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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10

1.1.4 电力系统中的发电厂13

1.1.5 电力网的结构与结线14

1.1.6 电压等级和额定电压15

1.1.7 电力系统运行的特点和要求17

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20

1.2 电力系统基本元件概述24

1.2.1 发电机24

1.2.2 电力变压器25

1.2.3 电力线路26

1.2.4 无功功率补偿设备36

2 电力系统元件数学模型41

2.1 三相电力线路41

2.1.1 电力线路电阻41

2.1.2 电力线路电感42

2.1.3 电力线路并联电导46

2.1.4 电力线路并联电容47

2.1.5 电力线路的稳态方程和等值电路51

2.2 变压器57

2.2.1 双绕组变压器等值电路60

2.2.2 三绕组变压器等值电路62

2.2.3 自耦变压器及其等值电路66

2.3 同步发电机和调相机71

2.3.1 同步发电机71

2.3.2 同步调相机75

2.4 无功功率补偿设备76

2.4.1 并联电容器77

2.4.2 并联电抗器77

2.4.3 静止补偿器78

2.5 电力系统负荷79

2.6 多级电压电力系统81

2.6.1 多级电压电力网的等值电路81

2.6.2 三相系统的标么制85

2.6.3 多电压级电力网等值电路参变数的标么值87

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89

3 电力系统潮流计算97

3.1 简单电力系统正常运行分析97

3.1.1 电力线路的电压损耗与功率损耗97

3.1.2 变压器中的功率损耗与电压损耗99

3.1.3 辐射形网络的分析计算100

3.1.4 电力网的电能损耗103

3.2 复杂电力系统潮流计算基础105

3.2.1 节点电压方程与节点导纳矩阵和阻抗矩阵105

3.2.2 功率方程和节点分类109

3.3 高斯—塞德尔法潮流计算111

3.4 牛顿—拉夫逊法潮流计算114

3.4.1 牛顿—拉夫逊法简介114

3.4.2 牛顿—拉夫逊法计算潮流115

3.4.3 牛顿—拉夫逊法计算潮流的有关问题120

3.5 P-Q分解法125

3.6 直流法潮流计算与开断处理134

3.6.1 直流法潮流计算134

3.6.2 直流法潮流计算的开断处理136

4 电力系统的有功功率和频率控制141

4.1 频率和有功功率控制的必要性141

4.2 电力系统的有功功率平衡142

4.2.1 电力系统有功负荷的变化142

4.2.2 备用容量143

4.3 电力系统的频率特性144

4.3.1 电力系统负荷的静态频率特性144

4.3.2 发电机组的频率特性146

4.3.3 电力系统的功率频率静态特性152

4.3.4 联合电力系统的功率频率特性153

4.4 电力系统的频率调整154

4.4.1 频率的一次调整154

4.4.2 频率的二次调整156

4.5 电力系统的自动调频方法157

4.5.1 积差调节法158

4.5.2 联合电力系统的调频160

4.6 电力系统有功负荷的经济分配163

4.6.1 发电设备的经济特性164

4.6.2 等微增率准则164

4.6.3 火电厂之间的负荷经济分配168

4.6.4 水火电厂之间负荷的经济分配170

4.7 电力系统网损微增率的计算172

4.8 自动发电控制173

4.9 机组的经济组合175

5 电力系统的无功功率和电压控制181

5.1 电力系统的无功功率平衡181

5.1.1 无功功率和电压的关系181

5.1.2 无功功率电源、负荷及损耗182

5.1.3 无功功率的平衡184

5.2 电力系统的电压控制185

5.2.1 电压控制的必要性185

5.2.2 中枢点电压管理185

5.2.3 应用发电机调节电压188

5.2.4 改变变压器变比调压189

5.2.5 应用无功功率补偿装置调节电压193

5.2.6 线路串联电容补偿改善电压质量195

5.2.7 复杂系统的电压无功控制和调压措施的组合198

5.3 电力系统无功功率的最优分布200

5.3.1 无功功率的最优分配200

5.3.2 无功功率的最优补偿201

5.3.3 自动电压控制202

6 电力系统故障分析207

6.1 基本概念207

6.2 同步电机的数学模型208

6.2.1 电压方程和磁链方程210

6.2.2 坐标变换213

6.2.3 用d、q、0坐标表示的同步电机方程式215

6.2.4 标么制表示的派克方程式218

6.2.5 同步发电机的稳态运行222

6.3 同步电机三相短路电磁暂态过程224

6.3.1 无阻尼绕组同步电机突然三相短路225

6.3.2 有阻尼绕组同步电机三相短路238

6.3.3 强行励磁对同步电机三相短路的影响251

6.3.4 短路电流最大瞬时值和有效值254

6.3.5 异步电动机的三相短路电流256

6.4 电力系统三相短路实用计算258

6.4.1 三相短路起始次暂态电流的计算258

6.4.2 复杂电力系统起始次暂态电流的计算267

6.4.3 应用运算曲线计算三相短路电流周期分量270

6.5 电力系统不对称运行分析方法—对称分量法275

6.5.1 对称分量法及其应用275

6.5.2 同步电机负序和零序阻抗279

6.5.3 异步电动机和综合负荷的负序及零序阻抗279

6.5.4 三相变压器零序参数和等值电路280

6.5.5 电力线路零序参数和等值电路287

6.5.6 电力系统的零序等值网络294

6.6 电力系统不对称短路分析295

6.6.1 各种不对称短路的故障点电流和电压295

6.6.2 不对称短路时网络中电流和电压的分布302

6.6.3 复杂电力系统简单不对称短路电流的计算307

6.6.4 应用运算曲线计算任意时刻的不对称短路电流308

6.7 电力系统非全相运行311

6.8 电力系统复杂故障分析概述317

7 电力系统稳定性323

7.1 电力系统稳定性概述323

7.2 同步发电机组的机电模型325

7.2.1 同步发电机组的转子运动方程式325

7.2.2 同步发电机的电磁功率328

7.3 电力系统静态稳定338

7.3.1 静态稳定分析的基本方法338

7.3.2 简单电力系统的静态稳定分析342

7.3.3 多机电力系统的静态稳定分析354

7.4 电力系统暂态稳定355

7.4.1 简单系统暂态稳定性分析的等面积定则356

7.4.2 暂态稳定性分析的数值积分方法360

7.4.3 暂态稳定分析的李雅普诺夫直接法浅述369

7.5 提高电力系统稳定性的措施373

7.5.1 发电机励磁调节系统373

7.5.2 原动机的调节特性373

7.5.3 开关设备和继电保护374

7.5.4 输电线375

7.5.5 改善系统的结构和采用中间补偿设备377

7.5.6 变压器中性点经小电阻接地378

7.5.7 电气制动379

7.5.8 切除部分发电机及部分负荷380

7.5.9 直流输电和柔性交流输电装置对稳定的影响380

7.5.10 系统暂态稳定破坏后的措施381

7.6 电力系统的电压稳定383

附录 短路电流运算曲线387

参考书目395