配電系統(tǒng)建模與分析

第1章 配電系統(tǒng)簡介

第2章 負荷特性

第3章 近似分析方法

第4章 架空和地下線路的阻抗

第5章 架空和地下線路的導納

第6章 配電系統(tǒng)線路模型

第7章 電壓控制

第8章 三相變壓器模型

第9章 負荷模型

第10章 配電饋線分析

第11章 中間抽頭變壓器及二次側線路 2100433B

本書（第3版）反映了配電系統(tǒng)建模和分析領域的最新進展，所描述的方法能夠確保在配電系統(tǒng)計算建模時得到盡可能準確的結果。本書采取了與前兩版相同的簡化方式，清楚地闡釋了配電系統(tǒng)模型后面的數(shù)學原理，同時討論了“智能電網”的概念及其益處。

本書增加了前兩版沒有的重要內容。在前兩個版本中，建立了所有元件的模型，但是很少關注如何將這些模型應用到計算機程序中,以進行配電系統(tǒng)規(guī)劃和實時分析。本書包括了大量的元件模型和一些實例，來演示如何應用和設置計算機程序，幫助工程人員進行配電系統(tǒng)規(guī)劃和運行。

同時，本書增加了一些近似方法,幫助讀者解讀計算機程序反饋的結果，辨別出與實際不符的情況。本書另一個改進是提前介紹了(第4章)改進梯形迭代技術，該方法被應用在大多數(shù)配電網分析程序中，作者解釋了使用該方法的必要性,詳述了改進梯形迭代技術為什么是最強有力的方法，以及如何運用該方法。

正如讀者所期待的那樣，本書在每個主題的后面都有詳盡的總結，提供了一些習題、參考文獻和作業(yè)，幫助讀者應用Mathcad和Windmil軟件將所學到的知識運用到實踐中。本書作為電氣工程專業(yè)學生和工程技術人員非常重要的工具，探索了配電系統(tǒng)建模、仿真和分析領域的前沿進展，確保電能安全可靠地持續(xù)配送。

本書反映了配電系統(tǒng)領域的*新進展。本書描述的方法能夠確保配電系統(tǒng)在計算建模中得到盡可能準確的結果。和前兩版中簡便方法一樣，本書清楚地闡釋了系統(tǒng)模型背后的數(shù)學原理，同時討論了“智能電網”的概念及其帶來的益處。然而，本書添加了前兩版沒有的重要元素。前兩版書中建立了所有元件的模型，但是很少關注如何將這些模型應用到計算機中來進行規(guī)劃和實時分析。本書包含大量的元件模型和一些實際的例子,來演示工程人員如何應用和設置計算機程序以幫助他們規(guī)劃和運行系統(tǒng)。同時，本書增加了些近似方法來幫助讀者解釋計算機程序反饋，以便他們能識別出與實際不符的結果。另外一個改進是本書對修正梯形迭代技術的提前介紹（第4章），該方法用于大多數(shù)配電分析程序，作者解釋了該方法的必要性并且詳述了該方法是如何運用的以及為什么是*強有力的方法。正如讀者所期待，每個主題后都有詳盡的總結，本書提供一些習題、參考文獻和任務來幫助讀者應用Mathcad和Windmil程序將他們所學運用在實踐中。

譯者序

原書前言

致謝

作者

第1章配電系統(tǒng)簡介1

1.1配電系統(tǒng)1

1.2配電變電站1

1.3輻射狀饋線4

1.4配電饋線分布圖5

1.5配電饋線電氣特性7

1.6小結8

第2章負荷特性9

2.1定義9

2.2單個用戶負荷10

2.2.1需求10

2.2.2最大需求10

2.2.3平均需求10

2.2.4負載系數(shù)11

2.3配電變壓器負載12

2.3.1實際需求13

2.3.2最大實際需求13

2.3.3負荷持續(xù)時間曲線13

2.3.4最大非同時需求14

2.3.5差異系數(shù)14

2.3.6需求率16

2.3.7利用率16

2.3.8負荷差異16

2.4饋線負荷16

2.4.1負荷分配16

2.4.1.1差異系數(shù)的應用16

2.4.1.2負荷調查17

2.4.1.3變壓器負荷管理20

2.4.1.4測量饋線的最大需求20

2.4.1.5方法的選擇21

2.4.2利用分配的負荷計算電壓降21

2.4.2.1應用差異系數(shù)21

2.4.2.2根據(jù)變壓器額定功率分配負荷24

2.5小結25

習題25

第3章近似分析方法30

3.1電壓降30

3.2線路阻抗31

3.3K系數(shù)法32

3.3.1Kdrop系數(shù)法32

3.3.2Krise系數(shù)法34

3.4負荷的均勻分布35

3.4.1電壓降35

3.4.2線路損耗37

3.4.3嚴格的集中負荷模型38

3.5集中負荷的幾何分布40

3.5.1矩形40

3.5.2三角形43

3.5.3梯形46

3.6小結50

習題50

參考文獻54

第4章架空和地下線路的阻抗55

4.1架空線路的阻抗55

4.1.1相位變換的三相線路55

4.1.2相位不變換的配電線路56

4.1.3Carson公式57

4.1.4修正的Carson公式59

4.1.5架空線路的初始阻抗矩陣60

4.1.6架空線路的相阻抗矩陣61

4.1.7序阻抗63

4.1.8并列架空輸電線路68

4.2地下線路阻抗70

4.2.1中性線同軸電纜71

4.2.2屏蔽電纜75

4.2.3并列地下配電線路78

4.3小結80

習題81

Windmil作業(yè)83

參考文獻84

第5章架空和地下線路的導納85

5.1一般電壓降方程85

5.2架空線路86

5.3中性線同軸地下電纜91

5.4地下屏蔽電纜94

5.5序導納95

5.6地下線路的導納96

5.7小結97

習題97

Windmil作業(yè)98

參考文獻98

第6章配電系統(tǒng)線路模型99

6.1線路的精確模型99

6.2線路的改進模型104

6.2.1三線制△形聯(lián)結線路105

6.2.2中性線電流和接地電流的計算106

6.3線路的近似模型108

6.4改進梯形迭代法112

6.5并列線路的一般矩陣113

6.5.1物理上并列的線路116

6.5.2電氣上并列的線路120

6.6小結123

習題124

Windmil作業(yè)128

參考文獻128

第7章電壓控制129

7.1標準電壓等級129

7.2兩繞組變壓器理論130

7.3兩繞組自耦變壓器133

7.3.1自耦變壓器的額定值136

7.3.2阻抗標幺值138

7.4分級式調壓器140

7.4.1單相分級式調壓器142

7.4.1.1類型A的分級式調壓器142

7.4.1.2類型B的分級式調壓器143

7.4.1.3常量145

7.4.1.4線路壓降補償器146

7.4.2三相分級式調壓器150

7.4.2.1星形聯(lián)結的調壓器151

7.4.2.2閉合三角形聯(lián)結的調壓器157

7.4.2.3開環(huán)三角形聯(lián)結的調壓器159

7.5小結168

習題168

Windmil作業(yè)172

參考文獻172

第8章三相變壓器模型173

8.1引言173

8.2一般常量矩陣174

8.3△-Y（Y側接地）降壓型接線174

8.3.1電壓174

8.3.2電流178

8.4△-Y（Y側接地）升壓型接線185

8.5Y-△（Y側不接地）降壓型接線187

8.6Y-△（Y側不接地）升壓型接線196

8.7Y-△（Y側接地）降壓型接線197

8.8開Y-開△接線201

8.9Y-Y（Y側均接地）接線205

8.10△-△接線207

8.11開△-開△接線215

8.12戴維南等效電路218

8.13小結220

習題221

Windmil作業(yè)224

第9章負荷模型225

9.1Y型聯(lián)結的負荷225

9.1.1恒有功和無功負荷225

9.1.2恒阻抗負荷226

9.1.3恒電流模型226

9.1.4組合負荷模型226

9.2△型聯(lián)結的負荷228

9.2.1恒有功和無功負荷228

9.2.2恒阻抗負荷229

9.2.3恒電流模型229

9.2.4組合負荷模型229

9.2.5注入△型聯(lián)結負荷的線電流230

9.3兩相和單相負荷230

9.4并聯(lián)電容器230

9.4.1Y型聯(lián)結的電容器組230

9.4.2△型聯(lián)結的電容器組230

9.5三相感應電機231

9.5.1感應電機模型231

9.5.2T形等效電路235

9.5.3轉差率的計算239

9.5.4感應發(fā)電機241

9.6小結242

習題242

Windmil作業(yè)244

參考文獻244

第10章配電饋線分析245

10.1潮流分析245

10.1.1梯形迭代技術245

10.1.1.1線性網絡245

10.1.1.2非線性網絡246

10.1.2一般饋線248

10.1.3不平衡三相配電饋線249

10.1.4改進梯形迭代技術的應用250

10.1.5綜合分析251

10.1.6負荷分配256

10.1.7潮流分析總結257

10.2短路分析257

10.2.1一般原理257

10.2.2短路故障260

10.3小結264

習題264

Windmil作業(yè)266

參考文獻270

第11章中間抽頭變壓器及二次側線路271

11.1中間抽頭的單相變壓器模型271

11.1.1矩陣方程272

11.1.2通過二次側三線制線路為負荷供電的中間抽頭變壓器276

11.2中間抽頭的Y-△（Y側不接地）聯(lián)結變壓器280

11.2.1回代過程方程280

11.2.2前推過程方程283

11.3超前開Y-開△型變壓器接線289

11.4滯后開Y-開△型變壓器接線291

11.5四線制二次側線路293

11.6綜合分析296

11.7小結302

習題302

Windmil作業(yè)303

參考文獻304

附錄305

附錄A導線數(shù)據(jù)305

附錄B地下電纜數(shù)據(jù)