次暂态电势和次暂态电抗105

5.5.3 有阻尼绕组电机的短路电流108

5.5.4 自由电流的衰减111

5.6 强行励磁对短路暂态过程的影响115

小结117

习题118

第6章 电力系统三相短路电流的实用计算120

6.1 短路电流计算的基本原理和方法120

6.1.1 电力系统节点方程的建立120

6.1.2 利用节点阻抗矩阵计算短路电流123

6.1.3 利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流127

6.2 起始次暂态电流和冲击电流的实用计算133

6.3 短路电流计算曲线及其应用137

6.3.1 计算曲线的概念137

6.3.2 计算曲线的制作条件138

6.3.3 计算曲线的应用138

6.4 短路电流周期分量的近似计算145

小结148

习题149

第7章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路152

7.1 对称分量法在不对称短路计算中的应用152

7.1.1 不对称三相量的分解152

7.1.2 序阻抗的概念153

7.1.3 对称分量法在不对称短路计算中的应用154

7.2 同步发电机的负序和零序电抗156

7.3 变压器的零序等值电路及其参数158

7.3.1 普通变压器的零序等值电路及其参数158

7.3.2 变压器零序等值电路与外电路的联接160

7.3.3 中性点有接地阻抗时变压器的零序等值电路160

7.3.4 自耦变压器的零序等值电路及其参数161

7.4 架空输电线路的零序阻抗及其等值电路166

7.4.1 “单导线-大地”回路的自阻抗和互阻抗166

7.4.2 三相输电线路的零序阻抗167

7.4.3 平行架设的双回输电线路的零序阻抗及等值电路168

7.4.4 架空地线对输电线路零序阻抗及等值电路的影响169

7.5 架空输电线路的零序电纳173

7.5.1 无架空地线时输电线路的零序电纳173

7.5.2 架空地线对输电线路零序电纳的影响174

7.6 综合负荷的序阻抗176

7.7 电力系统各序网络的制订177

7.7.1 正序网络177

7.7.2 负序网络178

7.7.3 零序网络178

小结181

习题182

第8章 电力系统不对称故障的分析和计算184

8.1 简单不对称短路的分析184

8.1.1 单相（a相）接地短路184

8.1.2 两相（b相和c相）短路186

8.1.3 两相（b相和c相）短路接地187

8.1.4 正序等效定则189

8.1.5 非故障处的电流和电压的计算190

8.2 电压和电流对称分量经变压器后的相位变换193

8.3 非全相断线的分析计算197

8.3.1 单相（a相）断线198

8.3.2 两相（b相和c相）断开199

8.4 应用节点阻抗矩阵计算不对称故障201

8.4.1 各序网络的电压方程式201

8.4.2 横向不对称故障203

8.4.3 纵向不对称故障204

8.4.4 简单不对称故障的计算通式205

8.5 复杂故障的计算方法209

8.5.1 分析复杂故障的一般方法209

8.5.2 不对称故障的通用边界条件209

8.5.3 双重故障的分析计算211

小结213

习题214

附录A 电感的计算217

A-1 单根导线的电感217

A-2 两平行导线间的互感219

A-3 复合导体的自感219

A-4 两组平行复合导体之间的互感220

附录B 线性方程组的直接解法222

B-1 高斯消去法222

B-2 三角分解法224

附录C 常用的网络等值变换232

C-1 星网变换232

C-2 星形电路中心节点电流的移置234

C-3 有源网络的等值变换235

附录D 无阻尼绕组同步电机突然三相短路时定子电流连续性证明236

附录E 短路电流周期分量计算曲线数字表238

习题答案243