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第四篇 暂态分析与控制1

第十一章 电磁暂态过程与三相短路电流计算1

第一节 电力系统短路的概念1

一、短路的原因和分类1

二、短路后果和预防措施2

三、短路计算的目的2

四、短路计算的简化假设3

第二节 无穷大功率电源供电系统三相短路分析4

一、无穷大电源4

二、三相短路的暂态过程4

三、短路冲击电流、最大有效值电流和短路功率8

第三节 同步发电机突然三相短路电磁暂态过程11

一、发电机物理描述11

二、同步发电机正常运行12

三、同步发电机机端突然三相短路电流波形16

四、三相短路物理过程20

五、三相短路电流计算21

参考文献25

第十二章 不对称故障分析26

第一节 对称分量法26

一、对称分量法物理解释26

二、对称分量法的应用30

第二节 电力系统中元件的序参数计算36

一、三相输电线的零序参数37

二、变压器的零序参数和等值电路46

三、同步电机的序参数56

第三节 电力系统序网的建立57

第四节 不对称短路分析60

一、简单不对称短路分析60

二、简单不对称短路时网络中的电流和电压计算76

三、电压和电流对称分量经变压器后的相位变化80

四、各种不对称短路电流值与三相短路电流值的比较95

参考文献97

第十三章 导体的发热、电动力计算与电气设备选择98

第一节 概述98

第二节 均匀导体的发热计算101

一、均匀导体的长期发热及载流量的确定101

二、均匀导体的短时发热计算105

第三节 均匀导体短路时的电动力109

一、两平行导体间的电动力110

二、三相导体短路时的电动力111

第四节 电气设备选择的一般条件115

一、按正常工作条件选择电气设备115

二、按短路情况进行动稳定、热稳定校验117

第五节 母线、绝缘子及穿墙套管的选择119

一、母线的材料、类型和敷设方式119

二、绝缘子及穿墙套管的选择125

第六节 高压开关电器的选择128

一、断路器的选择128

二、隔离开关的选择129

三、高压熔断器选择129

第七节 限流电抗器的选择131

一、按额定电压和额定电流选择131

二、电抗器电抗百分值的选择及校验131

三、电抗器的短路热稳定和动稳定校验132

第八节 互感器的工作原理及其选择134

一、互感器概述135

二、电流互感器136

三、电压互感器140

四、互感器的选择和配置145

参考文献150

第十四章 机电动态与稳定性151

第一节 电力系统的稳定性151

第二节 电力系统的功角稳定152

一、电力系统的静态稳定152

二、电力系统的暂态稳定156

三、电力系统的振荡与失步160

第三节 电力系统的电压稳定162

一、电力系统的静态电压稳定162

二、电力系统的暂态电压稳定166

第四节 电力系统的频率稳定172

一、功率缺额与系统频率的下降172

二、系统频率变化的动态过程173

三、自动低频减载174

参考文献175

第十五章 电力系统过电压176

第一节 电力系统过电压的定义和分类176

一、电力系统过电压的定义176

二、电力系统过电压的分类176

第二节 暂时过电压的电路基础177

一、空载长线的电容效应177

二、单相接地时的健全相电压升高181

三、基波铁磁谐振过电压183

四、参数谐振过电压184

第三节 不同初始条件下通断LC回路与操作过电压185

一、直流电源合闸于LC串联回路185

二、交流电源合闸于RLC回路188

三、空载线路的合闸过电压191

四、空载线路的拉闸过电压192

第四节 线路波过程和雷电过电压193

一、波动方程193

二、前行波和反行波的物理特性195

三、计算节点电压的等值电路197

四、波在有限长线段上的多次折反射204

五、波在平行多导线系统中的传播206

六、波的衰减和变形209

七、雷电侵入波过电压的保护210

第五节 变压器绕组中的电磁振荡214

一、单相变压器中的电磁振荡214

二、三相变压器绕组中的电磁振荡217

三、冲击电压在绕组间的传递218

参考文献219

第十六章 电力系统的绝缘与交流电气装置的绝缘配合220

第一节 气体放电及气体绝缘电气设备220

一、均匀电场中的气体放电220

二、放电类型223

三、影响气体放电过程的各种因素224

四、空气间隙的击穿电压229

五、高电气强度气体SF6及气体绝缘设备230

第二节 绝缘子和沿面放电231

一、绝缘子类型231

二、干湿状态下绝缘子的沿面放电232

三、长绝缘子串的电压分布233

四、沿套管表面的放电234

五、污秽绝缘子的沿面放电236

第三节 液体及固体电介质的电气特性和电气设备的内绝缘237

一、液、固体电介质的电气特性237

二、绝缘的老化240

三、电气设备的内绝缘242

第四节 影响绝缘水平的因素247

一、按系统最高电压划分范围247

二、中性点接地方式247

第五节 绝缘配合的方法248

一、惯用法248

二、统计法249

第六节 架空送电线路的绝缘配合249

第七节 变电所电气设备的绝缘配合251

一、雷电过电压下的绝缘配合251

二、操作过电压下的绝缘配合251

参考文献252

第五篇 电力系统现代技术253

第十七章 远距离输电与电网互联253

第一节 远距离输电概念253

第二节 交流远距离输电254

一、交流远距离输电基本特征254

二、线路的理想功率极限256

三、输电线受端PU曲线分析258

四、交流远距离输电的参数补偿259

第三节 直流输电265

一、直流输电系统的接线方式与构成266

二、直流输电系统的工作原理（CSC-HVDC）269

三、直流输电系统的基本调节方式277

四、基于电压源换流器的直流输电（VSC-HVDC）279

第四节 灵活交流输电280

一、晶闸管控制的串联电容器281

二、静止调相机289

三、统一潮流控制器297

第五节 电网互联300

一、电网互联的经济效益301

二、电网互联方法301

三、我国全国联网的格局302

参考文献304

第十八章 分布式电源305

第一节 分布式电源的基本概念305

第二节 分布式发电的基本原理305

一、分布式发电的优点305

二、分布式发电技术的分类306

三、分布式发电应用前景309

第三节 分布式发电稳态模型310

一、分布式发电模型310

二、分布式发电并网接口模型316

第四节 未来研究展望319

参考文献320