電力系統(tǒng)過電壓計算

前言

　　電力系統(tǒng)中的暫態(tài)過程一般分為機電暫態(tài)與電磁暫態(tài)，電力系統(tǒng)設備的絕緣水平主要由系統(tǒng)的電磁暫態(tài)過程產生的過電壓來決定。目前研究電力系統(tǒng)過電壓暫態(tài)現象的手段有3種：　　①模擬計算機型的暫態(tài)網絡分析儀（Transient Network Analyzer，TNA）?！　、谟嬎銠C的數值計算?！　、巯到y(tǒng)的現場實測?！　?939年開始，電力工程師們研究電力系統(tǒng)暫態(tài)過程建造了7NA，并在使用過程中，對TNA逐步加以完善、更新。盡管目前計算技術有了很大發(fā)展，但它仍然是研究電力系統(tǒng)暫態(tài)過程的主要手段之一?！　∵\用計算機研究電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)問題始于20世紀60年代。事實上，電力系統(tǒng)元件的分類與研究的暫態(tài)現象密切相關，但在通常的情況下，將電力系統(tǒng)的元件分為兩類：第一類其參數本質上是集中的，例如發(fā)電機、變壓器、電抗器及電容器等；第二類是輸電線路及地下電纜，其參數具有分布的特性。對于第二類元件，不同的計算方法有不同的處理方式。用行波法求解大體上可分為兩種：一種是將系統(tǒng)中的集中參數化為等值線段，使系統(tǒng)除電源、開關外，其余所有元件都是線段，計算流動波在節(jié)點的折、反射的基礎上，建立了網格法（如Begley Lattice）；另一種方法是將系統(tǒng)中所有分布參數（輸電線路及電纜）化為集中參數，系統(tǒng)的暫態(tài)過程在集中參數電路中求解，如基于1969年4月Hermann Pommel在IEEEPAS上發(fā)表的經典論文中所給出的原則，形成了道梅爾一白曰朗法（Dommel。Bergeron Method），編制了在世界范圍內得到通用的EMTP（Electro-Magnetic Transient Program），而隨后相繼出現了不同的使用版本：UBCEMTP（UniversityofBritishColumbia，加拿大）、BPAE。MTP（Bonneville Power Administration，美國）、ATPEMTP（歐洲版本）、PSCAD／EMTDC（加拿大馬尼托巴直流研究中心版本）以及DCGEMTP（Development Co-operation Group，美國版本）等。

內容概要

本書較全面地介紹了研究電力系統(tǒng)過電壓的暫態(tài)網絡分析儀、網格法、道梅爾—白日朗法，并著重講述了目前在國內外電力部門得到廣泛應用的EM TP程序包的數學模型及計算方法。第1章闡述了電力系統(tǒng)過電壓的重要性與它的研究方法，從第2章到第3章介紹輸電線路參數、變壓器和旋轉電機參數，為第4章到第6章的暫態(tài)網絡分析儀（TNA）、網格法、電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)分析提供了實際系統(tǒng)的元件參數及其元件參數特性。為了提高讀者的實際運算能力，第7章還增加了道梅爾一白日朗法研究電磁暫態(tài)的各種實例。    本書為高等院校電氣工程專業(yè)（含電力系統(tǒng)，鐵路、廠礦供電系統(tǒng)，航空與航天供電系統(tǒng)，農電系統(tǒng)，電力設備制造工廠等）的研究生教材，也可作為從事電力系統(tǒng)科研、電力設計和管理人員的參考書。

書籍目錄

第1章 緒論　1.1 電力系統(tǒng)過電壓及絕緣配合　　1.1.1 電力系統(tǒng)過電壓　　1.1.2 電力系統(tǒng)絕緣配合　1.2 電力系統(tǒng)過電壓的研究方法　1.3 電力系統(tǒng)設備的電磁暫態(tài)過程中頻率特性　1.4 模擬元件的外特性以及頻率范圍的分類　習題第2章 輸電線路參數　2.1 多導線系統(tǒng)的電阻與電感　　2.1.1 單根導線的電壓降方程　　2.1.2 多導線系統(tǒng)的電壓降方程　　2.1.3 導線的集膚效應　　2.1.4 導線的內電感和空氣部分電感 　　2.1.5 大地的影響　2.2 多導線系統(tǒng)的電容　　2.2.1 單根導線的對地電容　　2.2.2 多導線系統(tǒng)的電容　　2.2.3 多導線系統(tǒng)的電容電流方程　2.3 地線的消去方法　2.4 分裂導線的合并方法　2.5 平衡線路和不平衡線路　2.6 多相線路的模量分析理論　　2.6.1 對稱分量法　　2.6.2 雙極直流輸電線路中的對稱分量法　　2.6.3 卡倫鮑厄（Karrenbauer）變換　　2.6.4 平衡線路在時域的傳播模量　　2.6.5 O、α、β分量　　2.6.6 平衡線路在頻域的傳播模量　　2.6.7 未換位（不平衡）線路的傳播模量　2.7 換位的雙回路線路　　2.7.1 九段換位法　　2.7.2 三段換位法　　習題第3章 變壓器和旋轉電機參數　3.1 旋轉電機參數　　3.1.1 同步發(fā)電機的基本方程、參數和等值電路　　3.1.2 同步發(fā)電機穩(wěn)態(tài)運行方程、相量圖和等值電路　　3.1.3 基本方程的拉普拉斯運算形式和運算電路　　3.1.4 同步發(fā)電機的正序電抗和等值電路　　3.1.5 同步發(fā)電機的負序和零序電抗　　3.1.6 發(fā)電機繞組的對地電容　　3.1.7 異步電動機的負序和零序電抗　3.2 變壓器參數　　3.2.1 變壓器的正序（負序）電抗和等值電路　　3.2.2 雙繞組變壓器的零序電抗和等值電路　　3.2.3 三繞組變壓器的零序電抗和等值電路　　3.2.4 自耦變壓器的零序電抗和等值電路　　3.2.5 變壓器的入口電容和等效電感　習題第4章 暫態(tài)網絡分析儀（TNA）　4.1 概述　4.2 電源與發(fā)電機的模擬　4.3 變壓器與電抗器的模擬　4.4 輸電線路（電纜）的模擬　4.5 開關的模擬　4.6 避雷器的模擬　4.7 其他元件　4.8 實例　習題第5章 網格法第6章 電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)分析第7章 道梅爾—白日朗法研究電磁暫態(tài)計算實例附錄 同步電機的標么值參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　我國l974年在西北地區(qū)建成劉（家峽）-天（水）-關（中）首條330 kV輸電線路，l981年建成平（頂山）-武（昌）第一條500 kV線路，與世界上其他發(fā)展中國家相比，我國電力工業(yè)的發(fā)展是很快的，特別在近20余年內尤為如此。目前330 kV輸變電系統(tǒng)已經在我國西北地區(qū)形成主網，而我國其他地區(qū)為500 kV電網所覆蓋。2005年西北地區(qū)建設的第一條750 kV線路已投入運行，交流1000 kV和直流±800 kV輸電系統(tǒng)正在積極推進中，這是世界上最高電壓等級的輸電系統(tǒng)，可以預見，在今后的5～10年中，我國的超、特高壓輸電技術將會得到進一步的發(fā)展?！　‰娏ο到y(tǒng)電壓等級的提高，意味著設備絕緣水平的提升。電力系統(tǒng)的絕緣包括發(fā)電廠、變電所電氣設備的絕緣及線路的絕緣。它們在運行中除承受正常運行時的工作電壓外，還將承受各類過電壓，如工頻過電壓、操作過電壓及雷電過電壓。通常情況下，由于電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)產生的過電壓在確定絕緣水平中起著決定性的作用?！　∫环矫?，隨著電力系統(tǒng)電壓等級的提高，輸變電設備絕緣部分的投資占設備總投資的比重越來越大；另一方面，由于系統(tǒng)電壓等級的提高，輸送容量的增大，一旦出現故障，將造成巨大的損失，因此，在超高壓系統(tǒng)中，絕緣配合的問題尤為重要?！　?.1.1　電力系統(tǒng)過電壓　　輸電線路穿過平原、山區(qū)，跨越江河湖泊，遇到的地理條件和氣象條件各不相同，只要這些地區(qū)有雷電活動，遭受雷擊的機會就會發(fā)生（直擊雷），根據電磁理論，即使雷落在輸電線路附近，也會在導線上形成過電壓（感應雷）。

編輯推薦

　　《電力系統(tǒng)過電壓計算（第2版）》是一部關于過電壓計算的研究生用書，內容涉及輸電線路參數、變壓器和旋轉電機參數、暫態(tài)網絡分析儀、網格法、電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)分析、道梅爾白月朗法研究電磁暫態(tài)計算實例等，適合研究生相關專業(yè)學生學習。

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