电能转换与传输——基于计算机的交互式方法

作者简介

本书提供关于电力传输、发电和应用方面基本知识的相关资料。全书共分11章，分别为电力系统、发电站、单相电路、三相电路、输电线与电缆、机电能量转换、变压器、同步电机、感应电机、直流电机及电力电子与电机控制。

本书附录提供了人工计算分析方法和基于利用计算机软件Mathcad、MATLAB以及PSpice计算来分析和解决问题的方法。

原书第2版是针对电能的转换和传输对当前环境产生的影响，并联系当前的工业发展而进行的全新修订。

本书的阅读对象是电气及相关专业本科生和教师，也可作为电气及相关专业工程师的参考用书。

书籍目录

译者序

原书前言与致谢

第1章电力系统1

11电网2

111输电系统4

112配电系统5

12传统输电系统6

121变电站组成7

122变电站和设备8

123气体绝缘开关设备15

124电力系统稳态运行17

125电力系统动态运行(瞬态情况)17

13传统配电系统18

131配电馈线18

132住宅电气连接20

14智能电网22

141智能高压输电系统23

142智能配电网24

15练习24

16习题25

第2章发电站26

21火力发电厂29

211燃料储藏与处理29

212蒸汽锅炉30

213涡轮机36

214发电机与电气系统37

215燃气涡轮机41

216联合循环发电厂41

22核电厂42

221核反应堆43

222压水反应堆46

223沸水反应堆47

23水力发电厂48

231低水头水电厂51

232中与高水头水电厂52

233抽水蓄能设施54

24风力发电厂55

25太阳能发电厂57

251光伏发电57

252太阳能热电厂61

26地热发电厂62

27海洋发电63

271海洋潮汐64

272海流65

273海浪65

274海洋热能66

28其他发电66

29电能经济性67

291运营和维护成本68

292燃料成本68

293固定资本成本69

294总成本70

210负荷特性与预测71

211环境因素73

212练习74

213习题75

第3章单相电路77

31电路分析基础77

311基本概念与术语77

312电压与电流相量78

313功率79

32交流电路80

33阻抗82

331串联85

332并联85

333阻抗计算实例88

34负载92

341功率因数94

342电压调整率97

35基本定律与分析方法98

351基尔霍夫电流定律98

352基尔霍夫电压定律102

353戴维南定理与诺顿定理106

36单相电路分析应用106

37小结115

38练习116

39习题117

第4章三相电路120

41三相分量120

42星形联结发电机125

43星形联结负载128

431对称星形联结负载（四线制系统）129

432不对称星形联结负载（四线制系统）130

433三线制星形联结负载132

44三角形联结电路134

441三角形联结发电机134

442对称三角形联结负载135

443不对称三角形联结负载137

45小结138

46三相功率测量143

461三相四线制电路144

462三相三线制电路144

47标幺值146

48对称分量150

481相序分量的相电压计算150

482相电压的相序分量计算151

483负载阻抗的相序分量151

49应用实例155

410练习168

411习题168

第5章输电线与电缆171

51结构172

52输电线的组件178

521杆塔和杆塔基础178

522导线178

523绝缘子181

53电缆184

54输电线的电气参数185

55输电线电磁场188

551磁场能量190

552单个导线产生的磁场190

553复数空间矢量的数学运算193

554三相输电线产生的磁场194

56输电线电感199

561外部磁通量199

562内部磁通量200

563导体的总磁通量202

564三相导线电感202

57输电线电容206

571电场的产生206

572导线周围的电场208

573三相输电线产生的电场212

574三相输电线电容225

58输电线网络227

581对称系统的等效回路227

582长距离输电线229

59传输线保护234

591输电线故障234

592保护方法236

593熔断保护237

594过电流保护237

595远程保护239

510应用实例240

5101Mathcad实例240

5102PSpice：输电线中的暂态短路电流251

5103PSpice：输电线通电254

511练习256

512习题257

第6章机电能量转换261

61磁路261

611磁路理论262

612磁路分析264

613磁场能量268

614磁化曲线269

615磁化曲线模型272

62磁场和电场产生的力278

621电场产生的力278

622磁场产生的力279

63机电系统283

631电场284

632磁场285

64电磁力的计算286

65应用290

651驱动器290

652换能器293

653永磁铁电动机和发电机299

654微机电系统300

66小结303

67练习303

68习题304

第7章变压器309

71结构309

72单相变压器314

721理想变压器315

722实际变压器322

723变压器等效电路参数的确定328

73三相变压器335

731-联结337

732-△联结340

733△-联结343

734△-△联结344

735小结344

736三相变压器分析344

737三相变压器等效电路的参数350

738计算变压器参数的通用程序353

739应用实例356

7310变压器保护的概念366

74练习369

75习题370

第8章同步电机373

81结构373

811隐极转子发电机374

812凸极转子发电机377

813励磁机379

82工作原理381

821主旋转磁场381

822电枢磁通383

83发电机的应用386

831负载386

832无功功率调节386

833同步并网387

834静态稳定性388

84感应电动势和电枢反应电抗的计算399

841感应电动势的计算400

842电枢反应电抗的计算406

85发电机保护414

86应用实例418

87练习438

88习题439

第9章感应电机443

91简介443

92结构444

921定子445

922转子447

93三相感应电动机448

931工作原理448

932等效电路453

933电动机的运行状况455

934电动机的最大输出456

935运行分析458

936电动机参数的试验确定466

94单相感应电动机485

941工作原理485

942单相感应电动机的运行分析489

95感应发电机495

951感应发电机的分析496

952双馈感应发电机498

96电动机保护概述499

97练习501

98习题503

第10章直流电机507

101结构507

102工作原理510

1021直流电动机510

1022直流发电机513

1023等效电路515

1024励磁方式516

103运行分析518

1031他励电机519

1032并励直流电机523

1033串励直流电动机530

1034小结535

104应用实例536

105练习550

106习题551

第11章电力电子与电机控制553

111直流电机控制的概念553

112交流感应电机控制的概念556

113半导体开关562

1131二极管562

1132晶闸管564

1133门极关断晶闸管569

1134金属氧化物半导体场效应晶体管571

1135绝缘栅双极型晶体管571

1136小结572

114整流器572

1141简单不可控二极管整流器572

1142单相可控整流器583

1143触发和缓冲电路597

1144三相整流器600

115逆变器601

1151脉冲宽度调制的电压源逆变器603

1152有源可控晶闸管逆变器606

1153高压直流输电609

116柔性交流输电610

1161静态无功补偿器610

1162静止同步补偿器613

1163可控晶闸管串联电容615

1164统一的潮流控制器616

117DC-DC变换器618

1171升压变换器618

1172降压变换器623

118应用实例626

119练习639

1110习题639

附录643

附录AMathcad介绍643

A1工作表和工具栏644

A11文本区644

A12计算646

A2函数648

A21迭代计算650

A22定义一个函数650

A23绘制函数651

A24最小和最大函数值652

A3方程求解器653

A31根方程解算器653

A32找出方程的求解器653

A4矢量和矩阵654

附录BMATLAB介绍656

B1桌面工具657

B2运算符、变量和函数658

B3矢量和矩阵659

B4冒号运算符660

B5方程的迭代估算661

B6绘图661

B7基本的程序设计664

附录C基本单位和常数665

C1基本单位665

C2基本的物理常数669

附录DPSpice介绍669

D1获取并安装PSpice软件670

D2PSpice软件的使用方法670

D21创建电路670

D22电路仿真671

D23分析仿真结果673

答案675

参考文献682

内容概要

George G.Karady: 1960年取得布达佩斯工业经济大学电力工程博士学位；1996年取得布达佩斯工业经济大学荣誉博士学位；现任美国亚利桑那州立大学咸湖项目主讲教授。

Keith E.Holbert:田纳西州大学核工程博士；现为美国亚利桑那州立大学电子工程、计算机及能源工程学院原子能发电项目负责人；也是注册专业工程师和IEEE的会员。

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