普通高等教育“十二五”规划教材：电路与磁路（第二版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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林春英，张广华 编

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出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787512362895

版次：2

商品编码：11563843

包装：平装

开本：16开

出版时间：2014-10-01

用纸：胶版纸

页数：28

字数：544000

内容简介

本书为21世纪高等学校规划教材。主要内容包括电路的基本概念和基本定律；电阻电路分析、正弦交流电路；互感电路分析；三相电路；非正弦周期电流电路；二端口网路；线性电路过渡过程的时域分析；线性电路过渡过程的复频域分析；磁路和铁芯线圈。
本书的特点是概念清晰，重点突出，循序渐进，易学易用，理论与实践相结合。为便于读者自学，书中各节均有启发性的思考与练习，各章末均有主要内容小结，全书由丰富的例题和习题，书末还附有习题参考答案。

目录

前言第一版前言第1章 电路的基本概念和基本定律 §1—1 电路和电路模型 §1—2 电路中的主要物理量 §1—3 电阻元件 §1—4 电容元件 §1—5 电感元件 §1—6 电压源和电流源 §1—7 基尔霍夫定律 本章主要内容小结 习题1第2章 电阻电路分析 §2—1 电阻的串联和并联 §2—2 电阻的Y形连接与△形连接及其等效变换 §2—3 电源的等效变换 §2—4 支路电流法 §2—5 网孔电流法 §2—6 节点电压法 §2—7 叠加定理与替代定理 §2—8 戴维南定理与诺顿定理 §2—9 含受控源电路的一般分析方法 §2—10 非线性电阻电路的图解法 本章主要内容小结 习题2第3章 正弦交流电路 §3—1 正弦量 §3—2 正弦量的相量及基尔霍夫定律的相量形式 §3—3 单一参数的正弦交流电路 §3—4 阻抗与导纳 §3—5 阻抗（导纳）的串联与并联 §3—6 正弦交流电路的功率 §3—7 正弦稳态交流电路的相量分析法 §3—8 串联电路的谐振 §3—9 并联电路的谐振 本章主要内容小结 习题3第4章 互感电路分析 §4—1 互感和互感线圈 §4—2 含互感电路的分析计算 §4—3 变压器电路分析 本章主要内容小结 习题4第5章 三相电路 §5—1 三相电源 §5—2 负载三角形连接的三相电路 §5—3 负载星形连接的三相电路 §5—4 对称三相电路的特点和计算 §5—5 三相电路的功率 §5—6 对称分量法 §5—7 安全用电常识 本章主要内容小结 习题5第6章 非正弦周期电流电路 §6—1 非正弦周期量 §6—2 周期函数的傅里叶级数 §6—3 非正弦周期电流电路的计算 §6—4 非正弦周期电流电路中的有效值、平均值和平均功率 §6—5 对称三相电路中的谐波分析 §6—6 电力系统谐波的危害与治理 本章主要内容小结 习题6第7章 二端口网络 §7—1 概述 §7—2 二端口网络的阻抗参数和导纳参数 §7—3 二端口网络的混合参数和传输参数 §7—4 互易二端口网络的等效电路 §7—5 二端口网络的连接 本章主要内容小结 习题7第8章 线性电路过渡过程的时域分析 §8—1 换路定律与初始条件 §8—2 一阶RC电路的响应 §8—3 一阶RL电路的响应 §8—4 一阶电路的三要素法 §8—5 一阶电路的阶跃响应 §8—6 一阶电路的冲激响应 §8—7 二阶RLC串联电路的零输入响应 本章主要内容小结 习题8第9章 线性电路过渡过程的复频域分析 §9—1 拉普拉斯变换及其基本性质 §9—2 拉普拉斯反变换——部分分式展开法 §9—3 运算电路 §9—4 线性动态电路的复频域分析法 本章主要内容小结 习题9第10章 磁路和铁芯线圈 §10一1 磁场的基本物理量和基本性质 §10—2 铁磁性物质的磁化 §10—3 磁路及磁路定律 §10—4 恒定磁通磁路的计算 §10—5 交流铁芯线圈中的波形畸变与能量损耗 §10—6 交流铁芯线圈的电路模型 §10—7 电磁铁 本章主要内容小结 习题10部分习题参考答案参考文献

前言/序言

《现代电力系统暂态分析与控制》 内容简介 本书是针对电力系统工程、电气工程及其相关专业高年级本科生和研究生而编写的一本专著，旨在深入探讨现代电力系统中普遍存在的各类暂态现象及其控制方法。随着全球能源结构的调整和电网规模的不断扩大，电力系统在运行过程中面临的复杂性和不确定性日益增加，暂态稳定性问题成为保障电网安全稳定运行的关键。本书系统性地阐述了电力系统暂态分析的基本理论、常用模型、计算方法以及先进的控制策略，力求为读者提供一个全面而深入的认识。 第一篇 暂态现象的机理与模型 本篇将从基础理论出发，详细解析电力系统中各类暂态现象的发生机理，并介绍用于分析这些现象的数学模型。 第一章 电力系统暂态现象概述 本章将首先界定“暂态现象”在电力系统中的概念，区分稳态与暂态运行状态。 我们将梳理电力系统中常见的暂态现象，包括但不限于：短路暂态、负荷突变暂态、发电机组甩负荷/并网暂态、雷击暂态、接地故障暂态、以及电网重构引起的暂态等。 分析这些暂态现象对系统电压、频率、潮流分布、设备寿命以及电能质量可能造成的影响。 强调暂态分析在系统规划、运行、继电保护以及故障诊断中的重要性。 概述暂态分析的历史发展脉络及现代研究热点。 第二章 电力系统基本数学模型 本章将聚焦于构建用于暂态分析的数学模型。 发电机模型： 详细介绍同步发电机在暂态过程中的 dq 坐标系模型，包括电磁暂态和机电暂态模型的构建。我们将深入讲解电枢回路的电感和电阻、转子绕组的电感和电阻，以及这些参数在不同暂态过程中的变化。重点阐述暂态电抗（Xd'，Xd''）和暂态电势（E'q，E'd）的概念及其推导。 励磁系统模型： 介绍不同类型的励磁系统（如直流励磁、交流励磁）在暂态过程中的响应特性，以及相应的数学模型。我们将分析励磁系统参数对系统稳定性的影响。 调速器模型： 阐述各类汽轮机调速器（如比例、比例积分、比例积分微分）和水轮机调速器的数学模型，以及它们在频率调整中的作用。 电力系统负荷模型： 讨论不同类型的负荷模型，包括恒功率负荷、恒电流负荷、恒阻抗负荷以及复合负荷模型，并分析它们在暂态过程中的行为差异。 输电线路模型： 介绍均匀参数输电线路的 pi 型等效模型，以及用于暂态分析的集总参数模型。 变压器模型： 讲解变压器在暂态过程中的漏磁、励磁特性以及非线性效应的建模。 保护装置模型： 简要介绍用于暂态分析中模拟保护装置动作的简化模型。 第三章 短路暂态分析 本章将重点解析电力系统中最为常见的暂态现象——短路暂态。 三相短路分析： 详细推导三相短路时系统电流和电压的计算方法，包括短路电流的初值、冲击值和衰减过程。我们将引入对称分量法在短路分析中的应用。 不对称短路分析： 深入讲解单相接地短路、两相短路、单相间接地短路等不对称短路情况下的计算方法。我们将充分利用对称分量理论，简化计算过程。 短路暂态过程的仿真： 介绍使用各种数值计算方法（如欧拉法、龙格-库塔法）对短路暂态过程进行仿真分析的原理和步骤。 短路对设备的影响： 分析短路电流和短路功率对发电机、变压器、断路器等设备的影响，包括热效应和动稳定性。 第二篇 暂态稳定性分析与评估 本篇将深入探讨电力系统暂态稳定性理论，分析系统在受到扰动后维持同步的能力，并介绍评估暂态稳定性的方法。 第四章 暂态稳定性的基本理论 同步稳定性概念： 详细阐述电力系统同步运行的物理意义，以及不同发电机组之间保持固定转速差的条件。 功角理论： 深入讲解功角（δ）在描述发电机组电磁转矩和机械转矩平衡中的作用。我们将推导功角方程，并分析其在稳定性判断中的意义。 单机无穷大系统稳定性分析： 以最简单的单机无穷大系统为例，详细推导其稳定性判据，并分析不同扰动（如短路、甩负荷）对系统稳定性的影响。我们将引入“临界加速时间”的概念。 多机系统稳定性分析： 讨论多机系统中同步电势的相对变化，以及多机系统的等效惯量中心。介绍多机系统的耦合方程及其求解方法。 转子动力学方程： 详细讲解包含调速器、励磁系统等环节的转子动力学方程，以及它们如何影响系统的暂态响应。 第五章 暂态稳定性评估方法 直观法（等面积定则）： 详细介绍等面积定则在判断系统稳定性中的原理和应用。我们将分析加速面积和减速面积，以及它们的平衡条件。 数值仿真法： 阐述使用计算机对电力系统进行暂态稳定性仿真分析的详细过程。我们将介绍不同步发电机模型的选取、系统参数的输入、扰动事件的模拟以及仿真结果的解读。 仿真软件介绍： 简要介绍目前主流的电力系统仿真软件（如 PSS/E, DIgSILENT PowerFactory, PSCAD/EMTDC）在暂态稳定性分析中的应用优势。 仿真案例分析： 通过实际算例，展示不同类型扰动对系统稳定性的影响，以及如何通过仿真结果来评估系统的暂态稳定性裕度。 灵敏度分析： 探讨关键参数（如发电机惯量、调相机参数、线路参数）的变化对系统稳定性的影响，以及如何通过灵敏度分析优化系统设计。 故障录波器数据在稳定性评估中的应用： 介绍如何利用实际故障录波器记录的电压、电流、频率等数据，对系统发生的暂态过程进行事后分析和评估。 第六章 暂态稳定性的影响因素 系统运行方式的影响： 分析不同潮流分布、节点电压水平、线路潮流对系统暂态稳定性的影响。 设备参数的影响： 探讨发电机惯量、同步电抗、阻尼系数、励磁系统响应速度、调速器特性等参数对系统稳定性的作用。 故障性质与位置的影响： 分析不同类型（如三相短路、单相接地）和不同位置（如近发电机端、远发电机端）的故障对系统稳定性的影响。 电网结构的影响： 探讨环网、放射状网络、联络线容量等对系统稳定性的作用。 第三篇 暂态稳定控制技术 本篇将聚焦于提高电力系统暂态稳定性的各种控制技术，包括传统的控制方法以及现代先进的控制策略。 第七章 传统暂态稳定控制技术 励磁系统控制： 深入分析励磁系统在暂态过程中的作用，重点介绍强励磁、阻尼控制等策略，以及它们如何改善系统的电压暂态响应和阻尼特性。 调速器控制： 讨论快速响应的调速器对维持系统频率稳定性和改善机组转矩响应的作用。 重动断路器与再启动控制： 介绍在故障清除后，通过重合闸装置重新恢复线路供电的技术，以及相关的控制策略，以避免不必要的系统解列。 甩负荷与发电机切除： 分析在系统发生严重失步风险时，通过甩掉部分负荷或切除部分发电机，以快速减轻系统压力、恢复稳定的策略。 动态无功补偿装置： 介绍 SVC (Static Var Compensator) 在快速提供和吸收无功功率方面的作用，以及它如何补偿电压跌落、提高系统暂态电压稳定性。 第八章 现代暂态稳定控制技术 FACTS (柔性交流输电系统) 控制： 重点介绍 STATCOM (Static Synchronous Compensator) 和 TCSC (Thyristor Controlled Series Compensator) 等 FACTS 装置在改善系统暂态稳定性方面的应用。 STATCOM： 详细分析 STATCOM 如何通过电压源逆变器快速调节无功功率，补偿系统电压波动，提高系统阻尼。 TCSC： 阐述 TCSC 如何改变线路的电抗，控制潮流分布，抑制系统振荡，提高输电能力。 可控串联补偿装置 (SSSC)： 介绍 SSSC 如何注入串联电压，控制线路潮流，提高系统的稳定裕度。 统一潮流控制器 (UPFC)： 详细阐述 UPFC 结合了 STATCOM 和 SSSC 的功能，能够独立控制潮流和电压，提供更强的系统控制能力。 储能系统 (Energy Storage Systems)： 分析电池储能系统（BESS）和飞轮储能系统在提供瞬时功率支撑、平抑频率波动、吸收或释放能量方面的作用，以及它们在暂态稳定控制中的潜力。 智能电网与先进控制策略： 广域测量系统 (WAMS) 与 PMU (Phasor Measurement Unit)： 介绍 WAMS 如何实时获取全网同步相量数据，为监测和控制系统暂态过程提供依据。 机组自适应控制： 探讨如何根据系统实时状态，动态调整发电机励磁和调速器参数，以提高系统的适应性和鲁棒性。 直流输电控制： 简要介绍柔性直流输电 (LCC-HVDC) 在增强系统互联和控制稳定性方面的作用。 第九章 暂态稳定性提升与优化 系统规划中的稳定性考虑： 讨论在电网规划阶段，如何通过合理的电源布局、线路配置、无功补偿配置来提高系统的暂态稳定性。 运行控制优化： 介绍如何根据电网的实时运行状况，动态调整运行参数，采取相应的控制措施，以避免或减轻暂态稳定性的恶化。 继电保护与暂态稳定性的协调： 分析继电保护整定与系统暂态稳定性之间的关系，以及如何进行协调优化，避免误动或拒动。 故障诊断与预警： 探讨如何利用先进的监测和诊断技术，提前预警潜在的暂态稳定性风险，并采取预防措施。 第四篇 案例研究与未来展望 本篇将通过具体的工程案例，展示暂态分析与控制技术的实际应用，并对该领域的未来发展方向进行展望。 第十章 典型工程案例分析 大型水电站并网暂态分析： 分析大型水电站机组在并网过程中可能出现的振荡问题，以及通过励磁系统和调速器控制来改善稳定性的案例。 超高压输电线路短路暂态研究： 探讨超高压输电线路在发生短路故障时的暂态过程，以及FACTS装置在抑制暂态振荡、提高输电能力方面的应用。 新能源接入对系统暂态稳定性的影响及控制： 分析风电、光伏等间歇性能源接入电网对系统暂态稳定性的挑战，以及如何通过储能、柔性直流等技术来解决这些问题。 区域电网互联稳定性分析： 结合实际区域电网的互联情况，分析互联故障可能引发的暂态失稳风险，以及协调控制策略的重要性。 第十一章 未来研究方向与挑战 高比例新能源接入下的暂态稳定性： 随着新能源渗透率的不断提高，如何保证系统在新能源出力大幅波动时的暂态稳定性将是重要挑战。 人工智能与大数据在暂态分析中的应用： 探讨机器学习、深度学习等技术在暂态故障预测、实时监测、智能控制等方面的应用潜力。 多时间尺度耦合暂态分析： 针对不同时间尺度的暂态现象（如电磁暂态、机电暂态）进行耦合分析，以提高分析的准确性。 电网韧性与安全性提升： 结合黑启动、故障恢复等场景，研究如何提高电网在极端扰动下的韧性与安全性。 更先进的控制理论与方法： 探索模型预测控制、自适应控制、分布式控制等先进控制理论在电力系统暂态稳定控制中的应用。 本书的编写力求理论联系实际，既有深入的理论推导，也有丰富的工程实例。通过学习本书，读者将能够系统地掌握电力系统暂态分析与控制的基本理论和方法，为解决现代电力系统运行中的实际问题奠定坚实的理论基础。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的编排逻辑和内容深度都让我印象深刻。它不仅仅是一本教科书，更像是一本详尽的参考指南。在阅读的过程中，我发现它在理论的深度上处理得恰到好处，既不会过于晦涩难懂，又足够支撑起对复杂电路和磁路问题的分析。例如，在讲解傅里叶级数和拉普拉斯变换在电路分析中的应用时，作者并没有简单地给出公式，而是详细阐述了它们如何将时域问题转化为频域问题，大大简化了计算。对于磁路部分，书中的内容同样精彩，从基本概念到更复杂的铁芯饱和特性、磁滞损耗的分析，都有清晰的讲解。我特别喜欢其中关于电磁感应定律的章节，它不仅解释了法拉第定律，还深入探讨了楞次定律的应用，并且通过大量的实例，让我理解了感应电动势是如何产生的，以及它对电路的影响。此外，书中对一些高级主题，如非线性磁路和瞬态磁场分析，也进行了初步的介绍，这为我后续更深入的学习打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的整体感觉是非常扎实和全面。它不仅覆盖了电路和磁路的基础知识，而且在一些关键章节中，对概念的阐释和推导都非常严谨。例如，在讲解基尔霍夫定律时，作者详细解释了其物理意义和适用条件，并通过多个实例展示了如何运用这些定律来分析复杂电路。对于磁路部分，书中对磁通、磁感应强度、磁场强度等基本量的定义和它们之间的关系讲解得非常清楚，并且对永磁体和电磁铁的磁路设计进行了详细的阐述。我尤其喜欢书中对磁路的等效电路模型的介绍，这为分析复杂的磁路问题提供了一种有效的工具。而且，这本书的第二版在内容上应该有所更新，这对于我们这些正在学习的学生来说是件好事，能够接触到最新的理论和方法。总而言之，这本书的内容丰富，讲解清晰，结构合理，是一本非常值得推荐的专业教材。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样的一个在校大学生来说，一本好的教材不仅仅是知识的传递者，更是学习过程中的引路人。《电路与磁路（第二版）》在这方面做得非常出色。它的语言风格平实易懂，没有使用过多华而不实的术语，而是尽量用最清晰的语言来解释最复杂的概念。我在学习过程中遇到的很多疑问，在这本书里都能找到解答。书中丰富的插图和图表，更是极大地提升了我的阅读体验，它们准确地描绘了电路的连接方式、磁场的分布情况，以及各种元件的物理形态，让抽象的概念变得具体可感。我特别喜欢书中对实际应用的讨论，比如电机的工作原理、变压器的设计思路，这些内容让我看到了理论知识如何转化为实际的工程应用，极大地激发了我学习的兴趣和动力。而且，第二版在内容上有所更新和优化，我相信这能让我接触到更前沿的知识和更贴近实际的案例，避免了学习过时理论的风险。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用性是我最看重的一点，而《电路与磁路（第二版）》在这方面无疑达到了极高的水准。它在讲解基本概念的同时，非常注重与实际工程应用的结合。我尤其欣赏书中对各种电磁现象的解释，比如电磁铁的吸力如何计算，以及不同形状的磁轭对磁场分布的影响。这些知识对于理解和设计各种电磁设备至关重要。书中提供的例题和习题，不仅仅是理论的检验，更是对实际工程问题的模拟，比如计算电路的功率损耗，或者分析电机的转矩特性。我尝试着去解决其中的一些问题，并且结合书中的讲解，发现自己对这些问题的理解更加深入。此外，书中关于电磁兼容性（EMC）的一些初步探讨，也让我认识到电路设计和磁路设计在实际应用中需要考虑的更多因素，这对于培养严谨的工程思维非常有益。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我大开眼界！作为一名电气工程专业的学生，我一直觉得电路和磁路这两个概念既基础又至关重要，但同时也是理解起来需要花费不少心思的领域。这本《电路与磁路（第二版）》恰恰满足了我的需求，并且远超我的预期。首先，它在概念的引入上做得非常巧妙，没有一开始就抛出枯燥的公式和定理，而是从实际应用出发，例如简单家用电器的原理，让我们能直观地感受到电路和磁路在生活中的无处不在。接着，对于基本定律和定理的讲解，作者采用了循序渐进的方式，每一步都配有详细的推导过程和清晰的图示，即使是初学者也能轻松跟上。我尤其欣赏的是书中对各种元件特性，如电阻、电感、电容的深入剖析，以及它们在不同电路拓扑中的行为表现，让我不再是死记硬背，而是真正理解了它们的工作原理。书中的例题更是丰富多样，涵盖了各种难度的题目，并且每道例题的解答都非常详尽，不仅给出了最终答案，还解释了求解思路和关键步骤，这对于我巩固知识、提高解题能力起到了巨大的帮助。