电力系统暂态分析第三版PDF电子书免费下载

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标签:电力系统(683)继电器(1775)变压器(3285)

  电力系统是由发电机、变压器、输电线路、用电设备(负荷)组成的网络,它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互连元件可以分为两类:一类是电力元件,它们对电能进行生产(发电机)、变换(变压器、整流器、逆变器)、输送和分配(电力传输线、配电网)、消费(负荷);另一类是控制元件,它们改变系统的运行状态,如同步发电机的励磁调节器、调速器以及继电器等。电力系统的运行状态由运行参量来描述,或者说运行参量定量地确定系统的运行状态。运行参量包括功率、电压、电流、频率以及电动势相量间的角位移等等。系统元件参数由系统元件的物理性质决定,代表元件的特性,如电阻、电抗、电导、输入阻抗和转移阻抗、变压器变比、时间常数和放大倍数等。系统元件参数直接影响运行参量的大小。电力系统的运行状态有两种,即稳态和暂态。当电力系统处于稳态时,严格地说,其运行参量并不是常量,而是持续地在某一平均值附近变化的量,但这种变化是很小的,因而实际上可以认为运行参量是常量。有关电力系统稳态运行中的问题,在《电力系统稳态分析》一书中讲授,不是本书的讲述范围。

  电力系统在运行中常常受到各种突然的扰动,这些扰动使电力系统处于暂态过程之中,这时运行参量可能发生较大的变化。暂态过程中运行参量的变化可能会造成对系统的危害。例如:由于断路器操作引起的过电压可能会危及设备的绝缘;短路故障引起比正常电流大得多的短路电流,其热效应也可能损坏设备,而且短路故障改变了网络结构,因而改变了各发电机的输出功率,造成各发电机组输入功率和输出功率不平衡,有可能引起发电机组互相失去同步等等。因此,必须对电力系统的各种暂态过程进行分析研究,以确保电力系统安全运行。值得注意的是,电力系统是一个统一体,在暂态过程中各种运行参量都在变化,互相影响,互相制约。

  电力系统中的转动元件,如发电机和电动机,其暂态过程主要是由于机械转矩和电磁转矩(或功率)之间的不平衡而引起,通常称为机电过程。在变压器、输电线等元件中,由于并不牵涉角位移、角速度等机械量,故其暂态过程称为电磁过程。如前所述,电力系统受到扰动后,各种暂态过程是同时进行的,但实践证明,我们可以针对需要解决的实际工程技术问题,采用一些合理的假设,忽略一些互相影响的因素,抓住过程中的主要矛盾进行研究。这样不仅便于研究,更重要的还在于能够更好地掌握过程的本质。

  本课程的主要研究对象是交流电力系统中发生短路故障后的电磁暂态过程以及电力系统受到各种扰动后的机电暂态过程(稳定问题),这是电力系统中普遍遇到的问题,是本专业学生必须掌握的。研究电磁暂态过程的重点在于分析短路故障后电网中电流、电压的变化,在一般情况下可以不计发电机组间角位移的变化(即各发电机组转速不变),这是因为机械运动过程比电磁过程要慢得多。稳定问题的重点在于分析发电机组转子运动规律,可以对一些电磁运行参量的变化规律作某些近似的假设。有关雷电及操作引起的输电线路及变电所中电磁暂态过程的问题,由高电压工程的有关书籍讨论。

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