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编辑推荐

适读人群 ：电气工程及其自动化专业的学生和从事输电线路设计与生产运行的工程技术人员
　　本书由加拿大电气工程领域的知名专家撰写
　　本书涵盖了有效设计架空线路的全部知识
　　本书通过理论成果解决了实际问题

内容简介

　　本书的英文原版由电力工程领域的国际专家撰写，全面覆盖了有效设计架空输电线路要求熟知的所有相关知识。书中论述了电网的交流电路与时序电路、交流电力系统的矩阵分析法、输电线路模型、交流电网潮流迭代分析法、对称与非对称故障、电压与潮流控制、交流电网稳定性、高压直流输电(HVDC)、输电线路电场与电晕效应、输电线路雷击特性、输电线路绝缘配合、架空输电线路容量等内容。通过实际案例，阐明了如何应用理论知识解决实际问题的方法。希望本书的翻译能够为我国电气工程及其自动化专业的学生和从事输电线路设计与生产运行的工程技术人员，全面掌握架空输电线路设计与应用的所有相关知识提供一个全面、快捷的途径。

目录

译者序
原书前言
致谢
第1章绪论
1.1电力系统发展历史
1.2现代电力系统结构
1.3现代输电系统的选择
1.4架空输电线路的组成部分
1.5本书结构
1.5.1学习基本目标
1.5.2与工业资源和标准的联系
1.5.3面向水平
1.5.4第1章 绪论
1.5.5第2章 电网的交流电路和序电路
1.5.6第3章 交流电力系统分析的矩阵法
1.5.7第4章 架空输电线路模型
1.5.8第5章 输电线路建模
1.5.9第6章 交流输电线路潮流分析迭代法
1.5.10第7章 对称性故障分析
1.5.11第8章 非对称故障
1.5.12第9章 电压与潮流控制
1.5.13第10章 交流电网的稳定性
1.5.14第11章 高压直流输电系统及柔性输电装置
1.5.15第12章 输电线路的电晕效应及电场效应
1.5.16第13章 输电线路的雷电特性
1.5.17第14章 输电线路绝缘配合
1.5.18第15章 架空线路导线的载流特性
第2章电网的交流电路和序电路
2.1引言
2.2单相电路
2.2.1单相电路功率
2.2.2复功率
2.3三相电路
2.3.1平衡三相电路
2.3.2不平衡三相电路
2.4单线图和单相等效电路描述
2.5标幺制
2.5.1定义
2.5.2标幺制的优点
2.6电力系统元件对称序阻抗
2.6.1对称负载阻抗
2.6.2同步发电机
2.6.3电力变压器
2.6.4传输线
2.7序网络
思考题
参考文献
第3章交流电力系统分析的矩阵法
3.1引言
3.2发电机和阻抗的表示
3.3节点分析法与节点导纳矩阵（Ybus）
3.4回路分析法与节点阻抗矩阵（Zbus）
3.5科龙节点缩减（Kron Reduction）消元法
3.6戴维南等效阻抗与阻抗矩阵Zbus的元素
3.7Zbus的修正
3.8直接构建Zbus的算法
思考题
参考文献
第4章架空输电线路参数
4.1引言
4.2电阻
4.2.1直流电阻
4.2.2交流电阻
4.3电感
4.3.1双线式实心导体
4.3.2应用几何平均半径的复导线
4.3.3等间距三相输电线路
4.3.4不等间距三相输电线路
4.3.5具有导线组的分裂导线输电线路
4.3.6双回路输电线路
4.3.7接地回线
4.4电容
4.4.1双实心导线线路
4.4.2三相导线等间距的输电线路
4.4.3三相导线不等间距的输电线路
4.4.4采用自几何均距（GMR）的分裂导线
4.4.5具有中性线和接地回线的输电线路
4.4.6双回路输电线路
思考题
参考文献
第5章输电线路模型
5.1引言
5.2二端口网络表示输电线路的方法
5.3短输电线路模型
5.4中等长度输电线路
5.5长输电线路
5.5.1采用指数形式表示
5.5.2采用双曲函数形式表示
5.5.3π形等效电路
5.6输电线路潮流分布
5.6.1最大潮流
5.6.2波阻抗负载
5.6.3费兰梯（Ferranti）效应
5.6.4输电线路负载能力
思考题
参考文献
第6章交流输电线路潮流分析迭代法
6.1引言
6.2电力潮流问题
6.3高斯�踩�德尔分析方法
6.4牛顿�怖�夫逊法
6.5解耦牛顿�怖�夫逊潮流功率
6.6快速解耦牛顿�怖�夫逊潮流功率
思考题
参考文献
第7章对称性故障分析
7.1引言
7.2R�睱串联电路故障
7.3连接单台同步发电机的空载线路故障
7.4连接单台同步发电机的带负载线路故障
7.5电网系统故障
7.5.1采用同步发电机电动势计算电网系统故障
7.5.2采用戴维南等效电路计算网络系统故障
7.5.3利用母线节点阻抗矩阵Zbus计算电网系统故障
思考题
参考文献
第8章非对称性故障
8.1引言
8.2非对称性故障的类型
8.3采用序网路互连的故障计算方法
8.3.1单相接地（线对地）短路故障
8.3.2两相或线对线短路（L�睱）故障
8.3.3两相短路接地（L�睱�睪）故障
8.3.4开路故障
思考题
参考文献
第9章电压与潮流控制
9.1引言
9.2无功功率的产生与吸收
9.2.1负载
9.2.2架空输电线路
9.2.3地下电缆
9.2.4电力变压器
9.2.5电容器组
9.2.6并联电抗器
9.2.7同步电机
9.3串联补偿
9.4并联补偿
9.4.1并联电容器
9.4.2并联电抗器
9.5电压控制方法
9.5.1发电机励磁控制系统
9.5.2无功功率注入
9.5.3可调分接头的变压器
思考题
参考文献
第10章交流电网的稳定性
10.1引言
10.2同步电机动力学特性及其转子运动方程
10.3静态稳定性
10.4暂态稳定性
10.4.1等面积法则
10.4.2转子运动方程数值解
10.5提高系统稳定性的措施
10.5.1快速重合闸
10.5.2断路器的单极运行
10.5.3静态稳定性极限的提高
10.5.4快速切除故障
10.5.5快速励磁系统
10.5.6快速调阀
10.5.7HVDC连接
思考题
参考文献
第11章高压直流输电系统及柔性输电装置
11.1引言
11.2高压直流输电的历史
11.3特性与缺陷
11.4换流器

前言/序言

　　原 书 前 言
　　电力系统是有史以来人类所构造的最复杂的系统之一。利用复杂的数学模型，构建、规划和扩展了电力系统，使其满足与服务于日益增长的人口对供电的要求。由20世纪留给我们的这个遗产（即电力系统），一方面为整个21世纪提供经济可靠的电力服务，另一方面也可能遭受越来越多的毁灭性的打击。在过去40年里全球所发生的五次最严重的停电事故中，其中就有三次发生于2000—2010年之间。在美国东北部和加拿大的安大略省，约5500万人口遭遇了2003年8月14日的大停电的影响，而这次事故的起因最初是由高温和低风期间架空输电线路弧垂过大引起的。这个意外偶然事故最终导致欠电压和过电流的稳定性问题，造成256台发电机被系统隔离5min。这次特大停电事故造成的经济损失超过60亿美元。但总体来看，美国每年因电力质量问题所产生的经济损失则是这次大停电事故所造成的经济损失的20倍，即电力质量问题产生的经济损失接近美国国内生产总值的1%。
　　与作者同时代的很多工程师喜欢科幻作品类电视剧中所展现情景的星际旅行。但从几年前的新闻中得知，目前了解虚构概念拖引光束的读者比了解真实电磁概念的读者还多，这多少有点令人不安。作为电工领域的读者，作者想请您参与探讨下面设置的问题，从而测试您对电磁学知识的掌握程度。如果电流同时通过两条并排平行的电线，它们会相互吸引还是相互排斥呢？本着这一目的，许多非专业人士兴奋地阅读了有关相量测量装置的布置以开发情景感知工具，用来对可能导致电力系统崩溃的情况进行早期识别。本书描述了相量是什么，说明了为什么它们在电力系统稳定性分析中是非常关键和敏感的量值，希望本书能够让读者对这些概念有一个清晰的认识，使得它们不再令人晕眩。
　　除了涵盖电力系统电力潮流和稳定性分析外，作者还介绍了与天气有关的架空输电线路故障风险管理相关的问题。本书以简洁的方式介绍这些内容，首先阐述了绝缘配合和发热限值的相关概念，然后将读者引导到工业标准和参考资料上以进一步拓展其知识范围。这些了解有助于帮助读者在工程中更好地利用现有的线路以及设计新的线路为人们服务。
　　本书主题的设计和完善是以作者在魁北克大学希库蒂米分校(UQAC)为工程专业的学生讲课内容为基础的。尽管自20世纪80年代以来，大多数大学的电力工程专业日渐暗淡，而UQAC在魁北克水电局、加拿大政府以及国家科学与工程研究理事会(NSERC)持续和热情的支持下，在该领域的发展迅速并取得卓越成就。
　　作为一名电力工程专业的学生或者爱好者，您有可能成为幸运的少数人之一，接手从2010—2020年预计退休的200000名电力公司员工中的工作。您对用于管理电力基础设施的新的监测技术和通信系统的胜任能力在一定程度上取决于本书在何种程度上帮助您提高技能并激起您的好奇心以了解更多的知识。
　　译者序
　　长期以来国内外一直十分重视和关注输电线路的电气设计。在过去的几十年里，国际上发生了多次严重的大面积停电事故，很多事故的原因很简单，或多或少与电气安全距离有关，如2003年8月14日美国东北部和加拿大的安大略省大停电事故，最初是由高温和低风期间架空输电线路弧垂过大引起的。因此，全面了解和掌握输电线路的电气设计极其重要，输电线路电气特性的有效和安全设计是电网安全运行的基本保障。
　　在2013年8月完成了本书作者的《覆冰与污秽绝缘子》一书的翻译工作后，原著作者就希望能够翻译《架空输电线路电气设计》。当时我认真阅读了英文原著，感觉内容非常丰富，基于作者长期讲课的知识总结，很有参考价值。但是本书包含了输电线路电气设计的所有相关知识，涉及的范围很广，需要时间消化和理解，以免译文与原著大相径庭，加上我自己的教学和科研任务重，所以从着手翻译到完稿花了将近三年的时间。
　　我国高等院校电气工程及其自动化专业一般都开设了电力系统稳态分析、暂态分析、高电压技术、电力电子技术、直流输电等多门课程。由于我国高等院校学生选课采取的选修制，很多电力系统及其自动化专业的学生选课并不全面，因此毕业后对架空输电线路电气设计的相关内容并不全面了解，就像原书中所说“我们同时代的很多工程师喜欢科幻作品类电视连续剧中所展现情景的星际旅行。但从几年前新闻中得知，目前了解虚构概念拖引光束的学生比了解真实电磁概念的学生还多，这多少有点令人不安”。本书最大的特点是以一种快捷、全面、系统的方式阐述了以上多门课程的基本知识，可以说是我国电气工程及其自动化专业多门课程的精简版本。本书全面覆盖了有效设计架空输电线路电气安全距离要求熟知的所有相关知识，除了涵盖电力系统电力潮流和稳定性分析外，还介绍了与天气有关的架空输电线路故障风险管理相关的主要问题。本书以简洁的方式介绍这些内容，从阐述绝缘配合和发热限值的相关概念开始，将读者引导到工业标准和参考资料，从而进一步拓展其知识范围。因此，本书可为我国电气工程及其自动化专业的学生和从事输电线路电气设计和生产运行的工程技术人员全面掌握架空输电线路线路设计与应用的所有相关知识提供一个全面、快捷的途径。
　　本书的第1章、第2章、第3章由博士研究生尹芳辉翻译；第4章由重庆电力公司董莉娜翻译；第5章、第12章由博士研究生范才进翻译；第6章、第11章由博士研究生胡玉耀翻译；第7章由博士研究生汪泉霖翻译。本书的原书前言、致谢、第8章、第9章、第10章、第13章、第14章、第15章由蒋兴良翻译。全书由蒋兴良统稿和校核。本书各章后的习题也都给出了答案，但考虑到图书篇幅，这部分习题答案请联系机械工业出版社进行网上下载，联系方式fuchenggui52@163�眂om，或扫描书后“E视界”的二维码进行联系下载。
　　由于文化的差异和译者水平有限，译文误解和误译之处在所难免，恳请读者谅解。
　　当然，由于作者所处的国度和环境与我国有差异，有些差异还是很明显的，所以其工程条件和工程环境与我国也有很大差异，采取的方法和技术路线与我国的情况也有所不同，这是在所难免的，恳请读者求同存异。
　　蒋兴良
　　于重庆大学
　　2016年7月

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