本书内容涵盖电气工程及其自动化专业“电力系统分析”及“电力系统继电保护”ETAP仿真实验课程的各个方面。全书主要内容包括以下几个方面:电力系统基础建模、潮流计算、短路分析、继电保护配合、电动机起动分析、暂态稳定分析、谐波分析、接地电网设计、eTraXTM 铁路牵引模块设计等。本书为“高等学校电气工程及其自动化规划教材”系列教材之一,可以作为高等院校电气工程及其自动化专业以及相关专业的实验教材,也可作为电力系统工程技术人员的参考书使用。
本教材是基于ETAP为电气工程及其自动化专业开设“电力系统分析”及“电力系统继电保护”而编写的实践教程。
ETAP是功能全面的综合型电力系统分析计算软件,能为发电、输电、配电、微电网以及工业电力电气系统的规划、设计、分析、模拟和实时运行控制提供一套强大的综合解决方案。目前,ETAP在中国已经和四十余所重点高校建立了ETAPPowerLab.,为电气工程专业的广大师生提供了良好的实践创新平台。
ETAP离线仿真分析功能,主要包括潮流分析、短路计算、电动机加速分析、谐波分析、保护设备配合和动作序列、暂态稳定、弧闪分析、接地网系统、电缆载流量和尺寸、变压器容量估计和分接头优化、可靠性评估、优化潮流、补偿电容器最佳位置、不平衡潮流、风力发电机、光伏太阳能等功能模块。ETAPeTraXTM铁路牵引电力软件包括精确的、用户友好并灵活的软件工具来分析和管理中、低压铁路,它以先进的地理空间信息为基础,拥有建模、模拟、预测和优化铁路基础设施的功能,能为铁路所有者、经营者和工程顾问提供牵引供电系统设计和综合管理。
全书共分为10个章节,主要针对电力系统分析设计中应用比较广泛的潮流、短路、暂态以及继电保护配合进行仿真分析指导,其特点是内容丰富,结构紧凑,语言简练,图文并茂,工程实用性强。学生通过对ETAP建模、参数录入、配置设计、系统运行、告警纠正、结果分析和案例分析,可以更加直观、准确和全面地学习电力系统理论知识和实际运用技能。本书适用于课程仿真实验、课程设计和本科毕业设计,为学生掌握电力系统设计及继电保护原理提供很好的指导作用。
本书的编者均来自教学一线,具有丰富的教学经验,同时特别感谢ETAP中国公司提供的技术支持。由于编者水平有限,书中难免存在疏漏与不足之处,恳请读者提出宝贵意见。
第一章 电力系统基础建模
第一节 建立工程
第二节 建立单线图
第三节 输入元件参数
第二章 电力系统潮流分析
第一节 潮流分析仿真模块
第二节 潮流分析中变压器LTC的应用
第三节 变压器容量估计
第四节 电缆尺寸选择
第五节 不同负荷类型与发电类型用于潮流计算
第三章 电力系统短路分析
第一节 短路分析仿真模块
第二节 断路器的选择和电缆热稳定校验
第三节 不对称故障分析
第四节 暂态短路电流计算(IEC61363)
第四章 继电保护配合
第一节 添加保护配合需要的数据
第二节 保护配合案例分析
第五章 电动机起动分析
第一节 静态电机起动分析
第二节 动态加速分析
第三节 电动机成批动态起动分析
第六章 暂态稳定分析
第一节 增添暂态稳定分析需要的数据
第二节 暂态分析案例
第七章 谐波分析
第一节 添加谐波电流源数据
第二节 对系统进行谐波分析
第三节 滤波器设计
第八章 接地网系统
第一节 接地网系统的设计
第二节 接地网系统的优化
第三节 IEEE方法接地网工程计算案例
第四节 有限元法接地网工程计算
第九章 ETAPeTraXTM铁路牵引电力模块
第一节 eTraXTM模块的功能分层
第二节 eTraXTM案例分析
第十章 仿真实验
实验一 电力系统基础建模
实验二 潮流分析
实验三 变压器LTC应用和容量估计以及电缆尺寸选择
实验四 不同负荷类型与发电类型用于潮流计算
实验五 IEC60909三相对称短路计算分析
实验六 断路器开关能力和电缆的短路校验应用
实验七 IEC60909不对称短路计算分析
参考文献