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1电力工程基础 1

1．1电力工业在国民经济中的地位 1

1．1．1电力工业在国民经济中的地位 1

1．1．2我国电力工业的发展简况 1

1．1．3我国的电力市场 3

1．2各类发电厂生产过程简介 3

1．2．1火力发电厂 4

1．2．2水力发电厂 5

1．2．3核电厂 6

1．2．4其它能源发电 8

1．3电力系统的组成 9

1．3．1电力系统的组成 9

1．3．2组成电力系统运行的优点 11

1．4对电力系统运行的基本要求 12

1．4．1电力系统的基本特点 12

1．4．2对电力系统的基本要求 13

1．5．1电压 14

1．5电力系统的质量指标 14

1．5．2频率 16

1．6电力系统的接线方式和电压等级 16

1．6．1电力系统的接线方式 16

1．6．2电力系统的电压等级 18

1．6．3电压等级的选择 19

本章小结 19

复习思考题与习题 20

2电力网的参数计算和等值电路 22

2．1概述 22

2．2电力线路的结构 22

2．2．1架空线路 22

2．2．2电缆线路 28

2．3架空线路的参数计算和等值电路 31

2．3．1电阻 31

2．3．3电抗 31

2．3．4电导 33

2．3．3电纳 33

2．3．5电力线路的等值电路 34

2．4变压器的等值电路及参数计算 36

2．4．1双绕组变压器 37

2．4．2三绕组变压器 39

2．4．3自耦变压器 43

2．4．4变压器的П型等值电路 46

2．5．1导线截面选择的技术条件 49

2．5输电线路导线截面的选择 49

2．5．2导线截面选择的经济条件 51

2．5．3导线截面选择的实用方法 51

本章小结 52

复习思考题与习题 53

3电力系统稳态分析 54

3．1概述 54

3．2电力网的功率分布和电压计算 54

3．2．1电力网的功率损耗 54

3．2．2电力网环节首、末端的功率、电压平衡关系 58

3．2．3电力网的功率分布与电压计算 63

3．2．4电磁环网的功率分布与电压计算 78

3．3电力系统潮流与计算机算法简介 81

3．3．1潮流计算的数学模型 81

3．3．2潮流计算方法 86

3．4电力系统的频率调整 100

3．4．1频率调整的必要性 100

3．4．2电力系统的有功功率——频率静态特性 102

3．4．3电力系统的频率调整 105

3．4．4电力系统综合负荷在各类发电厂间的合理分配及有功功率的平衡 108

3．4．5有功功率平衡方程式及备用容量 109

3．5电力系统的电压调整 110

3．5．1电压调整的必要性 110

3．5．2电力系统的无功功率——电压静态特性 112

3．5．3电力系统的无功功率平衡 114

3．5．4电压中枢点的调压方式 120

3．5．5改变发电机的励磁调压 121

3．5．6改变变压器的分接头调压 122

3．5．7改变电力网的无功功率分布调压 127

3．5．8改变电力网的参数调压 132

3．6电力系统经济运行 136

3．6．1电力网中的能量损耗 136

3．6．2火电厂间有功功率负荷的经济分配 143

3．6．3电力系统无功功率最优分布简介 147

3．7电力系统中性点的接地方式 149

3．7．1中性点不接地系统 149

3．7．2中性点经消弧线圈接地系统 152

3．7．3中性点直接接地系统 154

本章小结 155

复习思考题与习题 157

4电力系统短路 160

4．1概述 160

4．1．1短路的一般概念 160

4．1．2恒定电压源电路的三相短路 162

4．2．1同步发电机的基本方程 166

4．2同步发电机等值电路 166

4．2．2电感系数 168

4．2．3派克-戈列夫方程 171

4．2．4同步电机稳态等值电路 173

4．3同步发电机突然三相短路的近似分析 180

4．4电力系统三相短路的实用计算 182

4．4．1交流电流初始值计算 182

4．4．2应用运算曲线求任意时刻短路点的短路电流（交流分量有效值） 191

4．5．1对称分量法在不对称短路计算中的应用 193

4．5对称分量法及元件的序阻抗和等值电路 193

4．5．2电力系统元件的序电抗 198

4．5．3零序网络的构成 206

4．6不对称故障的分析和计算 209

4．6．1不对称短路的分析 209

4．6．2非故障处电流、电压的计算 215

本章小结 218

复习思考题与习题 219

5．1概述 222

5发电厂和变电站的一次系统 222

5．2电气主接线 224

5．2．1对主接线的基本要求 224

5．2．2主接线的基本接线形式 224

5．2．3电气主接线实例 228

5．3高压电器 234

5．3．1开关电器的电弧问题 234

5．3．2高压断路器 237

5．3．3高压隔离开关 240

5．3．4高压负荷开关 241

5．3．5高压熔断器 242

5．3．6高压开关柜 244

5．4互感器 245

5．4．1概述 245

5．4．2电流互感器 245

5．4．3电压互感器 250

5．5低压电器 251

5．5．1低压熔断器 252

5．5．2低压刀开关 253

5．5．3低压断路器 254

5．5．4低压配电屏 258

5．6电器设备的选型 259

5．6．1电器设备选择的一般条件 259

5．6．2高压一次设备的选型 260

5．6．3互感器的选型 262

5．6．4低压一次设备的选型 262

5．7．1对总体布置的要求 263

5．6．5成套配电装置的选型 263

5．7变电站的总体布置 263

5．7．2 6～10kV变配电所总体布置方案 264

5．7．3 220kV变电站总平面布置 265

5．7．4 组合式及箱式变电站简介 265

本章小结 266

复习思考题与习题 267

6．1概述 269

6．1．1原理接线图 269

6发电厂和变电站的二次系统 269

6．1．2展开接线图 270

6．1．3安装接线图 270

6．2控制与信号系统 271

6．2．1控制开关 271

6．2．2操作机构 271

6．2．3断路器控制回路 272

6．3绝缘监察 276

6．3．1信号电桥 277

6．3．2测量电桥 277

6．4电力系统继电保护基本概念与要求 278

6．4．1电力系统故障及非正常运行状态 278

6．4．2电力系统继电保护任务和作用 278

6．4．3对电力系统继电保护装置的基本要求 278

6．4．4继电保护的基本原理 280

6．5．1输电线路的电流保护 281

6．5输电线路的继电保护 281

6．4．5继电保护技术的发展概况 281

6．5．2输电线路相间短路的方向电流保护 286

6．5．3输电线路的接地保护 289

6．5．4线路距离保护 293

6．5．5高频保护 298

6．5．6电力变压器保护 303

6．5．7发电机保护 307

6．5．8母线保护 309

6．5．9微机型继电保护概论 310

6．6常用自动装置 315

6．6．1自动重合闸 316

6．6．2备用电源自动投入装置（APD） 317

6．6．3按频率自动减负荷载装置工作原理 318

6．7操作电源 320

6．7．1蓄电池组直流电源 320

6．7．2硅整流电容储能直流电源 320

6．7．3带镉镍电池的硅整流直流系统 320

6．7．4复式整流直流系统 321

6．7．5交流操作电源 322

本章小结 322

复习思考题与习题 322

7电力系统稳定运行 324

7．1电力系统稳定性的基本概念 324

7．2同步发电机组的机电特性 325

7．2．1转子运动方程 325

7．2．2发电机电磁转矩和功率 326

7．3多机系统中发电机的功率 327

7．4简单电力系统的静态稳定 328

7．4．1单机无穷大系统的静态稳定性 328

7．4．2负荷的静态稳定 331

7．5小干扰法分析电力系统的静态稳定 332

7．5．1简单系统中状态变量偏移量的线性状态方程 332

7．5．2根据特征值判断简单系统的稳定性 332

7．5．3多机系统静态稳定的简化分析 334

7．6．1采用自动调节励磁装置 335

7．6提高系统静态稳定性的措施 335

7．6．2减小元件的电抗 336

7．6．3改善系统的结构和采用中间补偿设备 337

7．7电力系统暂态稳定 338

7．7．1简单系统的暂态稳定性 338

7．7．2等面积定则 340

7．7．3发电机转予运动方程的求解 342

7．7．4提高暂态稳定性的措施 346

复习思考题与习题 351

本章小结 351

8远距离输电技术 353

8．1概述 353

8．2交流远距离输电线路 354

8．2．1远距离输电线路的基本方程 354

8．2．2远距离输电线路的自然功率与电压分布 355

8．2．3交流远距离输电线路的参数补偿 356

8．3柔性输电技术 357

8．3．1柔性交流输电系统 357

8．3．2柔性输电系统控制装置简介 358

8．4高压直流输电 361

8．4．1直流输电的工作原理 362

8．4．2直流输电系统的控制方式 364

8．4．3直流输电系统的谐波及其抑制 365

8．4．4直流输电系统的接线方式 366

8．5交直流输电特性比较 368

8．5．1直流输电线路比交流输电线路造价低 368

8．5．2直流输电不存在稳定性的问题 368

8．5．3直流输电系统调节速度快 368

8．5．4直流输电线路单极接地后恢复时间快 368

8．5．5可以限制短路容量的增大 368

8．5．6直流输电中的缺点及直流输电适用场合 369

本章小结 369

复习思考题与习题 370

9．2高电压绝缘的基本理论 371

9．2．1电介质的极化、电导与损耗 371

9．1概述 371

9 高电压技术 371

9．2．2气体放电规律 374

9．2．3沿面放电 376

9．2．4液体与固体的击穿 376

9．3高电压绝缘诊断技术 377

9．3．1绝缘的老化 377

9．3．2绝缘诊断技术 378

9．4．1过电压及其危害 385

9．4雷电过电压 385

9．4．2雷电过电压的形成及危害 386

9．4．3避雷针和避雷线 388

9．4．4避雷器 390

9．5工频过电压 394

9．5．1空载线路电容效应引起的工频过电压 395

9．5．2不对称短路引起的工频过电压 395

9．5．3突然甩负荷引起的工频过电压 396

9．5．4工频过电压的限制措施 397

9．6．2铁磁谐振过电压的限制措施 398

9．6．1谐振的类型 398

9．6谐振过电压 398

9．7操作过电压 399

9．7．1中性点不接地系统电弧接地过电压 399

9．7．2切除空载变压器产生的过电压 400

9．7．3切除空载线路引起的过电压 401

9．7．4空载线路的合闸过电压 403

本章小结 403

复习思考题与习题 404

10．1．1配电网的构成 406

10配电网自动化 406

10．1配电网及其自动化的内容与功能 406

10．1．2配电网自动化的主要内容 407

10．1．3配电网自动化的主要功能 408

10．2配电网自动化的通信 412

10．2．1配电网自动化的通信方式及要求 412

10．2．2配电网自动化的几种通信技术 414

10．2．3配电自动化中通信系统规约 425

10．3．1远动装置的基本功能与要求 428

10．3配电所及变电站自动化 428

10．3．2微机远动装置及技术特点 430

10．3．3变电站自动化的信息采集 433

10．4配电网的馈线自动化 434

10．4．1重合器与馈线电气元件的配合 435

10．4．2具有FTU的馈线自动化 440

10．5配电网的负荷控制 443

10．5．1负荷控制的类型及负荷控制系统 443

10．5．2几种负荷控制与管理系统 447

10．6配电与用电的管理自动化 448

10．6．1配电管理与地理信息系统 448

10．6．2用电管理中的自动抄表与远程电能计费系统 455

本章小结 463

复习思考题与习题 463

附录Ⅰ 465

附录Ⅱ 470

主要参考文献 473