電力計算手冊(原書第4版)
作 者: (美)H.韋恩,比特
出版時間: 2019
內容簡介
本書是一本關于電力工程的計算手冊,風格以實用為主,包含了大量的算例和詳盡的解算過程。全書共24章,分別是基礎網絡分析、測量儀表、直流電動機和發電機、變壓器、三相感應電動機、單相電動機、同步電機、電力生產、架空輸電線路和地埋電纜、電力網絡、電力系統潮流分析、電力系統控制、短路計算、系統接地、電力系統保護、電力系統穩定、熱電聯產、固定型電池、電力能源經濟模型、照明設計、電力電子、可再生能源、電能質量、智能電網。本書可作為從事電力系統設計、研究和分析的工程師和研究人員的參考書,對高等院校電力系統專業的本科生和研究生也有較高的參考價值。
目錄
譯者序
原書前言
第1章基礎網絡分析
11直流串并聯網絡分析
12直流網絡的支路電流分析法
13直流網絡的網孔分析法
14直流網絡的節點分析法
15利用疊加定理求解直流網絡
16利用戴維南定理求解直流網絡
17利用諾頓蒂尼求解直流網絡
18平衡的直流橋網絡
19不平衡的直流橋網絡
110正弦波分析
111方波分析
112偏移波分析
113由一個直流電壓源和一個交流電壓源串聯組成的非正弦輸入的電路響應
114串聯RLC電路的交流穩態分析
115并聯RLC電路交流穩態分析
116交流串并聯網絡分析
117交流電路的功率分析
118有功功率因數和和無功功率因數分析
119功率因數校正
120交流電路的最大傳輸功率
121平衡Y-Y連接系統分析
122平衡 Δ- Δ 連接系統分析
123積分電路對方波的響應
124參考文獻
第2章 測量儀表
21簡介
22電壓測量
23電流測量
24利用單相功率表進行功率測量
25利用三相功率表進行功率測量
26無功功率測量
27有功功率因數測量
28電能計量
29電力最大需量測量
210非電量測量
211參考文獻
第3章直流電動機和發電機
31用于轉速和電壓測量的直流測速發電機
32從空載飽和曲線獲得他勵直流發電機的額定工況
33復勵直流發電機的輸出條件計算
34直流發電機中產生平復勵的串勵增磁計算
35直流發電機中間極繞組的計算
36直流電機補償繞組的設計
37自勵直流發電機定子繞組和電樞繞組的電阻計算
38直流并勵發電機的效率計算
39他勵直流電動機的轉矩和效率計算
310直流并勵電動機手動起動器的設計
311選擇直流電動機時對工作周期的考慮
312直流并勵電動機電樞反應的計算
313他勵直流電動機動力制動
314直流電動機的三相晶閘管整流器(SCR)驅動
315根據電樞電流和空載飽和曲線確定并勵直流電動機轉速
316直流電動機的斬波驅動
317并勵直流電動機反電動勢自動起動器的設計
318參考文獻
第4章 變壓器
41變壓器電壓比分析
42升壓變壓器分析
43變壓器帶載分析
44阻抗匹配變壓器的選擇
45多繞組變壓器的性能
46三繞組變壓器的阻抗變換
47二次側有抽頭的變壓器選擇
48變壓器特性與性能
49帶感性負載的變壓器性能分析
410帶容性負載的變壓器性能分析
411變壓器電壓調整率的計算
412變壓器效率的計算
413變壓器最大運行效率分析
414全天效率計算
415帶周期性負載的變壓器選擇
416短路狀態下的變壓器分析
417利用開路及短路實驗計算變壓器等效電路參數
418升壓自耦變壓器的性能(降/升壓變壓器運行在升壓模式)
419 D -Y聯結的三相變壓器組作為發電機升壓變壓器的分析
420開口D-Y系統的性能
421Scott接線系統分析
422參考文獻
第5章三相感應電動機
51簡介
52等效電路
53等效電路參數的計算
54性能特征
55反向制動
56制動
57自耦變壓器起動
58串電阻起動
59串電抗起動
510串并聯起動
511多級起動
512轉速控制
513線電壓控制
514頻率控制
515電動機起動及轉速控制選擇
516恒負載電動機的選擇
517變化負載電動機的選擇
518參考文獻
第6章單相電動機
61根據空載試驗和堵轉試驗確定單相感應電動機等效電路
62單相感應電動機的轉矩和效率計算
63根據單相感應電動機等效電路確定輸入條件和內部產生的功率
64根據單相感應電動機近似等效電路計算輸入條件和內部產生功率
65根據單相感應電動機等效電路計算損耗和效率
66電容電動機起動轉矩計算
67電阻起動分相電動機的起動轉矩
68隱極電動機的損耗及效率
69磁阻電動機的同步轉速及產生的轉矩
610磁阻電動機平均機械功率的最大值
611小功率電動機最大轉矩-轉速關系
612推斥電動機的勵磁繞組及電樞繞組設計
613通用電動機的機械功率及交/直流轉矩比較
614單相串勵電動機(通用)等效電路以及相量圖
615參考文獻
第7章 同步電機
71標幺制的基準值
72d軸電抗標幺值
73q軸電抗標幺值
74開路時間常數標幺值
75短路時間常數標幺值
76穩態相量圖
77發電機容量曲線
78發電調整
79發電機短路比
710輸出的有功功率和功率因數
711發電機的發電效率
712同步功率系數
713發電機接地變壓器和電阻
714功率因數的改善
715參考文獻
第8章 電力生產
81主要參數確定
82電力發電機組優化
83年容量因子
84年固定費率
85燃料成本
86平均凈熱耗率
87篩選曲線的構建
88不同時和同時最大預測年負荷
89必要的備用容量裕度規劃
810商業可用的系統額定容量
811水力發電站
812發電廠擴建規劃中使用的大型機組和電廠的額定值
813發電系統擴展計劃的備選方案
814安裝機組的發電機額定容量
815優化電廠設計
816年運行與維護成本相對于安裝資金成本
817熱耗率與投資成本和/或年運行與維護成本
818替代燃料成本
819容量懲罰
820參考文獻
第9章 架空輸電線路和地埋電纜
91簡介
92導體電阻
93單根導體輸電線路電感
94兩線輸電線路電感
95兩線輸電線路感抗
96多股絞線輸電線路電感
97三相輸電線路電感
98三相線路的單相感抗
99多導線輸電線路的電感
910多導線輸電線路的感抗
911分裂輸電線路的感抗
912查表法計算感抗
913互感磁鏈的影響
914考慮大地回路修正項的多導線輸電線路的感抗
915三相輸電線路感性序阻抗
916管道或者溝渠中電纜的感抗
917計及大地回路修正項的多芯地埋電纜感抗
918三相地埋電纜的感性序阻抗
919輸電線路的充電電流和容性無功功率
920兩線輸電線路的電容
921兩線輸電線路的容抗
922三相輸電線路的電容
923三相輸電線路單相容抗
924多導線輸電線路的容性電納
925三相輸電線路容性序電納
926與地埋電纜相關的容性電納
927有功功率-頻率特性研究用輸電線路模型
928有功功率-頻率特性研究用中等長度輸電線路模型
929有功功率-頻率特性研究用長輸電線路模型
930復功率
931波阻抗負荷
923參考文獻
第10章電力網絡
101電力系統表示方法:發電機、電動機、變壓器和線路
102求解三相問題的標幺制
103三相短路計算的標幺基準值
104改變標幺量的基準值
105Y-d和D-y轉換
106三繞組變壓器的標幺電抗
107復功率計算
108利用燈泡檢測電壓相序
109三相平衡系統的總功率
1010并聯變壓器之間的負載分配
1011Y-d變壓器組的相位移
1012有功功率、無功功率、視在功率以及功率因數的計算
1013功率圖
1014利用靜態電容器改善功率因數
1015利用三相同步電動機改善功率因數
1016雙繞組變壓器連接為自耦變壓器的功率計算
1017兩表法測量三相負載功率
1018開口三角變壓器的運行
1019三相電動機與平衡三角接線負載并列運行時的有功功率和無功功率
1020參考文獻
第11章
111引言
112術語
113潮流方程的推導
114電力系統潮流計算
115利用高斯-塞得爾法進行電力系統潮流求解
116高斯-塞得爾法潮流計算示例
117牛頓-拉夫遜法(N-R)進行潮流計算
118應用N-R法求解電力系統潮流方程
119牛頓-拉夫遜法(N-R)求解示例
1110利用快速解耦(F-D)法進行電力系統潮流計算
1111快速解耦法求解示例
1112結束語
1113 參考文獻
第12章 電力系統控制
121前言
122 電力系統控制
123電力系統控制的目的
124控制手段的分類
125正常運行方式下控制設計的假設
126在管制電力工業中的分層控制
127在電力工業變化中的電力系統控制
128結論
129參考文獻
第13章 短路計算
131由短路試驗確定變壓器電壓調整
132單相變壓器滿負荷時端電壓計算
133三相平衡電路的電壓及電流計算
134三相短路電流計算
135次暫態、暫態及同步短路電流
136不平衡三相電路功率
137序分量的計算
138相量運算符J及a 的性質
139利用序分量計算復功率
1310不同相序的電抗及阻抗
1311兩相短路計算
1312發電機、變壓器及輸電線路的零序電抗
1313單相接地短路計算
1314電動機提供的次暫態電流和斷路器的選擇
1315感應電動機的起動電流
1316感應電動機短路電流
1317利用矩陣方程及矩陣轉置計算母線電壓
1318輸電線潮流和ABCD常數
1319參考文獻
第14章系統接地
141接地的目的
142定義
143基本計算過程
144背景
145接地電極垂直電極電阻的估算
146復雜接地電極系統電阻/阻抗估算
147電極系統(接地網)地電位上升估算
148結論
149計算機建模軟件
1410參考文獻
第15章電力系統保護
151簡介
152電流互感器的連接和尺寸
153輻射型配電網的帶時限過電流保護
154差動保護
155階段式距離保護
156小型電動機保護
157數字保護基礎
158先進的數字通信
159總結
1510參考文獻
第16章電力系統穩定
161簡介
162動態建模及仿真
163暫態穩定分析
164單機無窮大系統仿真示例
165程序自動化
166暫態穩定設計準則的選擇
167暫態穩定輔助措施
168低頻減載方案的選擇
169穩態穩定性分析
1610電壓穩定性分析
1611大規模動態仿真數據的準備
1612勵磁及發電機模型的驗證
1613直接數據驅動的穩定性分析
1614參考文獻
第17章 熱電聯產
171簡介
172汽輪機級的功率輸出
173發電機和機械損耗
174鍋爐給水泵和冷凝水泵的功率損耗
175總功率和凈功率輸出
176熱耗和燃料消耗
177熱損耗
178給水加熱器的熱平衡
179基于燃氣輪機的熱電廠
1710熱電聯產模式中燃氣輪機的輸出和熱損耗
1711STCP和GTCP的比較分析
1712參考文獻
第18章 固定型電池
181電池的選擇
182額定容量
183C率
184直流系統電池放電終止電壓計算
185確定電池容量的方法——恒電流法
186確定電池容量的方法——恒功率法
187恒功率負載電流的確定
188正極板數量
189放電特性
1810Fan曲線的使用
1811S曲線的使用
1812K因子的使用
1813電壓下降——鎳鎘電池浮充
181448V系統電池數量
1815125V及250V直流系統電池單元數量
1816鎳鉻電池單元的選擇
1817負載曲線
1818隨機負載曲線
1819第一分鐘內負載
1820單一負載曲線電池容量
1821多負載曲線電池容量設計
1822安時容量
1823恒功率法進行電池容量計算