暫態(tài)過程

通常，根據(jù)引起機電暫態(tài)過程的干擾的大小程度和過程的進行情況，可以把機電暫態(tài)過程概括地分為三種類型：

第一種類型，是指由于大的干擾（如短路和短路切除等）所引起的大幅度的功率、電流和電壓等的變化，而同時機組轉速卻變化不大（相對的說）的過程。這種類型，一般稱為“動態(tài)穩(wěn)定”。其實，準確同步和發(fā)電機轉子圍繞同步轉速呈較大幅度的擺動等過程，也屬于這類范疇。

第二種類型，是指系統(tǒng)中出現(xiàn)極其微小的擾動、機組轉子對它的穩(wěn)定的運行位置稍有偏移、功率、電流、電壓特別是機組轉速僅有非常微小變化的情況而說的。所謂“靜態(tài)穩(wěn)定”問題，就是這種類型。系統(tǒng)中機組的微小振蕩或擺動、自動調節(jié)裝置在正常情況下工作性能的研究和它在系統(tǒng)中穩(wěn)定工作條件的確立，也屬于這類范疇。

第三種類型，是指功率變化大、轉速變化也大的情況而說的，像機組的起動和制動，系統(tǒng)中同步機的異步運行、再同步、自同步以及非同步重合閘等，都屬于這類過程。

波過程

與運行操作（如開關動作）及雷擊時的過電壓有關，涉及電流、電壓波的傳播。其過程最為短暫，數(shù)量級屬微秒~毫秒級別。而高電壓工程將這一過程作為研究對象。

電磁暫態(tài)過程

與短路（斷線）等故障有關，涉及工頻電流、工頻電壓幅值隨著時間的變化。維持時間較波過程略長，數(shù)量級屬毫秒~秒級別。而故障分析將這一過程作為研究對象。

機電暫態(tài)過程

與系統(tǒng)震蕩、穩(wěn)定性破壞、異步運行等有關，涉及發(fā)電機組功率角、轉速、原動機功率、系統(tǒng)頻率、電壓等隨著時間變化。其過程持續(xù)時間較長，數(shù)量級屬秒~分鐘級別。而穩(wěn)態(tài)分析將這一過程作為研究對象。

電力系統(tǒng)的電磁暫態(tài)過程取決于電力系統(tǒng)中的各元件——發(fā)電機、變壓器、線路、電動機等電磁暫態(tài)過程。我們可以認為發(fā)電機的電磁暫態(tài)過程左右了電力系統(tǒng)的電磁暫態(tài)過程，由有源元件決定。2100433B

當一個自感與電阻組成LR電路，在0突變到u或u突變到0的階躍電壓的作用下，由于自感的作用，電路中的電流不會瞬間突變；與此類似，電容和電阻組成的RC電路在階躍電壓的作用下，電容上的電壓也不會瞬間變化。這些都是暫態(tài)過程。

暫態(tài)過程一般時間很短，但這一過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象卻很重要。某些電氣設備由于開關操作所引起的暫態(tài)過程，可能出現(xiàn)比穩(wěn)態(tài)時大數(shù)倍至數(shù)十倍的電壓或電流，從而威脅電氣設備和人身安全，因此在設計中要考慮到暫態(tài)過程的影響。另外，在電子電路中，暫態(tài)過程往往又有各種巧妙的應用。

在含有電容或電感的電路兩端，電壓發(fā)生突變時，電路中的電流從初始值變化到趨于穩(wěn)定。電路具有暫態(tài)過程的特性叫做電磁慣性。暫態(tài)過程所經(jīng)歷的時間叫做電路的時間常數(shù)。時間常數(shù)可以表示電路電磁慣性的強弱。對于由電阻R和電感L串聯(lián)的電路，在通電時，電流強度從零增加到某一穩(wěn)定值，斷電時，電流強度從某值降為零，所用的時間常數(shù)均為τ=L/R對于電阻R和電容C串聯(lián)的電路，相應的時間常數(shù)則為τ=RC利用電路暫態(tài)過程的特性，可以制成時間繼電器。

電力系統(tǒng)正常運行的時候處于穩(wěn)定狀態(tài)。各種擾動造成了電力系統(tǒng)進入暫態(tài)。如停電等就是電力系統(tǒng)事故。引起電力系統(tǒng)中事故的擾動有多種，最常見的是短路故障。如系統(tǒng)內的元件（發(fā)電機、變壓器、線路、電動機）上發(fā)生的不同相之間的或者相與地之間短路故障。

《電力系統(tǒng)暫態(tài)過程》是高等學校電氣工程及其自動化專業(yè)電力系統(tǒng)及其自動化方向的專業(yè)課教材?！峨娏ο到y(tǒng)暫態(tài)過程》包括傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)過程分析和機電暫態(tài)過程分析的基本知識，同時為服務于已具有特高壓、大電網(wǎng)的我國電力系統(tǒng)，添加了對特高壓交流遠距離輸電所特有的短路暫態(tài)分量的分析和功率輸送的分析，以及近年頗受關注的電壓穩(wěn)定性分析的相關知識。《電力系統(tǒng)暫態(tài)過程》既可供高等學校電力類有關專業(yè)師生使用，也可供從事電力系統(tǒng)工作的工程技術人員參考。

前言

第一章

同步發(fā)電機突然三相短路的分析

第一節(jié) 短路的一般概念

第二節(jié) 同步發(fā)電機突然三相短路后的物理過程及短路電流的近似分析

第三節(jié) 同步發(fā)電機的基本方程

第四節(jié) 同步發(fā)電機的暫態(tài)參數(shù)和等效電路

第五節(jié) 同步發(fā)電機的次暫態(tài)參數(shù)和等效電路

第六節(jié) 同步發(fā)電機的三相短路電流

第七節(jié) 基本方程的拉普拉斯運算形式

第八節(jié) 自動調節(jié)勵磁裝置對短路電流的影響

思考題與習題

第二章

電力系統(tǒng)故障的計算機算法

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 電力系統(tǒng)故障計算的等效網(wǎng)絡

第三節(jié) 對稱短路計算

第四節(jié) 簡單不對稱故障計算

第五節(jié) 復雜故障的計算方法

思考題與習題

第三章

特高壓交流遠距離輸電線路的短路暫態(tài)過程

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 各種暫態(tài)分量的基本分析

第三節(jié) 用拉普拉斯運算法計算三相短路暫態(tài)過程

第四節(jié) 用拉普拉斯運算法計算不對稱短路暫態(tài)過程

思考題與習題

第四章

電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的基本概念和各元件的機電特性

第一節(jié) 電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的基本概念

第二節(jié) 同步發(fā)電機組的機電特性

第三節(jié) 發(fā)電機勵磁系統(tǒng)與原動機系統(tǒng)的數(shù)學模型

第四節(jié) 負荷特性

思考題與習題

第五章

電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性

第一節(jié) 簡單電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性

第二節(jié) 簡單電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性分析的小干擾法

第三節(jié) 自動調節(jié)勵磁系統(tǒng)對靜態(tài)穩(wěn)定性的影響

第四節(jié) 實際電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性分析

第五節(jié) 提高系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的措施

思考題與習題

第六章

電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性

第一節(jié) 電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性概述

第二節(jié) 簡單電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析

第三節(jié) 發(fā)電機組轉子運動方程的數(shù)值解法

第四節(jié) 發(fā)電機組自動調節(jié)系統(tǒng)對暫態(tài)穩(wěn)定性的影響

第五節(jié) 復雜電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性分析

第六節(jié) 電力系統(tǒng)異步運行的概念

第七節(jié) 提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的措施

思考題與習題

第七章

特高壓交流遠距離功率輸送

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 長線的穩(wěn)態(tài)方程

第三節(jié) 沿長線的功率傳送

第四節(jié) 提高遠距離輸電線路的功率極限和改善運行特性的措施

思考題與習題

第八章

電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 簡單電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性分析

第三節(jié) 電壓穩(wěn)定性分析方法

第四節(jié) 提高電壓穩(wěn)定性的措施

思考題與習題

參考文獻

……2100433B

前言

緒論

第一部分 電磁暫態(tài)分析的理論基礎

第一章　集中參數(shù)電路中的暫態(tài)過程

第一節(jié)　電感性電路中的暫態(tài)過程

第二節(jié)　電容性電路中的暫態(tài)過程

第三節(jié)　振蕩電路中的暫態(tài)過程

小結

習題

第二章　長線路中的暫態(tài)過程

第一節(jié)　波沿均勻無損耗單導線線路的傳播

第二節(jié)　行波的折射與反射

第三節(jié)　波通過串聯(lián)電感和并聯(lián)電容

第四節(jié)　行波的多次折射與反射（網(wǎng)格法）

第五節(jié)　波沿平行多導線系統(tǒng)的傳播

第六節(jié)　長線路中波的衰減和變形

小結

習題

第三章　變壓器和電機繞組內的暫態(tài)過程

第一節(jié)　 直角波電壓作用于變壓器繞組的暫態(tài)過程

第二節(jié)　沿輸電線路侵入的電壓波作用于變壓器繞組的暫態(tài)過程

第三節(jié)　變壓器繞組的內部保護

第四節(jié)　沖擊電壓在變壓器繞組間的傳遞

第五節(jié)　旋轉電機繞組內的暫態(tài)過程

小結

習題

第二部分　雷電過電壓

第四章　雷電參數(shù)及防雷設施

第一節(jié)　雷電及其危害

第二節(jié)　雷電參數(shù)

第三節(jié)　避雷針和避雷線的保護范圍

第四節(jié)　避雷器與電子設備防雷保護器件

第五節(jié)　接地裝置

小結

習題

第五章　輸電線路的防雷保護

第一節(jié)　輸電線路的感應雷過電壓

第二節(jié)　輸電線路的直擊雷過電壓

第三節(jié)　輸電線路的耐雷水平與雷擊跳閘率

第四節(jié)　高桿塔輸電線路的雷電過電壓

第五節(jié)　輸電線路的防雷措施

小結

習題

第六章　發(fā)電廠和變電站的防雷保護

第一節(jié)　發(fā)電廠和變電站的直擊雷保護

第二節(jié)　變電站的侵入波防護

第三節(jié)　變電站的進線段保護

第四節(jié)　變壓器的中性點和配電變壓器的防雷保護

第五節(jié)　GIS變電站的防雷保護

第六節(jié)　旋轉電機的防雷保護

第七節(jié)　微電子設備的防雷保護

小結

習題

第三部分　內部過電壓

第七章　 電力系統(tǒng)中的工頻過電壓

第一節(jié)　空載長線路的電容效應

第二節(jié)　不對稱接地引起的工頻過電壓

第三節(jié)　甩負荷引起的工頻過電壓

小結

……

第四部分　電力系統(tǒng)絕緣配合 2100433B