电气工程概论/普通高等教育“十一五”国家级规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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熊信银 编

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• 电气工程
• 电路分析
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• 电力系统
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• 信号与系统
• 控制理论
• 高等教育
• 规划教材
• 工程基础

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787508373256

版次：1

商品编码：10462006

包装：平装

开本：16开

出版时间：2008-07-01

用纸：胶版纸

页数：361

字数：564000

正文语种：中文

编辑推荐

　　 《普通高等教育“十一五”国家级规划教材：电气工程概论》主要作为高等学校电气工程及其自动化及相关专业的教材，也可作为电气工程技术人员的参考用书。

内容简介

　　 《普通高等教育“十一五”国家级规划教材：电气工程概论》共分十章，主要介绍电气工程的基础知识，内容包括能量转换原理与基本概念，电气设备的原理与功能，电气设备的分类与系统，设备工作接地与保护接地，电压、功率及电能损耗的计算，短路故障分析与计算，电气设备的控制与保护，过电压及其防护，电气设计与设备选择，电气设备的运行。《普通高等教育“十一五”国家级规划教材：电气工程概论》除了注重内容先进、选材合理和教学适用外，还有以下特点：围绕一个“电”过程，既讲强电，又讲弱电，但以强电为主；遵循一个“规律”，这就是人们认识、掌握、分析、设计与运行，进而创新的规律；强调“系统”作用，既讲设备，又讲系统，但以系统为主。在叙述电气设备及其组成系统（子系统）的原理与功能时，强调要发挥系统的整体作用，同时强调电气设备要在一定的系统中才能发挥其作用。
　　 《普通高等教育“十一五”国家级规划教材：电气工程概论》主要作为高等学校电气工程及其自动化及相关专业的教材，也可作为电气工程技术人员的参考用书。

目录

前言
第一章 绪论
第一节 概述
第二节 能量转换原理
第三节 电力系统
第四节 电能的质量指标
第五节 电压等级与选择
思考题

第二章 电气设备的原理与功能
第一节 概述
第二节 同步发电机
第三节 电力变压器
第四节 电动机
第五节 高压断路器
第六节 互感器
思考题

第三章 电气设备的分类与系统
第一节 发电系统
第二节 输变电系统
第三节 配电系统
第四节 电力系统负荷
思考题

第四章 设备工作接地与保护接地
第一节 概述
第二节 工作接地
第三节 保护接地
第四节 保护接零
思考题

第五章 电压、功率及电能损耗的计算
第一节 输电线路的参数计算与等值电路
第二节 变压器的参数计算与等值电路
第三节 电压和功率分布计算
第四节 无功功率与电压的调整
第五节 电能损耗的计算及降损措施
思考题和习题

第六章 短路故障分析与计算
第一节 概述
第二节 标幺制
第三节 无限大功率电源供电网络的三相短路计算
第四节 有限容量电源供电网络的三相短路计算
第五节 简单不对称短路计算
思考题和习题

第七章 电气设备的控制与保护
第一节 概述
第二节 操作电源
第三节 高压断路器的控制
第四节 电气设备的保护
思考题

第八章 过电压及其防护
第一节 概述
第二节 内部过电压及其防护
第三节 电力系统防雷保护
第四节 电力系统绝缘配合
思考题和习题

第九章 电气设计与设备选择
第一节 载流导体的发热和电动力
第二节 主变压器选择
第三节 电气主接线选择
第四节 电气设备选择
第五节 变电站电气设计举例
思考题和习题

第十章 电气设备的运行
第一节 同步发电机的运行
第二节 电力变压器的运行
第三节 高压断路器的运行
第四节 电动机的运行
思考题

附录
附录Ⅰ 各种常用架空线路导线的规格
附录Ⅱ 架空线路导线的电抗和电纳
附录Ⅲ 短路电流周期分量计算曲线数字表
附录Ⅳ 导体及电气设备技术数据
参考文献

精彩书摘

第二节 能量转换原理
一、能量的基本形式
世界是由物质构成的，是客观存在的；能量是物质的属性，是一切物质运动的动力；能源是指人类取得能量的来源。没有运动的物质正如没有物质的运动一样是不可思议的，能量则是物质运动的度量。物质存在着各种不同的运动形态，能量也具有不同形式。各种运动形态是可以相互转化的，各种形式的能量之间也能够相互转换。正是不同形式的能量利用和转换促进了人类的文明。
宇宙间一切运动着的物体（由物质构成的、占有一定空间的个体）都有能量的存在和转换。物质是某种既定的东西，既不能被创造也不能被消灭，因此作为物质属性的能量也一样不能被创造和被消灭。能量守恒定律反映了客观世界中运动不灭这一事实。这个定律告诉我们：“自然界一切物质都具有能量。能量不可能被创造，也不可能被消灭，而只能在一定条件下从一种形式转变为另一种形式，在转换中能量总是恒定不变的。”
人类的一切活动都与能量及其使用紧密相关。各种形式的能量相互转换是人类在实践活动中最伟大的发现之一。例如，水力发电就是利用水从高处流往低处的这一自发过程，使水的势能转换为动能，推动水轮机转动，水轮机又推动发电机，最后通过发电机将机械能转换成电能供人类利用。
到目前为止，人类所认识的能量有机械能、热能、化学能、辐射能、电能和核能等基本形式。

前言/序言

　　近10年来，随着科学技术的进步和高等教育改革的深入，电气工程及其自动化专业的教学体系与内容发生了很大变化，调整专业结构，加强学科基础，拓宽专业口径，增强适应性已经成为各个高校的共识。在这种情况下，为满足教学的需要，作者结合多年教学实践尝试编写了本书。
　　本书共分十章，主要介绍电气工程的基础知识，内容包括能量转换原理与基本概念，电气设备的原理与功能，电气设备的分类与系统，设备工作接地与保护接地，电压、功率及电能损耗的计算，短路故障分析与计算，电气设备的控制与保护，过电压及其防护，电气设计与设备选择，同步发电机、电力变压器、高压断路器和电动机的运行。
　　本书除了注重内容先进、选材合理和教学适用外，还有以下特点：
　　（1）围绕一个“电”过程，既讲强电，又讲弱电，但以强电为主。在叙述能量转换基本原理的基础上，介绍了发电、输变电、配电、用电（电力系统负荷）各个方面的基本知识，电能从生产到使用整个过程中各个环节的基本原理，建立电力系统整体概念。由此给出一个“电”过程全貌，即电能从生产、变换、传输、分配到使用这一完整过程。
　　（2）遵循一个“规律”，这就是人们认识、掌握、分析、设计与运行，进而创新的规律。本书介绍了电气设备的原理与功能，基本计算与分析，设备的控制与保护，电气设计与设备的选择，同步发电机、电力变压器、高压断路器和电动机的运行，这是认识、掌握、分析、设计与运行的过程，又是一个完整过程，进而为后续学习、创新奠定基础。
　　（3）强调“系统”作用，既讲设备，又讲系统，但以系统为主。在叙述电气设备及其组成系统（又称子系统）的原理与功能时，强调要发挥系统的整体作用，同时强调设备要在一定的系统中才能发挥其作用。例如，发电机在原动机（汽轮机或水轮机）的驱动下就能发出电，说明发电机具有发电的功能，能在系统中发挥作用；若发电机没有原动机的驱动，能发电吗？能在系统中发挥作用吗？答案是：不能。这就说明，电气设备尽管具有一定的功能，但要在一定的系统中才能发挥作用，可见系统的重要。

现代电力系统分析与优化控制 作者： 张建国，李明华 出版社： 机械工业出版社 出版日期： 2022年10月 --- 内容简介 本书是面向电气工程及其自动化、能源动力工程等相关专业高年级本科生和研究生，以及电力行业工程师、科研人员的专业参考与教材。全书系统、深入地阐述了现代电力系统的基本原理、运行特性、分析方法以及前沿的优化控制技术。本书力求将深厚的理论基础与最新的工程实践紧密结合，旨在培养读者解决复杂电力系统运行、规划与控制问题的综合能力。 第一部分：电力系统基础与建模（第1章至第4章） 第1章：电力系统概述与发展趋势 本章首先回顾了电力系统的基本构成，包括发电、输电、变电、配电和用电各个环节，明确了电力系统作为复杂巨系统的基本特征。重点探讨了当前电力系统面临的重大挑战，如新能源的大规模接入、电力电子化设备的普及（如高压直流输电HVDC和柔性交流输电FACTS）对传统系统稳定性的影响。随后，详细分析了智能电网、区域互联以及数字化转型的技术路线和发展方向，为后续章节的深入学习奠定宏观背景。 第2章：电力系统的元件与参数表示 本章详细介绍了电力系统分析中常用的元件模型。涵盖了同步发电机、变压器、输电线路（包括集中参数模型和分布参数模型）的等效电路与参数计算。特别关注了高压输电线路的集肤效应、趋肤深度对电阻和电抗的影响。此外，系统地阐述了统一标么制（Per Unit System）的原理、换算方法及其在简化系统计算中的重要作用，并讨论了不同电压等级参考值的选取对计算结果的影响。 第3章：电力系统潮流计算 潮流计算是电力系统分析的基石。本章全面介绍了潮流计算的数学模型，推导了节点注入电流方程。系统地讲解了三种主要的潮流计算算法： 1. 雅可比迭代法（Newton-Raphson, NR法）： 详细分析了NR法的收敛性、牛顿法的线性化过程，以及如何构建和求解雅可比矩阵。着重讨论了处理负荷节点和PQ节点的方法。 2. 快速帕斯卡法（Fast Decoupled Load Flow, FDLF）： 解释了如何利用电网的特性对雅可比矩阵进行简化，以提高计算速度，并分析了FDLF在大型系统中的适用性和精度限制。 3. 修正牛顿法： 阐述了如何通过迭代修正来提高计算效率，并讨论了分段迭代策略。 本章还包含对“奇异性问题”的分析和处理方法，以及在配电网（含分布式电源）中应用潮流计算的特殊考虑。 第4章：电力系统对称分量法与短路电流计算 对称分量法是分析不对称故障的基础。本章首先介绍了该方法的基本原理，推导了三相电压、电流与正序、负序、零序分量之间的变换关系。重点分析了不同类型不对称故障（如单相接地、两相短路、三相短路）的故障网络构建，并演示了如何利用零序网络来计算接地电流。详细讨论了变压器中性点接地方式对零序电流流通的影响。 第二部分：电力系统稳定性和动态分析（第5章至第8章） 第5章：电力系统暂态稳定分析 暂态稳定是电力系统安全运行的核心问题。本章基于能量平衡原理，导出了功角方程，并引入了“切除原理”。详细介绍了使用经典两机系统模型进行暂态稳定性评估的方法，包括临界切除时间（$t_{cr}$）的计算。在此基础上，深入探讨了更精确的多机系统暂态稳定性分析，重点介绍了等面积准则在多机系统近似分析中的应用。同时，分析了影响暂态稳定性的主要因素，如初始运行状态、故障类型、以及励磁系统和发电机原动机的作用。 第6章：电力系统功角稳定与小扰动分析 本章聚焦于功角稳定性的稳态与小扰动方面。首先，从系统动态特性出发，建立了电力系统的一阶非线性微分方程组。使用线性化方法将非线性模型转换成状态空间形式，并通过特征值分析来判断系统的稳定性。系统地介绍了阻尼振荡模式的概念，并分析了低频振荡的成因。重点讲解了P-Δ 模型的线性化，以及如何利用特征值轨迹分析系统参数变化对稳定裕度的影响。 第7章：电力系统电压稳定与无功补偿 电压稳定是保证用户高质量供电的关键。本章从功率和电压耦合的角度分析了电压崩溃机理。详细阐述了静态电压稳定分析（PV曲线和QV曲线），并引入了电压稳定裕度指标。章节核心内容聚焦于无功功率的产生、传输与控制： 1. 无功电源： 详细介绍了同步调相机、静止无功补偿器（SVC）、静态同步补偿器（STATCOM）的工作原理、动态特性及其对电网电压的支撑能力。 2. 无功优化调度： 讨论了如何通过最优潮流计算，在满足电压约束和系统容量限制的前提下，最小化线损或规划最优的无功补偿容量和位置。 第8章：电力系统动态模型与仿真 本章是工程应用的基础。系统介绍了同步发电机、励磁系统、调速器、电力系统稳定器（PSS）的标准导则模型（如IEEE 1981/2005系列模型）。重点讲解了如何利用现代仿真软件（如PSASP、PSS/E或MATLAB/Simulink）对这些复杂动态元件进行建模，并进行时域仿真分析。通过具体的案例研究，演示了如何进行暂态过程仿真、次暂态过程仿真以及小扰动下的动态响应分析。 第三部分：电力系统的优化与控制（第9章至第12章） 第9章：最优潮流与经济调度 本章将电力系统分析提升到优化层面。首先介绍了经济调度的基本问题，包括目标函数（最小化燃料成本）和约束条件（潮流方程、机组出力限制）。系统讲解了： 1. 基于梯度的优化方法： 拉格朗日松弛法及其在解耦合中的应用。 2. 启发式算法： 针对非线性、非凸问题的求解，介绍了遗传算法（GA）和粒子群优化算法（PSO）在解决经济调度问题中的应用。 3. 直流潮流（DC Load Flow）： 作为线性化简化模型，用于快速估计有功功率的分配和线路阻塞情况。 第10章：电力系统状态估计与安全约束潮流 状态估计是智能电网实现精确测量和可靠控制的手段。本章详细介绍了状态估计的加权最小二乘法（WLS）原理，推导了增益矩阵和残差计算公式。讨论了如何识别和处理冗余测量数据，以及如何有效检测和隔离“假数据攻击”等恶意干扰。在此基础上，延伸讲解了安全约束最优潮流（SCOPF），即在考虑设备安全运行约束和故障N-1准则的前提下进行经济调度。 第11章：电力系统规划与可靠性评估 本章关注电力系统的长期发展和可靠性设计。详细阐述了系统可靠性评估的常用指标，如期望停电频率（EENS）、期望能量不足（EENS）和供电可用率（SAIDI/SAIFI）。在规划方面，重点介绍了输电网络规划的数学模型，包括基于直流模型或交流模型的长期规划方法，以及如何将不确定性（如负荷预测误差和新能源出力波动）纳入规划决策过程。 第12章：电力电子技术在电网中的应用与控制 本章紧跟技术前沿，探讨了电力电子变流器对电网特性的深刻影响。详细分析了高压直流输电（HVDC）和柔性交流输电（FACTS）设备的工作原理，特别是STATCOM和UPFC（统一潮流控制器）。着重分析了大量变流器接入电网后可能引发的次暂态问题，如谐波注入、低频振荡的抑制，以及变流器控制系统与主电网之间的相互作用。 --- 本书特色： 理论与工程并重： 确保了对基本理论的严谨推导，同时提供了大量实际工程案例和仿真验证。 紧跟前沿技术： 涵盖了智能电网、电力电子接入对电网稳定性的新挑战。 丰富的习题与案例： 每章末均附有综合性练习题和计算机仿真作业，便于学生巩固知识和提升实际操作能力。 现代化工具应用： 强调使用现代计算工具（如MATLAB/Simulink、专业电力系统分析软件）解决复杂问题的方法论。

评分☆☆☆☆☆

我对《高等抽象代数：群论与环论精要》的阅读体验，更像是一场智力上的探险。这本书的文字风格非常凝练，甚至可以说有些“冷峻”，它直奔核心，不轻易提供冗余的解释，这对于已经具备一定数论基础的读者来说，是极大的福音，能快速进入定理的证明和结构的探索。书中的例子大多选取自代数几何的边缘，视野开阔，拓宽了对“结构”二字的理解。特别是关于伽罗瓦理论的部分，作者使用了非常巧妙的“域扩张”视角来解读根式解的存在性问题，那种豁然开朗的感觉，是其他教材难以给予的。唯一的“挑战”或许是，它要求读者具备极强的逻辑抽象能力和对细节的专注度，但正是这种高强度的思维训练，让这本书的价值得以彰显。

评分☆☆☆☆☆

翻开《数字信号处理导论》的封面，一股严谨而系统的气息扑面而来。这本书的编排结构堪称典范，从傅里叶级数和变换的复习开始，无缝衔接到Z变换，每一步的逻辑递进都像是精密的齿轮咬合，毫无跳跃感。不过，坦白说，对于刚接触DSP的读者，开篇部分需要一定的数学基础，但这绝对是值得投入时间的。我个人觉得，这本书最出彩的地方在于对FFT算法的详细剖析，它没有停留在介绍算法本身，而是深入探讨了不同蝶形运算单元的实现细节和复杂度分析，这对于未来想从事硬件加速或嵌入式系统开发的工程师来说，简直是宝藏。书后的习题设计也极其巧妙，从理论验证到编程实现，层层递进，逼迫读者真正动手动脑，而不是停留在概念的表面。

评分☆☆☆☆☆

这本《流体力学基础》真是让人爱不释手，作者的功力深厚，对复杂的流体运动现象剖析得深入浅出。特别是关于边界层理论的那几章，以往觉得晦涩难懂的公式和概念，在书中的推导和图示配合下，变得清晰明朗起来。作者似乎非常懂得如何引导初学者，从宏观的流体静力学逐步过渡到微观的粘性流动，节奏把握得恰到好处。我尤其欣赏它在应用实例上的丰富性，书中并非仅仅罗列理论，而是结合了航空航天、水利工程等多个领域的实际问题进行演算，这使得学习过程充满了探索的乐趣，而不是枯燥的公式记忆。读完这部分内容，我感觉自己对飞机机翼升力的产生机制，以及管道中能量损失的根本原因，都有了全新的、更深层次的理解，这无疑是教科书的最高境界。

评分☆☆☆☆☆

不得不提这本《材料科学基础及其应用》。这本书的视角非常独特，它没有沉溺于微观晶格结构的繁复描述，而是巧妙地将热力学、动力学与材料的宏观性能紧密联系起来。我非常欣赏作者在讲述相图时所采用的“演化”思路，仿佛材料的组织结构是在时间的长河中不断变化、寻求稳定状态的过程。对于那些困惑于合金强化机制的读者，书中关于位错运动和强化机制的论述，简直是拨云见日。作者大量使用了扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）的实际图像作为辅助说明，那些真实的形貌特征，让原本抽象的“晶界”、“孪晶”变得触手可及。这种理论与实验图像的完美结合，极大地增强了学习的直观性和说服力，我感觉自己正在成为一个真正的“材料观察家”。

评分☆☆☆☆☆

《概率论与数理统计（贝叶斯视角）》这本书彻底颠覆了我对传统概率论的认知。以往的教材总是在拉普拉斯的古典概率框架下打转，而这本书则坚定地以贝叶斯推理作为核心主线。作者的叙事方式充满了哲学思辨的味道，他将概率定义为“信息更新的度量”，而不是僵硬的频率。书中大量引入了马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法的现代应用，这一点非常超前，也极具实用价值，完全跳脱了传统教材中只停留在二项分布和正态分布的保守范围。阅读过程中，我仿佛在和一位经验丰富的统计学家进行深入对话，他不断地提醒我，在不确定性面前，我们能做的就是不断用新数据修正我们的“信念”。对于从事数据科学或机器学习的人来说，这本书提供的思维工具，比任何具体算法的介绍都要宝贵得多。

评分☆☆☆☆☆

（2）遵循一个“规律”，这就是人们认识、掌握、分析、设计与运行，进而创新的规律。本书介绍了电气设备的原理与功能，基本计算与分析，设备的控制与保护，电气设计与设备的选择，同步发电机、电力变压器、高压断路器和电动机的运行，这是认识、掌握、分析、设计与运行的过程，又是一个完整过程，进而为后续学习、创新奠定基础。

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（1）围绕一个“电”过程，既讲强电，又讲弱电，但以强电为主。在叙述能量转换基本原理的基础上，介绍了发电、输变电、配电、用电（电力系统负荷）各个方面的基本知识，电能从生产到使用整个过程中各个环节的基本原理，建立电力系统整体概念。由此给出一个“电”过程全貌，即电能从生产、变换、传输、分配到使用这一完整过程。

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（1）围绕一个“电”过程，既讲强电，又讲弱电，但以强电为主。在叙述能量转换基本原理的基础上，介绍了发电、输变电、配电、用电（电力系统负荷）各个方面的基本知识，电能从生产到使用整个过程中各个环节的基本原理，建立电力系统整体概念。由此给出一个“电”过程全貌，即电能从生产、变换、传输、分配到使用这一完整过程。

评分☆☆☆☆☆

自朱鎔基以下，包括现在仍然活跃在中国政治舞台上的温家宝、周小川等人，是中国新一代技术官僚的代表性人物。这批人虽然缺乏上一代政治领袖如毛泽东、邓小平们那种改天换地的本事，但却多了一份专业知识和国际眼光。与魅力型政治领袖善于打破现有的约束条件，推动系统变化的特长相比，技术官僚似乎更长于在给定的约束条件下，寻找最优的问题解决方案。正是因为这种技术官僚成分被注入政权之内，中国在1990年代的执政，在增加了一份理性的同时，也增加了一份拘谨；在多了一份短期权衡的同时，也少了一份长期战略考量。

评分☆☆☆☆☆

图书除了文字、纸张、印刷之外，如何装潢？也是要件之一。自竹木简策之後，中国图书的装潢技巧，即不断的改良提升，其演进的方向，大都朝向简便实用、美观大方的原则。历代以来，图书装潢型制约有：卷轴、册叶、经摺装、蝴蝶装、包背装、线装等多种演进过程。近代的图书，虽然采机械操作装订成平装、精装等形式，但有些影印出版的古书，还常用线条来增加古意，颇能引发思古之幽情。在中国早期即有了护书用的铜制护套。

评分☆☆☆☆☆

然而无论生产图书方法如何改变，其基本原理，却都脱离不了旧日的方式。今日制版、印刷、造纸等制作图书要件，可以说无一不是从国人旧有的发明中蜕变而来的。所以当我们缅怀人类文明的进步及图书发展的历史时，总难抑制住一股无名的兴奋与荣耀的心情。当然，如何自励自省，绍续先人光辉遗绪，或将更具有意义。单纯文字形式的电子书已经不能满足读者的要求，因此，CHM和HLP格式的电子书应运而生，作为Windows系统帮助文件的标准格式，CHM和HLP格式能够支持图片的插入，并且还能通过制作目录、索引等功能来方便读者阅读。这两种格式无须任何第三方软件支持，在Windows系统中就可以直接阅读。

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