中国电气工程大典 第3卷 电气工程材料及器件 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国电力出版社

作者:陈仲

出品人:

页数:1003 页

译者:

出版时间:2009年

价格:240.0

装帧:精装

isbn号码:9787875083734

丛书系列:

图书标签:

• 电气工程
• 材料
• 器件
• 电力系统
• 电子技术
• 工业电气
• 高电压技术
• 绝缘材料
• 半导体
• 电磁兼容

现代电力系统运行与维护技术 内容简介 本书全面、深入地探讨了现代电力系统从规划设计到实际运行、维护与故障诊断的各个关键环节。旨在为电力行业工程师、技术人员以及相关专业的高年级学生提供一套系统、实用的技术参考和操作指南。 本书的结构围绕电力系统的生命周期展开，力求覆盖从基础理论到前沿应用的完整技术链条。全书共分为六大部分，三十余章，内容详实，图表丰富，注重理论与实践的紧密结合。 --- 第一部分：电力系统基础理论与分析 本部分回顾并深化了电力系统分析的基础，重点关注复杂运行条件下的系统稳定性与潮流计算。 第一章：现代电力系统架构与特点 阐述了以新能源并网为特征的现代电力系统的整体结构变化，包括广域互联、直流输电的渗透、以及柔性交流输电系统（FACTS）的应用背景。探讨了传统同步发电机组与新型电力电子变换器在系统中的角色转换。 第二章：电力系统潮流与经济调度 详细介绍了牛顿-拉夫森法在大型、松弛网络潮流计算中的改进算法，特别是针对含有大量开关量设备的网络拓扑优化方法。重点分析了基于混合整数线性规划（MILP）的机组组合与经济调度的精确求解技术，考虑了爬坡速率、最小开机时间等约束条件。 第三章：暂态稳定与同步分析 深入解析了电力系统暂态稳定判据，包括等面积定则的局限性及其在实际工程中的修正应用。介绍了时间域仿真工具中对电力电子设备暂态建模的要求，特别是高渗透率风电场和光伏电站的并网对系统惯量和暂态刚度的影响。 第四章：小扰动稳定性与特征值分析 系统阐述了电力系统阻尼特性分析，详细介绍了特征值分析方法在识别系统弱阻尼模式上的应用。讨论了不同类型补偿装置（如SVC、STATCOM、TCSC）对系统固有频率和阻尼系数的影响规律。 --- 第二部分：高压输电与特高压技术 本部分聚焦于电力传输网络的核心——输电线路的设计、运行和可靠性保障技术。 第五章：超高压交流输电（UHVAC）设计原理 涵盖了UHVAC系统电磁环境控制，包括线损、电晕放电、大气等离子体效应的计算与抑制措施。详细讨论了特高压设备（如断路器、互感器）的绝缘配合设计原则。 第六章：特高压直流输电（UHVDC）技术 全面解析了±800kV及以上直流输电的技术优势与挑战。重点分析了电压源换流器（VSC）与线型换流器（LCC）在不同应用场景下的适用性，以及大功率、长距离直流输电的可靠性设计。 第七章：输电线路的电磁暂态与接地系统 讨论了雷电过电压、操作过电压的产生机理与防护策略。详细介绍了复杂地质条件下接地网的优化设计，确保在故障情况下设备和人员的安全。 第八章：柔性交流输电系统（FACTS）应用 详细介绍了SVC、STATCOM、UPFC等主要FACTS设备的结构、控制原理及在提高输电能力、抑制振荡方面的工程应用案例。 --- 第三部分：发电厂与接入系统技术 本部分关注电力系统源头——各类发电厂的并网特性、控制与保护。 第九章：火电厂与核电厂的并网控制 阐述了同步发电机励磁系统（AVR）和调速器（ETS）的先进控制策略，确保机组在电网扰动下的快速响应能力。分析了核电站并网对电网频率稳定性的特殊要求。 第十章：风电场接入与功率预测 深入研究了水平轴和垂直轴风力发电机的空气动力学特性与电网侧接口的建模。重点讲解了风能资源预测技术（短期、超短期）及其在电网调度中的应用。 第十一章：光伏电站的并网特性与逆变器控制 详细分析了大规模光伏阵列的I-V特性曲线与MPPT算法。重点讨论了高压/特高压直驱型光伏电站的电网支撑能力、无功调节以及故障穿越（LVRT/HVRT）的实现技术。 第十二章：水力发电厂的运行与水力瞬变分析 涵盖了水轮机调速系统的设计与优化，以及水锤效应的防护措施。介绍了大型抽水蓄能电站的快速启停与调频能力分析。 --- 第四部分：继电保护与自动化系统 本部分是电力系统安全运行的基石，聚焦于故障检测、隔离与系统恢复的技术。 第十三章：数字式继电保护原理与应用 系统介绍了基于DSP和微处理器的电流、电压保护算法，包括阻抗式、傅里叶分析法在主保护中的应用。重点剖析了高压/特高压线路的纵差动保护与距离保护的改进技术。 第十四章：电网稳定控制与安全自动装置（卫校系统） 详细介绍低频减载、低压导纳补偿、自动准同期合闸等自动准同期控制（APS）系统的逻辑设计与实现。探讨了基于同步相量测量单元（PMU）的广域监测与控制（WAMS）。 第十五章：变电站自动化与过程控制 阐述了IEC 61850标准下的变电站网络架构、GOOSE报文与SCL配置。讲解了智能电子设备（IED）的配置、调试与在线诊断方法。 第十六章：电力系统故障诊断与定位 介绍了利用暂态录波数据和故障录波分析软件进行故障机理和设备缺陷的精确定位技术，以及故障录波波形的标准化处理流程。 --- 第五部分：电力系统运行与维护策略 本部分从工程实践角度出发，构建了系统的设备状态管理和运行优化框架。 第十七章：运行中的无功和电压控制 分析了电网电压的逐级控制体系，讨论了有载调压、电容器组、静止无功发生器（SVG）在维持系统电压稳定中的协同作用。 第十八章：电力设备状态检修与寿命管理 介绍了基于状态监测的预测性维护（PdM）策略。重点阐述了SF6气体在线监测、变压器油中溶解气体分析（DGA）在早期故障预警中的应用，以及绕组、铁芯健康评估方法。 第十九章：高压电气设备的绝缘状态评估 详述了电气设备（变压器、套管、GIS）的介质损耗因数（tanδ）、局部放电（PD）测试技术。讨论了傅里叶变换红外热成像在输变电设备状态巡检中的应用规范。 第二十章：电能质量的监测与治理 系统分析了谐波、三相不平衡、电压闪变等电能质量问题。介绍了有源滤波器（APF）、静止无功补偿器（SVG）等主动治理装置的选型与安装要点。 --- 第六部分：现代电力电子与直流输电的维护挑战 本部分聚焦于快速发展的电力电子技术在电网中的应用所带来的新的维护需求。 第二十一章：高压变频器（HVDC/HVAC）的维护要求 详细分解了晶闸管阀组、IGCT/IGBT模块的可靠性指标。阐述了阀冷却系统、真空断开系统的预防性维护规程。 第二十二章：直流输电系统的电磁兼容性（EMC） 探讨了换流站高频噪声对周边设备的影响，以及抑制共模干扰和差模干扰的滤波设计。 第二十三章：电力电子系统故障的快速隔离与恢复 针对现代电力电子设备对故障的快速反应需求，介绍了快速故障检测、隔离电路的设计与维护标准，以最小化停电时间。 第二十四章：现代电力系统操作人员的技能升级 总结了面对高度自动化、数字化系统时，运行人员在网络安全、软件升级和复杂设备操作方面的能力要求与培训体系建设。 --- 本书特点： 1. 前沿性与实用性并重： 涵盖了±1100kV特高压、大规模风光并网、高可靠性电网控制等最新技术热点。 2. 工程案例丰富： 结合国内重大输变电工程的实际运行数据和故障分析案例，增强理论的可操作性。 3. 系统性强： 从系统宏观稳定到具体器件的微观维护，形成一个完整的知识闭环。 4. 面向复杂系统： 重点解决了新能源接入后，系统惯量下降、阻尼减弱等复杂运行环境下的技术难题。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，从书脊的字体排布到封面的色彩搭配，都透着一种沉稳而专业的质感，让人一拿到手就感觉内容分量十足。我之前在查找一些关于电力系统老旧设备维护的资料时，常常会遇到一些技术术语的模糊解释，对理解核心原理造成了不小的障碍。这本书的排版在细节处理上做得相当到位，尤其是那些复杂的电路图和结构剖面图，清晰度和细节还原度都达到了一个非常高的水准。我记得有一次我在研究一个老式断路器的绝缘老化问题，手头的资料总是显得碎片化且缺乏系统性，而这本书似乎有意地将不同年代、不同应用场景下的材料特性变化进行了交叉对比分析，这对于我这种需要进行跨代际技术评估的工程师来说，简直是雪中送炭。它不仅仅是罗列了参数，更像是讲述了材料如何在苛刻的运行环境下‘演变’和‘退化’的过程，这种叙事性的技术解读，远比干巴巴的表格数据要耐人寻味得多。尤其是关于某些特种合金在长期高应力下的微观晶格变化那一章，讲解得深入浅出，即便是非材料学专业出身的人，也能大致把握其背后的物理机制。

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坦白说，我最初翻阅这本书的动机，是想快速定位一些关于高压开关设备中新型电缆附件的最新标准和应用案例。我对现有行业规范中的一些‘惯例’持保留意见，总觉得有些地方在追求极限性能时，牺牲了长期运行的可靠性。这本书的宏大叙事结构，虽然在初期阅读时略显‘慢热’，但一旦进入到它构建的知识体系中，就会发现作者对于材料选择背后逻辑的考量是何其深远。它没有急于介绍最新的‘网红’材料，反而花费了大量篇幅去重温那些被市场淘汰或边缘化的材料，并深入剖析了它们被替代的根本原因——是成本、是环境适应性，还是基础物理极限的不可逾越？这种对历史脉络的梳理，极大地拓宽了我对“工程选择”的理解边界。比如，书中对某种早期使用的复合绝缘材料在潮湿环境下树脂水解的详细描述，生动地展示了理论性能与实际工况脱节的风险。它让我明白，技术进步不仅仅是堆砌新材料，更是对前人失败教训的深刻总结与规避。

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从阅读体验上来说，这本书的语言风格显得非常克制和严谨，没有丝毫的夸张或煽情，仿佛一位经验丰富的老专家在娓娓道来，每句话都像是经过精确称重后才落笔的。这种风格尤其适合需要反复查阅、精确引用内容的专业读者。我曾为了设计一个定制化的变压器绕组绝缘方案，查阅了数十份标准和指南，但始终找不到一个能够统一解释不同绝缘纸张在油中浸渍老化机理的综合论述。这本书在这方面提供了清晰的框架，它将纤维素基材料的化学降解路径，与实际运行中的局部放电效应巧妙地联系起来，使得原本抽象的化学反应有了具象化的工程后果。最让我印象深刻的是，书中对某些已经被淘汰的半导体器件封装材料的分析，其中详细对比了它们的热膨胀系数与芯片基底材料之间的匹配度差异，这对于理解早期器件的‘热失效’模式具有极高的参考价值。这种追根溯源的分析方法，极大地提升了我们对当前主流材料性能上限的认识深度。

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这本书的索引和交叉引用系统设计得极其人性化，这对于像我这样需要从一个概念快速跳转到另一个相关材料特性的读者来说，是至关重要的效率保障。我发现它在讨论某类导电膏的接触电阻稳定性时，会清晰地标注出与之相关的另一个章节中关于表面氧化动力学的论述链接，这种‘网状’的知识组织结构，避免了信息孤岛的出现。这种系统性，使得读者在学习过程中能够自然地构建起材料、器件、环境三者之间的复杂耦合关系。例如，当探讨某些高分子材料在长期紫外线照射下的黄变问题时，书中不仅给出了辐照剂量与性能衰减的定量关系，还结合了大气中臭氧浓度这一环境变量进行了多维度的模型构建。这表明编撰者对工程实践中的“真实世界”干扰因素有着深刻的理解，而非仅仅停留在理想化的真空或恒温箱测试数据上。总而言之，这本书更像是一部活态的工程百科全书，它记录了电气工程材料领域的‘经验之光’与‘教训之重’，是案头必备的工具书，而非一次性的读物。

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这本书给我的最大感受是其极强的‘实用哲学’。我不是那种只关注实验室数据、不关心现场故障的学者，我更关心的是，当现场温度骤降十度，或者湿度突然升高百分之二十时，那些看似完美的数据表格会如何‘打脸’。这本书在介绍电容器用薄膜材料时，对温度-介电常数-寿命曲线的绘制，其数据点分布的密度和覆盖的温度区间，明显是基于大量真实的、甚至是‘不理想’的现场运行数据反推出来的。它避开了许多教材中过于简化的线性模型，而是直接展示了非线性区域的复杂性。我特别欣赏其中关于连接技术和焊点可靠性的那几个章节，这部分内容在很多同类书籍中往往被一笔带过，被认为是不那么‘高深’的范畴。但恰恰是这些看似基础的物理接触点，才是整个电力系统中最容易发生灾难性失效的地方。作者以近乎工匠般的细致，论述了不同焊接工艺对材料界面应力的影响，这对于一线维护人员来说，其价值远超任何一篇晦涩的理论论文。

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