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目录3

1 电力系统概述3

1.1 电力系统及其发展3

1.1.1 电力系统3

1.1.2 电力系统发展简史和我国的电力系统4

1.1.3 电力系统的负荷和负荷曲线8

1.1.4 电力系统中的发电厂11

1.1.5 电力网的结构与结线12

1.1.6 电压等级和额定电压14

1.1.7 电力系统运行的特点和要求16

1.1.8 电力系统中性点接地方式19

1.1.9 直流输电与柔性交流输电19

1.2　电力系统基本元件概述26

1.2.1 发电机26

1.2.2 电力变压器27

1.2.3 电力线路29

1.2.4　无功功率补偿设备41

2 电力系统元件数学模型47

2.1　三相电力线路47

2.1.1 电力线路电阻47

2.1.2 电力线路电感49

2.1.3 电力线路并联电导53

2.1.4　电力线路并联电容54

2.1.5 电力线路的稳态方程和等值电路60

2.2　变压器67

2.2.1 双绕组变压器等值电路70

2.2.2　三绕组变压器等值电路72

2.2.3 自耦变压器及其等值电路77

2.3 同步发电机和调相机83

2.3.1 同步发电机84

2.3.2 同步调相机89

2.4　无功功率补偿设备90

2.4.1　并联电容器91

2.4.3　静止补偿器92

2.4.2　并联电抗器92

2.5　电力系统负荷96

2.6　多级电压电力系统99

2.6.1 多级电压电力网的等值电路99

2.6.2 三相系统的标么制103

2.6.3 多电压级电力网等值电路参变数的标么值105

2.6.4 具有非标准变比变压器的多电压级电力网等值电路108

3.1.1 电力线路的电压损耗与功率损耗117

3.1 简单电力系统正常运行分析117

3 电力系统稳态运行分析117

3.1.2 变压器中的功率损耗与电压损耗119

3.1.3 辐射形网络的分析计算120

3.1.4 电力网的电能损耗124

3.2　复杂电力系统潮流计算126

3.2.1 节点电压方程与节点导纳矩阵和阻抗矩阵127

3.2.2　功率方程和节点分类131

3.3 高斯—塞德尔法潮流计算134

3.4.1 牛顿—拉夫逊法简介137

3.4　牛顿—拉夫逊法潮流计算137

3.4.2　牛顿—拉夫逊法计算潮流138

3.4.3 牛顿—拉夫逊法计算潮流的有关问题144

3.5 P-Q分解法150

3.6　直流法潮流计算与开断处理161

3.6.1 直流法潮流计算161

3.6.2 直流法潮流计算的开断处理163

3.7 电力系统有功功率分配与频率控制165

3.7.1 电力系统有功功率平衡与频率变化165

3.7.2　有功功率电源166

3.7.3　有功功率负荷的变动169

3.7.4 电力系统频率控制171

3.8　电力系统无功功率和电压173

3.8.1　概述173

3.8.2 无功功率和电压的关系174

3.8.3　无功功率平衡176

3.9　电力系统电压控制177

3.9.1 中枢点电压管理177

3.9.2 应用发电机调节电压180

3.9.3 改变变压器变比调压181

3.9.4　应用无功功率补偿装置调节电压186

3.9.5 线路串联电容补偿改善电压质量189

3.9.6 复杂电力系统电压和无功功率的控制193

4 电力系统故障分析197

4.1　基本概念197

4.2 同步电机的数学模型199

4.2.1 电压方程和磁链方程200

4.2.2 坐标变换204

4.2.3 用d、q、0坐标表示的同步电机方程式207

4.2.4　标么制表示的派克方程式211

4.2.5 同步发电机的稳态运行216

4.3　同步电机三相短路电磁暂态过程218

4.3.1 无阻尼绕组同步电机突然三相短路218

4.3.2　有阻尼绕组同步电机三相短路235

4.3.3 强行励磁对同步电机三相短路的影响249

4.3.4 短路电流最大瞬时值和有效值254

4.3.5　异步电动机的三相短路电流255

4.4 电力系统三相短路实用计算258

4.4.1 三相短路起始次暂态电流的计算258

4.4.2　起始次暂态电流的计算机算法268

4.4.3　应用运算曲线计算三相短路电流周期分量272

4.5　电力系统不对称运行分析方法—对称分量法278

4.5.1 对称分量法及其应用279

4.5.2 同步电机负序和零序阻抗283

4.5.4 三相变压器零序参数和等值电路284

4.5.3　异步电动机和综合负荷的负序及零序阻抗284

4.5.5 电力线路零序参数和等值电路292

4.5.6 电力系统的零序等值网络301

4.6　电力系统不对称短路分析303

4.6.1 各种不对称短路的故障点电流和电压303

4.6.2 不对称短路时网络中电流和电压的分布311

4.6.3 简单不对称短路的计算机算法316

4.6.4 应用运算曲线计算任意时刻的不对称短路电流317

4.7　电力系统非全相运行321

4.8　电力系统复杂故障分析概述328

5 电力系统稳定性335

5.1 电力系统稳定性概述335

5.1.1 简单的机械比拟337

5.1.2 电力系统静态稳定的初步概念338

5.1.3 电力系统暂态稳定的初步概念340

5.2 同步发电机组的机电模型343

5.2.1 同步发电机组的转子运动方程式343

5.2.2 同步发电机的电磁转矩和电磁功率346

5.2.3　原动机的机械转矩和机械功率362

5.2.4 自动调节系统的数学模型364

5.3　电力系统静态稳定373

5.3.1　静态稳定分析的基本方法374

5.3.2 简单电力系统的静态稳定377

5.3.3 自动励磁调节对静态稳定的作用384

5.3.4 多机电力系统静态稳定的简化分析396

5.4.1 基本假定397

5.4　电力系统暂态稳定397

5.4.2　基本分析方法398

5.4.3 简单电力系统的暂态稳定401

5.4.4 考虑发电机E？变化时的暂态稳定计算408

5.4.5 多机电力系统暂态稳定的简化分析414

5.5　提高电力系统稳定性的措施416

5.5.1 发电机及其励磁调节系统417

5.5.3 开关设备和继电保护418

5.5.2　原动机的调节特性418

5.5.4　输电线420

5.5.5 改善系统的结构和采用中间补偿设备423

5.5.6 变压器中性点经小阻抗接地423

5.5.7 电气制动424

5.5.8　切除部分发电机及部分负荷425

5.5.9 系统暂态稳定破坏后的措施426

5.6 电力系统的电压稳定性428

附录 短路电流运算曲线433

参考书目441