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第1章 绪论1

1.1 电力系统发展概述1

1.2 发电厂及变电所类型2

1.2.1 发电厂类型及新能源发电简介2

1.2.2 变配电所类型4

1.3 电力系统基础7

1.3.1 电力系统的基本概念7

1.3.2 电能的质量指标10

1.3.3 电力系统的额定电压11

1.3.4 电力系统的中性点运行方式及低压配电系统接地形式12

本章小结18

习题与思考题18

第2章 电力负荷计算19

2.1 负荷计算的意义及计算目的19

2.1.1 电力负荷的概念及分类19

2.1.2 负荷曲线19

2.1.3 负荷计算的意义及目的23

2.2 用电设备计算负荷的确定24

2.2.1 三相用电设备组计算负荷的确定24

2.2.2 单相用电设备组计算负荷的确定33

2.3 用户计算负荷的确定35

2.3.1 按逐级计算法确定用户的计算负荷36

2.3.2 按需要系数法确定用户的计算负荷38

2.3.3 估算法38

2.4 尖峰电流及其计算39

2.4.1 单台用电设备供电的支线尖峰电流计算39

2.4.2 多台用电设备供电的干线尖峰电流计算39

本章小结39

习题与思考题40

第3章 短路电流及其计算42

3.1 短路概述42

3.1.1 短路的基本概念42

3.1.2 短路的危害42

3.1.3 短路的种类43

3.1.4 短路电流计算的目的与基本假设43

3.2 短路过程的分析44

3.2.1 无限大容量系统44

3.2.2 三相短路过渡过程分析44

3.2.3 有关短路的物理量47

3.3 无限大容量电源供电系统三相短路电流计算49

3.3.1 欧姆法短路电流计算49

3.3.2 标幺值法短路电流计算54

3.4 两相和单相短路电流的计算59

3.4.1 两相短路计算59

3.4.2 单相短路计算59

3.5 短路电流的效应和稳定度校验60

3.5.1 短路电流的热效应和热稳定度60

3.5.2 短路电流的电动力效应64

本章小结66

习题与思考题67

第4章 供配电一次系统68

4.1 供配电一次系统概述68

4.1.1 一次设备及其分类68

4.1.2 电气设备运行中的电弧问题与灭弧方法68

4.2 电力变压器及其选择71

4.2.1 电力变压器及其分类71

4.2.2 电力变压器的结构和联结组别72

4.2.3 电力变压器的容量和过负荷能力73

4.2.4 变电所变压器的选择75

4.2.5 电力变压器并列运行的条件77

4.3 互感器78

4.3.1 电流互感器78

4.3.2 电压互感器83

4.4 高压一次设备86

4.4.1 高压熔断器86

4.4.2 高压隔离开关88

4.4.3 高压负荷开关90

4.4.4 高压断路器92

4.4.5 高压开关柜100

4.4.6 高压一次设备的选择与校验103

4.5 变配电所的电气主接线104

4.5.1 电气主接线概述104

4.5.2 主接线的基本接线方式105

4.5.3 工厂变配电所常用的主接线110

本章小结116

习题与思考题117

第5章 供配电线路119

5.1 电力线路及其接线方式119

5.1.1 高压线路的接线方式119

5.1.2 低压线路的接线方式121

5.2 电力线路的结构和敷设123

5.2.1 架空线路的结构和敷设123

5.2.2 电缆线路的结构和敷设131

5.3 导线和电缆截面的选择计算137

5.3.1 按发热条件选择导线和电缆的截面138

5.3.2 按经济电流密度选择导线和电缆的截面139

本章小结141

习题与思考题141

第6章 供电系统的二次接线及防雷与接地143

6.1 二次接线概述143

6.1.1 二次接线的基本概念143

6.1.2 二次接线的原理图和安装图143

6.1.3 变电所二次回路的操作电源147

6.1.4 电气仪表及电气测量回路152

6.1.5 高压断路器的控制与信号回路153

6.2 变电所的防雷与接地160

6.2.1 过电压及雷电的有关概念160

6.2.2 防雷装置及保护范围162

6.2.3 变配电所及架空线路的防雷措施169

6.2.4 供配电系统的接地172

6.2.5 接地电阻及其计算179

本章小结183

习题与思考题185

第7章 电力网的运行分析187

7.1 电力系统元件的参数和等效电路187

7.1.1 发电机的参数和等效电路187

7.1.2 电力线路的参数和数学模型187

7.1.3 电抗器的参数和等效电路189

7.1.4 变压器的参数和等效电路189

7.1.5 负荷的参数和等效电路195

7.2 电力系统的等效电路195

7.2.1 用有名值计算时的电压等级归算196

7.2.2 用标幺值计算时的电压等级归算197

7.3 简单电力网的潮流分析202

7.3.1 单一元件的功率损耗和电压降落202

7.3.2 开式网络的潮流计算206

7.3.3 配电网络的潮流计算211

7.3.4 简单闭式网络的潮流计算213

7.4 电力系统的有功功率和频率调整222

7.4.1 电力系统有功功率平衡222

7.4.2 电力系统中有功功率的最优分配224

7.4.3 电力系统的频率调整227

7.5 电力系统的无功功率和电压调整230

7.5.1 无功功率负荷和无功功率损耗230

7.5.2 无功功率电源232

7.5.3 无功功率的平衡233

7.5.4 电力系统中无功功率的最优分配234

7.5.5 电力系统的电压调整234

本章小结241

习题与思考题242

第8章 继电保护基础246

8.1 继电保护的基本知识246

8.1.1 继电保护的基本原理及构成246

8.1.2 继电保护的基本要求247

8.1.3 常用保护继电器及操作电源249

8.2 单侧电源辐射状网络相间短路的电流保护250

8.2.1 无时限电流速断保护251

8.2.2 限时电流速断保护253

8.2.3 定时限过电流保护255

8.2.4 阶段式电流保护的配合及应用257

8.2.5 电流保护的接线方式260

8.3 输电线路的纵联保护262

8.3.1 输电线路纵联保护的基本原理262

8.3.2 纵联电流差动保护265

8.4 自动重合闸270

8.4.1 自动重合闸的作用及其基本要求270

8.4.2 输电线路的三相一次自动重合闸272

8.4.3 高压输电线路的单相自动重合闸279

8.4.4 高压输电线路的综合重合闸简介281

8.5 电力系统主设备的保护282

8.5.1 电力变压器的保护282

8.5.2 同步发电机的保护286

本章小结288

习题与思考题289

第9章 电力系统的MATLAB/SIMULINK建模与仿真293

9.1 电力系统常用仿真软件简介293

9.2 MATLAB/SIMULINK的特点294

9.2.1 MATLAB的特点294

9.2.2 SIMULINK的特点295

9.2.3 SimPowerSystems库的特点296

9.3 电力系统主要元件等效模型297

9.3.1 简化同步电机模块297

9.3.2 同步电机模块299

9.3.3 电力变压器模型300

9.3.4 输电线路等效模型302

9.3.5 负荷模型305

9.4 Powergui模块308

9.4.1 主窗口功能简介308

9.4.2 稳态电压电流分析窗口310

9.4.3 初始状态设置窗口310

9.4.4 潮流计算和电机初始化窗口311

9.4.5 LTI视窗312

9.4.6 阻抗依频特性测量窗口312

9.4.7 FFT分析窗口312

9.4.8 报表生成窗口315

9.4.9 磁滞特性设计工具窗口315

9.4.10 计算RLC线路参数窗口316

9.5 电力系统稳态仿真317

9.5.1 连续系统仿真317

9.5.2 离散系统仿真319

9.5.3 相量法仿真323

9.6 电力系统电磁暂态仿真324

9.6.1 断路器模块324

9.6.2 暂态仿真分析327

9.7 电力系统机电暂态仿真329

9.7.1 输电系统的描述331

9.7.2 单相故障331

9.7.3 三相故障334

习题与思考题335

附录336

参考文献344