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出版者:中国电力出版社

作者:商福恭

出品人:

页数:579

译者:

出版时间:2005-5

价格:30.00元

装帧:

isbn号码:9787508330167

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现代电力系统运行与维护：从理论到实践的深度解析 图书介绍 本书《现代电力系统运行与维护：从理论到实践的深度解析》旨在为电气工程领域的专业技术人员、电力系统运行维护人员以及相关专业的学生提供一本全面、深入、且高度实用的技术参考手册。本书突破了传统教材的理论束缚，紧密结合当前电力系统运行的实际需求与前沿发展，系统阐述了从电力系统的规划设计、日常运行、故障诊断与处理，到预防性维护与现代化升级改造的全过程关键技术与管理理念。 本书特点与核心内容 本书结构严谨，内容详实，注重理论与工程实践的有机结合，特别强化了对复杂系统行为的理解和实际操作能力的培养。全书分为六大部分，共计三十章，覆盖了现代电力系统运行维护的各个关键环节： 第一部分：现代电力系统基础理论与架构 本部分首先回顾了电力系统的基本物理原理，重点剖析了现代电力系统在大型化、柔性化、智能化发展趋势下的新特征。 1. 电力系统暂态分析与稳定性控制： 深入探讨了发电机暂态模型、系统功角稳定性、电压稳定性及暂态电压恢复过程的数学模型。详细介绍了同步发电机并网、切负荷、短路故障等典型工况下的动态响应分析方法，以及基于静止异步补偿器（SVC）、统一补偿器（STATCOM）和先进同步调相机（AMSM）等柔性交流输电系统（FACTS）设备对系统稳定性的实时支撑技术。 2. 电力系统潮流计算与优化调度： 阐述了牛顿-拉夫逊法、快速幂潮流法（Fast Decoupled Load Flow）等核心算法在大型互联系统中的应用。重点讲解了基于经济性指标的实时优化调度（Optimal Power Flow, OPF）模型构建，包括机组启停、有功/无功功率分配的约束条件处理和求解策略，为提高电网运行的经济性和可靠性提供理论基础。 第二部分：电力系统继电保护与安全自动装置 本部分是电力系统安全运行的基石。内容涵盖了传统保护技术向数字化、网络化保护的演进过程。 3. 数字化与微机保护原理： 详细解析了基于样值处理的电流、电压、频率量度技术，以及傅里叶变换、小波分析在故障信号识别中的应用。重点介绍了电流差动保护、距离保护（包括方向性距离保护、多区段保护）的算法细节和特性曲线设计。 4. 故障诊断与录波分析： 讲解了如何利用故障录波器记录的暂态数据，结合仿真模型，对系统故障进行精准的定位和定性分析。内容包括故障选线、故障类型判断（如单相接地、相间短路、接地短路等）的逻辑流程和现场排查步骤。 5. 系统安全自动装置（SAS）的配置与运行： 详述了低频减载、低电压穿越（LVRT）、失电自动准同期并网、分区（分段）控制等关键安全自动装置的动作条件、逻辑判据和协调配合策略，确保电网在异常扰动下的自恢复能力。 第三部分：高压输电线路的运行、监测与维护 本部分聚焦于电网的主动脉——高压输电线路的运行管理和状态评估。 6. 导线载流量与热稳定分析： 阐述了在不同气象条件下（风速、日照、环境温度）对导线最大允许载流量的精确计算方法。引入了在线温度监测系统（OTMS）的数据采集、处理和报警机制，以及导线弧垂的实时校核技术。 7. 线路覆冰与异物跳闸的防治： 深入分析了覆冰的形成机理、危害评估，以及主动融冰（电加热、机械振动）和被动防冰技术的工程应用案例。针对异物带电串闪、小动物触碰等引起的非计划停运，介绍了隔离栏、阻燃材料和鸟类防护装置的安装规范。 8. 特高压（UHV）直流输电系统的运行特点： 专门分析了±800kV及以上直流系统在换流站、高压直流线路上的特殊运行要求，包括电晕抑制、绝缘配合、换流阀组的并联运行与故障隔离技术。 第四部分：变电站及主设备的状态评估与维护 本部分是维护工作的核心内容，强调从周期性巡检向状态检修（CBM）的转变。 9. 主变压器的状态监测与故障预警： 详细介绍了溶解气体在线监测（DGA）的多种指数评估方法（如杜瓦尔三角法、罗杰斯法），以及绕组变形、局部放电（PD）检测技术在预防性维护中的应用。讲解了油色谱分析的深度判读，以及变压器吊罩大修的技术要点。 10. 高压开关设备（GIS/GCB）的运行维护： 针对六氟化硫（SF6）气体设备，系统阐述了SF6气体的回收、纯化、压力监测和密度继电器的校验流程。重点解析了断路器分合闸时间的测量、弹跳测试、以及真空灭弧室的耐压测试技术。 11. 旋转电机（同步/异步机）的健康管理： 覆盖了发电机转子均衡、轴承状态监测（振动频谱分析）、定子绕组绝缘劣化诊断（如介质损耗因数Tanδ、直流/交流耐压测试）的全流程技术指南。 第五部分：电能质量的监测、治理与谐波分析 随着电力电子设备的大量应用，电能质量问题日益突出。本部分提供了系统的解决方案。 12. 电能质量标准与监测体系： 依据最新国家标准，讲解了电压偏差、电压波动、闪变、谐波/超谐波、三相不平衡等电能质量指标的测量方法和判定标准。介绍了电能质量在线监测系统的架构设计。 13. 谐波源识别与治理技术： 深入分析了整流负载、变频器、高压直流换流站等谐波源的特性。重点阐述了无源滤波器（BPF、HPF）、有源电力滤波器（APF）和混合型滤波器在抑制特定谐波、改善系统电能质量中的技术选型与投运调试要点。 14. 无功功率补偿与电压控制： 详细对比了传统电容器组、SVC、STATCOM、TCR/TSC等无功补偿装置的特性、控制策略和经济效益分析，指导用户根据系统需求选择最优的电压和无功控制方案。 第六部分：电力系统现代化与智能化运维 本部分展望了电力系统向高级量测体系（AMS）和物联网（IoT）集成的方向。 15. 高级量测体系（AMI）与配电自动化： 介绍了智能电表（AMI）的数据采集、双向通信网络构建，以及配电网自动化（DA）中故障隔离与自愈（FDIR）技术的实现路径。 16. 基于大数据的运维决策支持： 探讨了如何整合SCADA、EMS、故障录波、CBM数据，构建统一的电力大数据平台。介绍了数据挖掘、机器学习在预测性维护、负荷预测、电网状态评估中的实际应用模型与算法。 适用对象 本书内容深度和广度兼备，适合于电力系统设计院工程师、电网调度中心运行人员、发电厂技术管理人员、电力设备制造及维护企业的技术骨干，以及攻读电气工程及其自动化、电力系统及其自动化的本科高年级学生和研究生作为专业参考用书。阅读本书前，建议具备电力系统基础知识。

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这本书最让我感到惊喜的是，它不仅仅关注于电气的计算，还触及到了与电气紧密相关的物理量和工程常识的量化关系。比如，在热学计算部分，它没有仅仅停留在焦耳定律的层面，而是结合了不同材料的比热容和散热系数，详细分析了线缆在不同环境温度下的载流能力修正。此外，它还非常细致地讨论了测量误差的量化处理。我们都知道，任何测量都有误差，但这本书提供了一种方法论，让你在进行关键计算时，能够为你的输入参数预留一个合理的误差范围，从而得出一个更可靠的计算区间，而不是一个单一的、可能具有误导性的精确数字。比如在计算接地电阻时，它会告诉你根据土质的不同，实际值可能在计算值的某个百分比范围内波动。这种对“不确定性”的处理，让整本书的计算结果更具工程鲁棒性。这使得这本书不仅仅是一本“工具书”，更是一本提升工程师工程判断力的“思维训练手册”，它让我学会了在实际工作中带着批判性的眼光去看待每一个计算输入值。

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这本书的排版和图示设计，简直是为“急用”而生的典范。很多技术书籍，为了显得“学术”，总喜欢把公式挤在一起，字体小得像蚂蚁，让人一看就想打退堂鼓。但这本《电工实用计算技巧》，每一个关键公式都被单独提炼出来，用粗体或者不同的背景色框起来，旁边往往配有一个对应的、简洁明了的实际操作示意图或电路图。比如，在讲电阻串并联等效电阻的计算时，它不是简单地给出一个$R_{总} = R_1 + R_2 + ...$的公式，而是画出了一个清晰的实物接线图，然后用箭头标示出电流和电压的流向，再把计算过程像流程图一样分解。这种视觉化的教学方式，极大地降低了理解的门槛。我个人对图形记忆比文字记忆更有效，这本书充分利用了这一点。我甚至不需要完全记住复杂的公式，只要记得那个场景下的图示，我就能迅速回忆起对应的计算步骤和关键数值。这种“看图说话”式的讲解，让那些原本需要反复琢磨的公式，变得像口诀一样容易上手和记忆，极大地提高了现场查找和应用时的效率。

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这本《电工实用计算技巧/电工实用技巧系列书》简直是我的救星！我一直觉得自己在电路理论方面还算过得去，但真要动起手来算点复杂点的东西，比如三相平衡电路的功率计算，或者变压器负载下的电流估算，脑子里就开始一片浆糊。市面上那些教材，要么是理论推导太晦涩，公式像天书一样堆在那里，看得我头大；要么就是只教你怎么照着公式填数，完全不解释背后的原理。但是这本书，它真正做到了“实用”。它不是那种让你成为理论研究员的书，而是让你成为一个能快速解决现场问题的能手。比如，它对电机的启动电流和运行电流的计算，简直是手把手教你如何根据铭牌数据和实际工况快速得出结果，中间还穿插了大量实际案例的分析，让你明白为什么有时候理论值和实际测量值会有差异，以及如何用经验系数来弥补这些差距。书里对功率因数校正的讲解也特别到位，不仅仅是教你用电容容值表，还深入浅出地分析了经济效益问题，让你知道为什么要进行校正，校正到什么程度最合理。对于我们这些一线电工来说，能快速、准确地完成这些计算，直接关系到工作效率和设备安全，这本书无疑提供了最直接、最有效的工具。我感觉自己像是拥有了一个随身携带的“计算专家顾问”，遇到难题不再心慌。

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说实话，我刚翻开这本书的时候，有点担心内容会过于陈旧，毕竟电力技术更新也挺快的。但出乎意料的是，它在处理基础核心计算的同时，巧妙地融入了一些现代化的视角。比如，在讲解电缆选型和电压降计算时，它不仅仅停留在传统的载流量表格上，还结合了现代配电系统的特点，讨论了谐波对导体温升的影响，这一点非常加分。我记得有一次给一个变频驱动系统布线，参数设置把我搞得很头疼，因为变频器输出的电流波形不是标准的正弦波，传统的经验公式似乎不太适用。我赶紧翻到书里关于非线性负载计算的那一章节，发现作者用非常清晰的逻辑推导了如何将谐波电流纳入总电流计算，并据此推荐了更安全可靠的电缆截面。这种将传统基础功和现代技术挑战相结合的处理方式，使得这本书的生命力远超一般的基础手册。它没有过度地追逐那些花哨的新技术，而是专注于把那些永恒不变的、贯穿所有电气工作的核心计算原理讲透彻。对于我们这些需要兼顾老旧设备维护和新系统调试的工程师来说，这种平衡感非常难得。

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我必须强调一下这本书在“故障排除辅助计算”方面的价值。很多计算书籍侧重于设计和安装阶段，但真正考验电工水平的，往往是在设备突发故障时，需要快速定位和评估影响的环节。这本书里有一个章节专门讲了如何根据故障电流的特征和保护装置的设定值进行反推计算。举个例子，当一个断路器跳闸后，我们往往需要估算一下短路电流的大小，以便判断是设备本身的问题还是线路设计的问题。书里提供的基于阻抗估算法和欧姆定律的快速计算方法，非常实用。它教你怎么利用万用表测得的电压和已知设备参数，在不完全停电的情况下，对短路点的阻抗进行一个大致的评估。这不仅仅是计算，更是一种思维训练，让你明白电网中的每一个元件如何影响故障的传播。这种实战导向的计算技巧，让我从一个只会“等上级通知”的执行者，变成了一个能初步分析和判断问题的现场技术人员。它教会我的，是如何在信息不完全的情况下，利用手头仅有的工具和知识，进行最接近真实的量化分析。

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