本书以电力系统的潮流、故障等常规计算为主线。论述了电力系统的基础理论知识和基本计算方法。 全书共分 ９ 章 包括电力系统的基本概念、 电力系统的元件参数和等效电路、简单电力系统的潮流计算、 电力系统潮流的计算机算法、电力系统的有功功率平衡和频率调整、电力系统的无功功率平衡和电压调整、电力系统三相短路的分析与计算、电力系统简单不对称故障的分析与计算、电力系统的稳定性。
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本书可作为普通高校电气工程及其自动化专业本科学生的教材。也可作为高职高专、成人教育电力类专业学生的参考教材。还可作为电气工程技术人员的参考书。
“ 电力系统分析”是电气工程类专业的一门重要的专业课程。既是考研课程。又是国家电网考试的主干课程。理论性和工程性均较强。本书是按照当前高等院校“ 厚基础、宽口径、 重能力” 的应用型人才培养目标。结合地方经济建设对电力人才的需求进行编写的。
现有的 电力系统分析教材多数是由国内重点大学的教师编写。其特点是内容多、理论深。所要求的授课学时相对较多。而地方院校该课程的学时普遍较少。且学生水平不同。使用现有教材授课一直面临着老师难讲、学生难懂的局面。本书本着内容精炼、重点突出、面向工程实际的原则进行编写。以电力系统的潮流、故障等常规计算为主线。论述了电力系统的基础理论知识和基本计算方法。 本书在叙述上力求做到由浅入深。文字简练。结合例题进行讲解。便于学生理解和掌握， 在内容上力求做到重点突出。简化理论推导。注重实践应用。除了每章有小结、 思考题和习题外。还在部分章节增加了 ＭＡＴＬＡＢ 语言程序或ＭＡＴＬＡＢ / Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 仿真内容。本书既可作为普通高校电气工程及其自动化专业本科学生的教材。也可作为高职高专、成人教育电力类专业学生的参考教材。还可作为电气工程技术人员的参考书。
本书由孙丽华担任主编。负责全书的构思、 编写组织和统稿工作。 全书共分九章。其中第一 ~ 三章由孙丽华编写，第四章第一 ~ 四节由秦鹏编写，第四章第五节和附录由韩晓慧编写，第五章由闫根弟编写，第六章由刘亚林编写，第七章由王慧编写，第八章由王庆芬编写，第九章由高晓芝编写。 本书由华北电力大学盛四清教授担任主审。
本书在编写过程中查阅了大量的相关书籍。在此向所有参考文献的作者致以衷心的感谢! 本书的编写还得到了机械工业出版社的大力协助。得到了兄弟院校及电力部门同行的大力支持和帮助。在此一并向他们表示真诚的感谢!
由于编者水平有限。书中难免存在错误和不妥之处。敬请读者批评指正。
编者
前 言
第一章 电力系统的基本概念……………………………………………………………………………… １
第一节 电力系统概述………………………………………………………………………………………… １
第二节 电力系统的负荷……………………………………………………………………………………… ３
第三节 电力系统的接线方式和额定电压…………………………………………………………………… ５
第四节 电力系统中性点的运行方式………………………………………………………………………… ７
本章小结……………………………………………………………………………………………………… １１
思考题与习题………………………………………………………………………………………………… １２
第二章 电力系统的元件参数和等效电路……………………………………………………………… １３
第一节 电力线路的参数及其等效电路…………………………………………………………………… １３
第二节 变压器的参数及其等效电路……………………………………………………………………… ２２
第三节 发电机和负荷的参数及其等效电路……………………………………………………………… ２７
第四节 电力系统的等值网络……………………………………………………………………………… ２９
本章小结……………………………………………………………………………………………………… ３８
思考题与习题………………………………………………………………………………………………… ３８
第三章 简单电力系统的潮流计算……………………………………………………………………… ４０
第一节 电力网的功率损耗和电压降落…………………………………………………………………… ４０
第二节 开式网的潮流计算………………………………………………………………………………… ４５
第三节 简单闭式网的潮流计算…………………………………………………………………………… ５１
本章小结……………………………………………………………………………………………………… ５６
思考题与习题………………………………………………………………………………………………… ５７
第四章 电力系统潮流的计算机算法…………………………………………………………………… ５９
第一节 电力网的数学模型………………………………………………………………………………… ５９
第二节 功率方程及节点分类……………………………………………………………………………… ６４
第三节 牛顿－拉夫逊法潮流计算………………………………………………………………………… ６６
第四节 Ｐ Ｑ 分解法潮流计算……………………………………………………………………………… ７７
第五节 潮流计算ＭＡＴＬＡＢ 程序实现……………………………………………………………………… ８２
本章小结……………………………………………………………………………………………………… ８６
思考题与习题………………………………………………………………………………………………… ８７
第五章 电力系统的有功功率平衡和频率调整……………………………………………………… ８８
第一节 电力系统的有功功率平衡………………………………………………………………………… ８８
第二节 电力系统的频率特性……………………………………………………………………………… ９０
第三节 电力系统的频率调整……………………………………………………………………………… ９３
第四节 电力系统中有功功率的最优分配………………………………………………………………… １００
本章小结……………………………………………………………………………………………………… １０８
思考题与习题………………………………………………………………………………………………… １０８
第六章 电力系统的无功功率平衡和电压调整……………………………………………………… １１０
第一节 电力系统的无功功率平衡………………………………………………………………………… １１０
第二节 电力系统的电压管理……………………………………………………………………………… １１５
第三节 电力系统的调压措施……………………………………………………………………………… １１８
第四节 电力系统中无功功率的最优分配………………………………………………………………… １３１
本章小结……………………………………………………………………………………………………… １３４
思考题与习题………………………………………………………………………………………………… １３４
第七章 电力系统三相短路的分析与计算…………………………………………………………… １３６
第一节 概述………………………………………………………………………………………………… １３６
第二节 无限大功率电源供电系统的三相短路分析……………………………………………………… １３８
第三节 电力系统三相短路的实用计算…………………………………………………………………… １４３
第四节 三相短路的计算机算法与仿真…………………………………………………………………… １５５
本章小结……………………………………………………………………………………………………… １６０
思考题与习题………………………………………………………………………………………………… １６１
第八章 电力系统简单不对称故障的分析与计算…………………………………………………… １６３
第一节 对称分量法………………………………………………………………………………………… １６３
第二节 电力系统各元件的序阻抗………………………………………………………………………… １６７
第三节 电力系统各序网络的制定………………………………………………………………………… １７７
第四节 简单不对称短路的分析计算……………………………………………………………………… １８０
第五节 不对称短路时网络中电流和电压的分布计算…………………………………………………… １９３
第六节 非全相运行的分析计算…………………………………………………………………………… ２００
第七节 电力系统不对称故障的计算机算法与仿真……………………………………………………… ２０４
本章小结……………………………………………………………………………………………………… ２１４
思考题与习题………………………………………………………………………………………………… ２１５
第九章 电力系统的稳定性……………………………………………………………………………… ２１７
第一节 概述………………………………………………………………………………………………… ２１７
第二节 机组的机电特性…………………………………………………………………………………… ２１８
第三节 电力系统的静态稳定性…………………………………………………………………………… ２２２
第四节 电力系统的暂态稳定性…………………………………………………………………………… ２２７
本章小结……………………………………………………………………………………………………… ２３４
思考题与习题………………………………………………………………………………………………… ２３５
附录……………………………………………………………………………………………………………… ２３６
附录Ａ 潮流计算程序清单………………………………………………………………………………… ２３６
附录Ｂ 短路电流周期分量计算曲线数字表……………………………………………………………… ２４６
参考文献……………………………………………………………………………………………………… ２５０
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