时频电磁暂态分析理论与方法
“十二五”国家重点图书出版规划项目

作者:何金良

丛书名:清华大学学术专著

定价:150元

印次:1-1

ISBN:9787302418771

出版日期:2015.11.01

印刷日期:2015.12.08

图书责编:黎强

图书分类:学术专著

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电磁暂态威胁电力系统、电子系统及建筑物等的可靠运行和安全。科学、合理地预测电磁暂态特性是电气、电子设备及系统设计与选型的关键基础。本书既涵盖了传统的波过程理论及电磁暂态基本计算方法,同时根据作者及国内外其他学者多年来的相关研究成果,力图全面梳理电磁暂态分析的理论和计算方法的最新研究成果,系统介绍具有时域特性和频域特性的电磁暂态分析的基础理论和数值计算方法,包括具有复杂电磁耦合的半空间全波电磁暂态的数值计算方法,以及电磁暂态分析的智能拟合算法;另外重点介绍了不同电力系统设备、电力电子器件及控制系统、新能源装置等的电磁暂态分析模型;最后介绍了电磁暂态特征提取的小波变换理论及计算方法。 本书可供高校和科研院所电气、电子等专业的师生阅读,也可供电力行业和其他相关行业的工程技术人员参考。

何金良教授,清华大学,高电压与绝缘技术研究所所长。1994年在清华大学获得博士学位。于1994年4月开始在清华大学电机系任教,2001年提升为教授。1997年至1998年期间,为韩国电气研究所电材料部访问科学家。主要从事电力系统过电压及防护、雷电防护技术、电介质材料和电工陶瓷、先进电能传输技术等方面的研究。2004获国家杰出青年基金,2010年被教育部聘为长江特聘教授。在先进电能传输系统电磁暂态特性、分析方法及防护技术领域取得多项突破。发表SCI论文150余篇,合作出版中文著作3部,由Wiley出版英文专著1 部。发明专利15项。研究成果获国家发明二等奖1项,省部级科技进步奖14项。因其在电能传输系统的雷电及接地技术方面的杰出成就,2007年被选为美国电气电子工程师协会会士(IEEE Fellow)、2010年获IEEE技术成就奖,2011被选为英国工程与技术学会会士(IET Fellow),2011年和2012获得IEEE电磁兼容学会的“致谢证书”,2012年获得APEMC奖(亚太电磁兼容国际会议奖)。�

雷电及其他电磁暂态现象会威胁电力系统、电子系统及建筑物的运行安全。科学、合理地预测电磁暂态特性是电气、电子设备及系统设计与选型的关键基础。电磁暂态产生的根本原因是网络参数的突变。电力系统电磁暂态,也称电力系统过电压,是发展高压和超高压电网所必须研究的重要课题,它不仅影响变压器、断路器、输电线路等电力设备绝缘强度的合理设计,而且还直接关系到电力系统能否安全可靠地运行。各种类型的过电压,如正常运行或切除故障所引起的操作过电压,雷闪放电引起的大气过电压等,都是由电力系统中突然出现的电磁暂态过程激发而产生的。电力系统含有非线性特性的避雷器、铁磁电感,以及具有分布参数特性的输电线路等电磁元件,有时还需要考虑输电线路参数随频率变化的特性和线路发生电晕以后的伏库特性等。因此,电气系统中的电磁暂态过程往往是很复杂的,解析方法只适用于过电压的原理分析和简单情况下的计算,而电磁暂态过程的深入解析则必须借助于数值计算方法。 随着计算机技术的发展,电磁暂态数值计算技术得到了长足的进步。目前已形成一些比较成熟的算法和计算程序。例如,由加拿大UBC的H. W. Dommel教授创建并经过许多人的共同努力而完成的电磁暂态计算程序EMTP,已经成为国际上普遍采用的大型计算程序,并发展成重要的两个分支,一是北美的PSCAD/EMTDC/RTDS程序,走的是商业路线,目前可以实现实时仿真;二是欧洲的ATP版本,属于免费版本。另外,在广为应用的工具软件MATLAB中有一个Power System Blockset模块,也能够进行电磁暂态计算。应用数值计算方法研究电力系统过电压等电磁暂态过程,在通用性、灵活性、计算...

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第1章概述

1.1电磁暂态的危害

1.2电力系统的电磁暂态

1.3电磁暂态分析的数学方法

1.3.1电磁暂态分析的数学模型

1.3.2计算方法的分类

1.3.3电磁暂态的数值分析方法

1.4传导电磁暂态分析理论与方法

1.4.1电磁暂态分析技术的发展过程

1.4.2传导电磁暂态的主要研究方向

参考文献

第2章电磁暂态波传导理论

2.1波过程的物理概念

2.2波动方程

2.2.1波动方程的解

2.2.2前行波和反行波

2.2.3波的折射和反射

2.3传输线波过程的集总参数等值电路

2.3.1单根传输线波过程的彼德逊法则

2.3.2多根传输线波过程的等值波法则

2.4波经过电容和电感

2.4.1丢阿摩尔积分

2.4.2波经过电容和电感

2.4.3电感和电容削弱波的陡度

2.5计算波过程的特征线法

2.5.1计算波过程的特征线法

2.5.2特征线方程的物理意义

2.5.3应用特征线法求解线路波过程的方法

2.6波的衰减和变形

2.6.1波沿导线传播时的衰减和变形

2.6.2冲击电晕特性

2.6.3冲击电晕对波过程的影响

参考文献

第3章平行多导线系统的参数计算方法

3.1波在平行多导线系统传播的静电方程

3.1.1波传播的静电方程

3.1.2平行多导线的耦合系数

3.2平行多导线参数计算

3.2.1电位系数矩阵

3.2.2电容系数矩阵

3.2.3阻抗矩阵

3.3输电线路模型

3.3.1对称分量模型

3.3.2支路参数模型

3.4非理想导体大地对架空线路参数的影响

3.4.1非理想导体大地...