電力系統分析‧上(第四版)（簡體書）

本書共上、下兩冊。本冊為上冊，主要內容有：電力系統各元件的等值電路和參數計算，同步電機的基本方程，電力網絡的數學模型，電力系統突然三相短路暫態分析，電力系統故障分析的原理和方法等。下冊將討論電力系統的穩態運行和穩定性問題。

本書可選作高等學校電氣工程有關專業的教學用書，亦可供電力系統相關專業的技術人員參考。

1951年考入中山大學電機工程系，經兩次院系調整，先後就讀於華南工學院和華中工學院（現華中科技大學），1955年畢業於華中工學院電力系。經全國選拔，於1958 年赴前蘇聯留學，1962年莫斯科動力學院電力系研究生畢業，獲技術科學副博士學位。歷任華中工學院講師、副教授、教授，華中理工大學教授，華中科技大學教授、博士生導師。全國高等學校電力工程類專業教學委員會副主任委員。長期從事電力系統及其自動化專業的教學和科研工作。合編的《電力系統分析》（上、下冊）獲1988年國家*全國高等學校優秀教材獎，並入選普通高等教育“九五”重點教材。參加翻譯了(330～500千伏架空輸電線路電氣部分的設計》。發表論文有《同步電機穩態異步運行的計算》、《應用電子計算機研究複雜電力系統過渡過程》、《同步電機內部短路計算》等。主持完成國家七五、八五、九五多項科研攻關項目。指導碩士、博士研究生數十名，桃李滿園。何仰贊教授逝世後，其科研成果“跨區域大型電網繼電保護整定計算自動化系統”獲2009年度國家科學技術進步二等獎。

高等院校電氣工程專業經典教材

電力系統分析是一門專業基礎課，也是一門專業課。雖然當前電力系統應用技術得到了很大的發展，但其理論基礎仍是電力系統分析這門課程的內容。本版在第三版的基礎上進行了適當的修改，使定義更清晰更嚴格。相較於第三版的上冊，此次插入了一個附錄；相較於第三版的下冊，此次主要對第16章、第18章進行修訂，並在第18章增加了一小節內容。習題演練是加深課程的基本概念、基本計算方法的必要手段，也是建立電力系統“相對數值”概念的手段。例如，在正常運行方式下，一條輸電線路反映有功功率損耗的輸電效率和電壓損耗的百分值等，都是重要的“數值概念”。本書編寫的分工仍按第三版前言。本書第四版修訂工作全部由溫增銀完成。限於作者的水平和條件，書中的缺點和錯誤在所難免，懇請讀者批評指正。

第1章電力系統的基本概念（1）
1.1電力系統的組成（1）
1.2電力系統的額定電壓和額定頻率（2）
1.3對電力系統運行的基本要求（4）
1.4電力系統的接線方式（5）
1.5電力系統分析課程的主要內容（7）
小結（8）
習題（8）
第2章電力網各元件的等值電路和參數計算（10）
2.1架空輸電線路的參數（10）
2.1.1電阻（10）
2.1.2電感（11）
2.1.3電導（14）
2.1.4電容（15）
2.2架空輸電線的等值電路（18）
2.2.1輸電線路的方程式（18）
2.2.2輸電線的集中參數等值電路（20）
2.3變壓器的一相等值電路和參數（23）
2.3.1變壓器的等值電路（23）
2.3.2雙繞組變壓器的參數計算（24）
2.3.3三繞組變壓器的參數計算（26）
2.3.4自耦變壓器的參數計算（29）
2.3.5變壓器的Π型等值電路（29）
2.4標幺制（32）
2.4.1標幺制的概念（32）
2.4.2基準值的選擇（33）
2.4.3不同基準值的標幺值間的換算（34）
2.4.4有幾級電壓的網絡中各元件參數標幺值的計算（34）
2.4.5標幺制的特點（38）
小結（39）
習題（40）
第3章同步發電機的基本方程（42）
3.1基本前提（42）
3.1.1理想同步電機（42）
3.1.2假定正向的選取（42）
3.2同步發電機的原始方程（43）
3.2.1電勢方程和磁鏈方程（43）
3.2.2電感系數（44）
3.3dq0坐標系的同步電機方程（48）
3.3.1坐標變換和dq0系統（48）
3.3.2dq0系統的電勢方程（51）
3.3.3dq0系統的磁鏈方程和電感系數（52）
3.3.4功率公式（53）
※3.4同步電機的常用標幺制（54）
3.5基本方程的拉氏運算形式（55）
3.5.1有阻尼繞組同步電機的運算方程（55）
3.5.2運算電抗的等值電路（58）
3.5.3無阻尼繞組同步電機的運算方程（58）
3.6同步電機的對稱穩態運行（59）
3.6.1基本方程的實用化（59）
3.6.2穩態運行的電勢方程式、相量圖和等值電路（60）
小結（61）
習題（62）
第4章電力網絡的數學模型（63）
4.1節點導納矩陣（63）
4.1.1節點方程（63）
4.1.2節點導納矩陣元素的物理意義（64）
4.1.3節點導納矩陣的修改（67）
4.1.4支路間存在互感時的節點導納矩陣（68）
4.2網絡方程的解法（69）
4.2.1用高斯消去法求解網絡方程（69）
4.2.2用高斯消去法簡化網絡（72）
4.3節點阻抗矩陣（76）
4.3.1節點阻抗矩陣元素的物理意義（76）
4.3.2用支路追加法形成節點阻抗矩陣（77）
4.3.3用線性方程直接解法對導納矩陣求逆（81）
※4.4節點編號順序的優化（82）
小結（84）
習題（84）
第5章電力系統三相短路的暫態過程（86）
5.1短路的一般概念（86）
5.1.1短路的原因、類型及後果（86）
5.1.2短路計算的目的（87）
5.2恒定電勢源電路的三相短路（88）
5.2.1短路的暫態過程（88）
5.2.2短路衝擊電流（90）
5.2.3短路電流的最大有效值（91）
5.2.4短路功率（91）
5.3同步電機突然三相短路的物理分析（92）
5.3.1突然短路暫態過程的特點（92）
5.3.2超導體閉合回路磁鏈守恒原則（92）
5.3.3無阻尼繞組同步電機突然三相短路的物理分析（93）
5.4無阻尼繞組同步電機三相短路電流計算（95）
5.4.1暫態電勢和暫態電抗（95）
5.4.2不計衰減時的短路電流算式（97）
5.4.3自由電流的衰減（100）
5.4.4負載狀態下的突然短路（102）
5.5有阻尼繞組同步電機的突然三相短路（105）
5.5.1突然短路的物理過程（105）
5.5.2次暫態電勢和次暫態電抗（105）
5.5.3有阻尼繞組電機的短路電流（108）
5.5.4自由電流的衰減（111）
5.6強行勵磁對短路暫態過程的影響（115）
小結（117）
習題（118）
第6章電力系統三相短路電流的實用計算（120）
6.1短路電流計算的基本原理和方法（120）
6.1.1電力系統節點方程的建立（120）
6.1.2利用節點阻抗矩陣計算短路電流（123）
6.1.3利用電勢源對短路點的轉移阻抗計算短路電流（127）
6.2起始次暫態電流和衝擊電流的實用計算（133）
6.3短路電流計算曲線及其應用（137）
6.3.1計算曲線的概念（137）
6.3.2計算曲線的製作條件（138）
6.3.3計算曲線的應用（138）
6.4短路電流周期分量的近似計算（145）
小結（148）
習題（149）
第7章電力系統各元件的序阻抗和等值電路（152）
7.1對稱分量法在不對稱短路計算中的應用（152）
7.1.1不對稱三相量的分解（152）
7.1.2序阻抗的概念（153）
7.1.3對稱分量法在不對稱短路計算中的應用（154）
7.2同步發電機的負序和零序電抗（156）
7.3變壓器的零序等值電路及其參數（158）
7.3.1普通變壓器的零序等值電路及其參數（158）
7.3.2變壓器零序等值電路與外電路的聯接（160）
7.3.3中性點有接地阻抗時變壓器的零序等值電路（160）
7.3.4自耦變壓器的零序等值電路及其參數（161）
7.4架空輸電線路的零序阻抗及其等值電路（166）
7.4.1“單導線大地”回路的自阻抗和互阻抗（166）
7.4.2三相輸電線路的零序阻抗（167）
7.4.3平行架設的雙回輸電線路的零序阻抗及等值電路（168）
7.4.4架空地線對輸電線路零序阻抗及等值電路的影響（169）
※7.5架空輸電線路的零序電納（173）
7.5.1無架空地線時輸電線路的零序電納（173）
7.5.2架空地線對輸電線路零序電納的影響（174）
7.6綜合負荷的序阻抗（176）
7.7電力系統各序網絡的制訂（177）
7.7.1正序網絡（177）
7.7.2負序網絡（178）
7.7.3零序網絡（178）
小結（181）
習題（182）
第8章電力系統不對稱故障的分析和計算（184）
8.1簡單不對稱短路的分析（184）
8.1.1單相（a相）接地短路（184）
8.1.2兩相（b相和c相）短路（186）
8.1.3兩相（b相和c相）短路接地（187）
8.1.4正序等效定則（189）
8.1.5非故障處的電流和電壓的計算（190）
8.2電壓和電流對稱分量經變壓器後的相位變換（193）
8.3非全相斷線的分析計算（197）
8.3.1單相（a相）斷線（198）
8.3.2兩相（b相和c相）斷開（199）
8.4應用節點阻抗矩陣計算不對稱故障（201）
8.4.1各序網絡的電壓方程式（201）
8.4.2橫向不對稱故障（203）
8.4.3縱向不對稱故障（204）
8.4.4簡單不對稱故障的計算通式（205）
※8.5複雜故障的計算方法（209）
8.5.1分析複雜故障的一般方法（209）
8.5.2不對稱故障的通用邊界條件（209）
8.5.3雙重故障的分析計算（211）
小結（213）
習題（214）
附錄A電感的計算（217）
A1單根導線的電感（217）
A2兩平行導線間的互感（219）
A3復合導體的自感（219）
A4兩組平行復合導體之間的互感（220）
附錄B線性方程組的直接解法（222）
B1高斯消去法（222）
B2三角分解法（224）
附錄C常用的網絡等值變換（232）
C1星網變換（232）
C2星形電路中心節點電流的移置（234）
C3有源網絡的等值變換（235）
附錄D無阻尼繞組同步電機突然三相短路時定子電流連續性證明（236）
附錄E短路電流周期分量計算曲線數字表（238）
習題答案（243）

電力系統分析是一門專業基礎課，也是一門專業課。雖然當前電力系統應用技術得到了很大的發展，但其理論基礎仍是電力系統分析這門課程的內容。本版在第三版的基礎上進行了適當的修改，使定義更清晰更嚴格。相較於第三版的上冊，此次插入了一個附錄；相較於第三版的下冊，此次主要對第16章、第18章進行修訂，並在第18章增加了一小節內容。習題演練是加深課程的基本概念、基本計算方法的必要手段，也是建立電力系統“相對數值”概念的手段。例如，在正常運行方式下，一條輸電線路反映有功功率損耗的輸電效率和電壓損耗的百分值等，都是重要的“數值概念”。本書編寫的分工仍按第三版前言。本書第四版修訂工作全部由溫增銀完成。限於作者的水平和條件，書中的缺點和錯誤在所難免，懇請讀者批評指正。