時頻電磁暫態分析理論與方法

<內容簡介>

電磁暫態威脅電力系統、電子系統及建築物等的可靠運行和安全。科學、合理地預測電磁暫態特性是電氣、電子設備及系統設計與選型的關鍵基礎。《時頻電磁暫態分析理論與方法》既涵蓋了傳統的波過程理論及電磁暫態基本計算方法，同時根據作者及國內外其他學者多年來的相關研究成果，力圖全面梳理電磁暫態分析的理論和計算方法的最新研究成果，系統介紹具有時域特性和頻域特性的電磁暫態分析的基礎理論和數值計算方法，包括具有復雜電磁耦合的半空間全波電磁暫態的數值計算方法，以及電磁暫態分析的智能擬合算法；另外重點介紹了不同電力系統設備、電力電子器件及控制系統、新能源裝置等的電磁暫態分析模型；最後介紹了電磁暫態特徵提取的小波變換理論及計算方法。

<章節目錄>

第1章概述
1.1電磁暫態的危害
1.2電力系統的電磁暫態
1.3電磁暫態分析的數學方法
1.3.1電磁暫態分析的數學模型
1.3.2計算方法的分類
1.3.3電磁暫態的數值分析方法
1.4傳導電磁暫態分析理論與方法
1.4.1電磁暫態分析技術的發展過程
1.4.2傳導電磁暫態的主要研究方向
參考文獻
第2章電磁暫態波傳導理論
2.1波過程的物理概念
2.2波動方程
2.2.1波動方程的解
2.2.2前行波和反行波
2.2.3波的折射和反射
2.3傳榆線波過程的集總參數等值電路
2.3.1單根傳輸線波過程的彼德遜法則
2.3.2多根傳輸線波過程的等值波法則
2.4波經過電容和電感
2.4.1丟阿摩爾積分
2.4.2波經過電容和電感
2.4.3電感和電容削弱波的陡度
2.5計算波過程的特徵線法
2.5.1計算波過程的特徵線法
2.5.2特徵線方程的物理意義
2.5.3應用特徵線法求解線路波過程的方法
2.6波的衰減和變形
2.6.1波沿導線傳播時的衰減和變形
2.6.2衝擊電暈特性
2.6.3衝擊電暈對波過程的影響
參考文獻
第3章平行多導線系統的參數計算方法
3.1波在平行多導線系統傳播的靜電方程
3.1 .1波傳播的靜電方程
3.1.2平行多導線的耦合係數
3.2平行多導線參數計算
3.2.1電位係數矩陣
3.2.2電容係數矩陣
3.2.3阻抗矩陣
3.3輸電線路模型
3.3.1對稱分量模型
3.3 .2支路參數模型
3.4非理想導體大地對架空線路參數的影響
3.4.1非理想導體大地的複透入深度
3.4.2考慮非 ​​理想大地時導線阻抗的修正方法
3.4.3阻抗修正公式的數值積分方法
3.5導體的趨膚效應
3.6土壤參數頻變特性對線路參數的影響
3.6.1土壤參數的頻變特性
3.6.2土壤參數頻變特性對輸電線路參數的影響
3.7電纜的參數計算
3.7.1單相單芯電纜的阻抗
3.7.2三相單芯電纜阻抗
3.7.3電纜的導納矩陣
3.8電纜暫態參數的數值計算方法
3.8.1解析法求解單芯同軸電纜的阻抗和導納
3.8 .2解析法求三芯電纜的阻抗和導納
3.8.3分離元法
3.8.4線單元分離元法
3.8.5有限元法
3.8.6電纜參數計算方法的比較
參考文獻
第4章基於貝傑隆特徵線法的波過程數值計算方法
4.1貝傑隆特徵線法求解單導線波過程
4.1.1單根無損線的貝傑隆等值計算電路
4.1.2集中儲能元件的暫態等值計算電路
4.1.3線路損耗的近似處理方法
4.1.4節點電壓方程和節點導納矩陣
4.1.5電源支路的處理
4.2平行多導體線路波動方程和模變換方法
4.2.1平行多導體線路的波動方程
4.2.2平行多導體線路的模變換方法
4.2.3平衡線路的模變換矩陣
4.2.4平衡線路模量上的波速度
4.2.5平衡線路模量上的線路參數
4.2.6平衡線路模量上的波阻抗
4.3不平衡線路的模變換的數值計算方法
4.3.1不平衡線路的模變換矩陣
4.3.2實域中求解不平衡線路的模變換矩陣
4.3.3複數域中求解不平衡線路的特徵值和模變換矩陣
4.3.4不平衡線路的模量傳播參數
4.4多導線線路模量上的電阻參數
4.4.1均勻換位線路模量上的電阻參數
4.4.2不換位線路模量上的電阻參數
4.5平行多導體線路的等值電路
4.5.1模量上的等值計算電路
4.5.2相量上的等值計算電路
4.6電磁耦合電路的暫態等值計算電路
4.6.1電感耦合電路
4.6.2電容耦合電路
4.6.3有耦合電感和電阻串聯時的暫態等值計算電路
4.7電纜系統的相模變換方法
4.8激勵源模型
4.8.1典型的激勵源波形
4.8.2外特性模型
4.8. 3等值電路模型
參考文獻
第5章電力設備及部件的電磁暫態分析模型
5.1非線性元件的電磁暫態計算模型
5.1.1時變非線性元件
5.1.2處理時變非線性元件的分段線性化方法
5.1.3金屬氧化物避雷器的暫態模型
5.1.4計算含非線性時變元件電路的補償法
5.1.5非線性頻變阻抗的電磁暫態計算模型
5.2地上及地下複雜導體結構的電磁暫態模型
5.2.1輸電線路桿塔的等值波阻抗模型
5.2.2地中接地裝置的電磁暫態模型
5.3絕緣子的雷電衝擊閃絡模型
5.3.1絕緣子的基本衝擊閃絡模型
5.3.2絕緣子串破壞效應係數法閃絡判據
5.3.3絕緣子串先導發展法閃絡判據
5.4開關操作的電磁暫態計算方法
5.4.1開關的類型
5.4.2開關操作引起躍變時的暫態計算
5.4 .3用疊加原理處理開關操作
5.5開關操作過程的電弧模型
5.5.1開關操作電弧特性
5.5.2開關電弧模型
參考文獻
……
第6章帶磁芯及繞組設備的電磁暫態模型
第7章電力電子器件及控制系統的電磁暫態計算模型
第8章新能源裝置的電磁暫態模型
第9章參數頻變的平行多導體電磁暫態計算方法
第10章平行多導體電磁暫態的時域計算方法
第11章考慮空間場耦合的傳輸線電磁暫態分析
第12章半空間複雜導體結構電磁暫態的時域求解
第13章電磁暫態分析的智能模型擬合方法
第14章電磁暫態信號的小波變換及應用
名詞對照與索引

<作者介紹>

何金良，男，1966年出生於湖南長沙。清華大學電機工程與應用電子技術系教授、博士生導師，高電壓與絕緣技術研究所所長。美國電氣電子工程師學會會士(IEEE Fellow)、英國工程技術學會會士(IET Fellow)。現為全國雷電防護標準化技術委員會主任委員、中國電機工程學會輸電線路專委會副主任委員、電磁乾擾專委會變電站電磁環境學組副主任委員、高壓專委會過電壓與絕緣配合學組副主任、北京市電機工程學會高壓專委會主任、全國電磁兼容標準化技術委員會大功率暫態現象分技術委員會副主任委員、中國避雷器標委會委員、中國氣象學會雷電防護研究會常委；國際電工委員會(IEc)TC8l中國代表及6個工作組委員；IEEE電磁兼容學會SETcom委員會秘書長，IEEE磁學會會士提名委員會委員，IEEE會士委員會技術委員會委員；國際大電網會議(CIGRE)3個雷電防護工作組委員，WGC4．26工作組“超特高壓交流和直流輸電線路雷電繞擊分析方法評估”召集人；國際雷電防護會議(國際組織)科學委員會委員，亞太雷電國際會議(國際組織)副主席。擔任《雷電防護與標準化》主編，Journal of Lightning Research副主編，以及IEEETransactions on Powet Delivery，ElectricPower Systems Resenrch，IEEE Transaction onDielectrics and Elecltrical Insulation．IEEEPower Engineering Letters和《高電壓技術》等刊物編委。2009年作為大會聯合主席主辦亞洲防雷論壇；作為大會主席，主辦2010年亞太電磁兼容國際會議、2011年亞太雷電國際會議、2014年雷電防護國際會議和2015年國際磁學大會。