用计算机程序实现短路电流计算
最新低压短路电流计算程序
最新低压短路电流计算程序简介：低压短路电流计算是电力系统设计和运行中的重要环节之一、准确计算低压短路电流能够帮助工程师评估电力设备的性能，并确保电气系统的安全运行。
本文将编写一款最新低压短路电流计算程序，通过输入电气系统的相关参数，自动计算出低压短路电流的数值，并给出评估和建议。
1.程序框架设计程序采用Python语言进行编写，采用图形用户界面(GUI)进行交互和可视化展示。
程序框架如下：a.用户通过界面输入电气系统的相关参数，包括供电电压、阻抗参数等；b.程序根据用户输入的参数，进行计算并生成结果；c.程序将计算结果可视化展示，并给出评估和建议。
2.程序主要模块设计程序主要包括以下几个模块：a.输入模块：实现用户输入电气系统的参数；b.数据处理模块：根据用户输入的参数，进行低压短路电流的计算；c.结果展示模块：将计算结果可视化展示，并给出评估和建议。
3.输入模块设计输入模块主要用于用户输入电气系统的参数，包括供电电压、电缆参数、变压器参数等。
具体实现如下：a.采用图形用户界面(GUI)设计，提供用户友好的输入界面；b.用户通过界面输入各个参数，并进行验证；c.确认输入的参数无误后，点击“计算”按钮，触发计算模块进行计算。
4.数据处理模块设计数据处理模块主要用于根据用户输入的参数，进行低压短路电流的计算。
具体实现如下：a.根据用户输入的供电电压、电缆参数、变压器参数等，使用电气计算公式进行计算；b.对计算结果进行合理性验证，确保计算结果准确可靠；c.将计算结果传递给结果展示模块，进行可视化展示。
5.结果展示模块设计结果展示模块主要用于将计算结果可视化展示，并给出评估和建议。
具体实现如下：a.将计算结果以图表的形式展示，包括低压短路电流的数值和波形；b.根据计算结果，对电气系统的安全性进行评估，并给出建议。
总结：通过设计以上模块，我们可以编写一款最新低压短路电流计算程序。
该程序能够帮助工程师快速准确地计算出低压短路电流，并给出相应的评估和建议。
电力系统短路故障的计算机算法程序设计
电力系统短路故障的计算机算法程序设计目录1 课程设计说明 (1)2编程语言的选择及理由 (2)3程序设计 (3)3.1主体流程图 (3)3.2详细流程图 (3)3.2.1创建系统（create）流程图 (3)3.2.2加载系统函数（load）流程图 (4)3.2.3计算子函数（calculate）流程图 (4)3.2.4改变短路节点（change）流程图 (5)3.3 数据及变量说明 (6)3.4 程序代码及注释 (7)3.5 测试算例 (7)4 设计体会 (17)参考文献 (17)附录 (19)1课程设计说明本文根据电力系统三相对称短路的特点，建立了合理的三相短路的数学模型，在此基础上，形成电力系统短路电流实用汁算方法，编制了对任意一个电力系统在任意点发生短路故障时三相短路电流及其分布的通用计算程序，该办法适用于各种复杂结构的电力系统，从另一个侧面展示了计算机应用于电力系统的广阔前景。
根据所给的电力系统，编制短路电流计算程序，通过计算机进行调试，最后完成一个切实可行的电力系统计算应用程序。
通过设计电力系统计算程序使自己对电力系统分析有进一步理解，同时加强计算机实际应用能力的训练。
电力系统的短路故障是严重的，而又是发生几率最多的故障。
一般说来，最严重的短路是三相短路。
当发生短路时，其短路电流可达数万安甚至十几万安，它们所产生的热效应和电动力效应将使电气设备遭受严重破环。
为此，当发生短路时，继电保护装置必须迅速切除故障线路，以避免故障部分继续遭受危害，并使非故障部分从不正常运行情况下解脱出来，这要求电气设备必须有足够的机械强度和热稳定度，开关电气设备必须具备足够的开断能力，即必须经得起最大短路电流的侵扰而不致损坏。
因此，电力系统短路电流计算是电力系统运行分析和设计计算的重要环节，许多电力设计单位和个人倾注极大精力从事这一工作的研究。
由于电力系统结构复杂，随着生产发展，技术进步，电力系统日趋扩大和复杂化，短路电流计算的工作量也随之增大，采用计算机辅助计算势在必行。
短路电流的计算及步骤
短路电流的计算及步骤一、短路电流的计算步骤：1、首先绘出计算电路图2、接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图二、短路电流的计算方法：1、欧姆法2、标幺制法三、采用欧姆法进行三相短路电流的计算根据设计的供电系统图1-1所示。
电力系统出口断路器为SN10-10Ⅲ型。
可计算本饲料厂变电所高压10KV母线上k-1点短路和低压380V母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。
图1-11.k-1点的三相短路电流和短路容量（U=10.5KV）(1)计算短路电流中各元件的电抗及总电抗1）电力系统的电抗：由附表8查得SN10-10Ⅲ型短路器的断流容量S=750MV·A,因此X===0.1472)架空线路的电抗：由表3-1得X=0.35/km,因此X=X l=0.35 (/km)5km=1.753)绘k-1点短路的等效电路图，如图1-2(a)所示，图上标出各元件的序号（分子）和电抗值（分母），并计算其总电抗为:X= X+ X=0.147+1.75=1.897图1-2 短路等效电路图（欧姆法）(2)计算三相短路电流和短路容量1）三相短路电流周期分量有效值===3.18 kA2)三相短路次暂态电流和稳态电流= = =3.18kA3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值=2.55=2.553.18kA=8.11kA=1.51=1.513.18kA=4.8kA4)三相短路容量==10.5KV3.18 kA=58.10MV·A2 K-2点的短路电流和短路容量（U=0.4KV）1）电力系统的电抗===2.132)架空线路的电抗==0.35(/km) 5km=2.543)电力变压器的电抗：由附录表5得%=5,因此X===84) 绘k-2点短路的等效电路图，如图5-2(b)所示，图上标出各元件的序号（分子）和电抗值（分母），并计算其总电抗为：= X+ X+ X//= X+ X+=6.753(2)计算三相短路电流和短路容量1）三相短路电流周期分量有效值===34.04kA2)三相短路次暂态电流和稳态电流= = =34.04kA3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值=1.84=1.8434.04kA=62.64kA=1.09=1.0934.04 kA=37.11Ka4)三相短路容量==0.4KV34.04 kA=23.69MV·A综上所述可列短路计算表，如下表1-1工厂变配电所的选择第一节工厂变配电所类型、所址的选择一、变配电所的任务便配电所担负着从电力系统受电，经过变压，然后配电的任务。
电力系统短路故障的计算机算法程序设计
电力系统短路故障的计算机算法程序设计电力系统短路故障是电力系统中最常见的一种故障，如果不及时处理，将会给电力系统的运行带来极大的安全隐患，甚至引发爆炸或火灾等事故。
为了尽快提供对电力系统短路故障的解决方案，我们可以借助计算机算法程序对短路故障进行高效、精准的计算和分析。
电力系统短路故障是指电力系统中存在的一种异常电路状况，是指电路中两个或多个电线之间的电阻过小，或者两个或多个电线直接连接，从而导致电流突然增大的现象。
电力系统短路故障可能由多种原因引起，例如设备漏电、设备老化、接线松动等等。
为了及时发现和解决电力系统短路故障问题，我们需要通过计算机算法程序的帮助来进行快速、精确的解决。
首先，我们需要利用计算机算法程序来识别和确定电力系统短路故障的位置。
例如，电流差分法是一种常用的短路故障定位算法，可以通过测量电路两端点的电流来确定故障的位置。
在计算机算法程序中，我们可以通过编写合适的算法来实现电流差分法，从而在短时间内找到故障点。
其次，我们需要使用计算机算法程序来计算电力系统中短路故障的电流、电压和功率等关键参数。
通过计算这些参数，我们可以更全面、准确地了解故障的性质和严重程度，为故障的处理提供更科学、合理的依据。
例如，我们可以使用数字仿真算法来模拟电力系统中短路故障的电路特性，从而获得更详细、精准的计算结果。
最后，我们需要使用计算机算法程序来快速、准确地分析和处理电力系统短路故障。
在故障处理方面，计算机算法程序可根据实时的监测数据以及预设的参数进行分析和处理。
例如，在防止电力系统短路故障引发火灾等事故方面，计算机算法程序能够快速启动电源，及时切断不稳定电路，确保在短时间内使故障得到解决，有效降低了故障给电力系统带来的隐患。
综上所述，计算机算法程序对电力系统短路故障的处理具有非常重要的作用。
通过适当的计算机算法程序设计，我们可以有效地提高电力系统短路故障的处理效率和准确性，从而保障电力系统的稳定运行，防止电力系统短路故障可能造成的安全事故。
三相短路故障分析与计算的算法设计(1)
湖北民族学院“三相短路故障分析与计算的算法设计”电气工程专业课程设计论文题目: 三相短路故障分析与计算（手算或计算机算)组序：第三组指导老师：耿东山专业：电气工程及其自动化日期： 2015年6月摘要本设计主要研究目的是通过手算和计算机程序设计实现三相短路电流的计算。
电力系统发生三相短路故障造成的危害性是最大的。
作为电力系统三大计算之一，分析与计算三相短路故障的参数更为重要。
通过分析与计算三相短路故障的各参数，可以进一步提高短路故障分析与计算的精度和速度，为电力系统的规划设计、安全运行、设备选择、继电保护等提供重要依据。
关键词：三相短路计算电力系统故障分析AbstractThe purpose of this design research is to calculate by hand and computer programming to realize three-phase short-circuit current calculation.In three-phase power system fault caused by the harmfulness is the biggest of all. As one of three power system calculation, analysis and calculates the parameters of three phase short circuit fault is more important.By analyzing and calculating the parameters of the three-phase short-circuit fault, short-circuit fault can be further improved the accuracy and speed of the analysis and calculation, for the safe operation of power system planning and design, and provide important basis equipment selection, relay protection, etc.Keywords: three phase short-circuit calculation power system Failure Analysis目录1、设计背景 (4)1.1电力系统三大计算 (4)1.1.1 潮流计算 (5)1.1.2 短路故障计算 (5)1.1.3稳定性计算 (5)1.2 电力系统短路故障概述 (5)1.2.1 短路原因及危害 (6)2、分析方法 (7)2.1 手算 (7)2.1.1 解析法 (7)2.1.2 Y矩阵法 (7)2.2 用Matlab搭建并仿真 (8)2.3 利用程序语言计算 (8)3、短路电流计算 (8)3.1 参数数据 (8)3.2电抗标幺值定义 (10)3.3短路次暂态电流（功率）标幺值计算 (12)3.4 各元件电抗标幺值 (13)3.4.1 电力系统等值电路 (13)3.4.2各元件电抗标幺值的计算 (14)3.4.3 等值简化电路图 (16)3.5三相短路电流及短路功率 (16)4、程序设计 (17)4.1 计算机算法设计流程图 (17)4.2 计算机算法设计程序清单 (18)4.3 程序结果分析 (22)5、心得 (19)参考文献 (20)1 设计背景1.1电力系统三大计算1.1.1 潮流计算研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算，常规潮流计算的任务是根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态，如各母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率分布以及功率损耗等。
短路电流计算的计算机分析法
8 短路电流计算的计算机分析法短路就是指不同电位的导电部分之间的低阻性短接。
造成短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏。
短路的后果：（1）.短路时要产生很大的电动力和很高的温度，而使故障元件和短路电路中的其它元件损坏。
（2）.短路时短路电路中的电压要剧降，严重影响其它电气设备的正常运行。
（3）.短路时保护装置动作，要造成停电，而且越靠近电源停电范围越大，造成的损失也越大。
（4）.严重的短路要影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列。
在三项系统中，可能发生三相短路、两相短路、单项短路和两相接地短路。
对称故障指三相短路故障，它的计算分三步进行，首先计算故障点的总电流；然后计算节点的电压；最后计算各支路的电流。
不对称故障指两相短路、单项短路和两相接地短路，计算式首先用对称分量法将不对称的相电压、相电流分解成正、负零序电压、电流；然后按照对称故障的求解方法计算各序电压、电流。
1）. 对称故障的计算机算法;....3,2,1;;)0()0(n i I Z U U Z Z U I f iK i i f KK K f =-=+=j ji j Zi U U Ii -=这三个公式就是计算三相故障的数学模型，从式中看到f Z 给定后，只需知道节点的开路电压)0(K U 和阻抗矩阵中的iK Z ，就可以求出需要的结果。
节点的开路电压可以由正常的潮流计算求出，阻抗矩阵中的所有元素可以用支路追加法求得。
当这些量以求出并储存于计算机中，计算短路电流的工作就很简单，要计算任一节点的短路电流和电压，电流分布时，只要按上述公式编好程序，取出有关的开路电压，有关的阻抗，互阻抗进行计算便可。
2). 用计算曲线计算三相短路电流用计算曲线计算三相短路电流的步骤如下：输入数据→形成节点阻抗矩阵→求出各电源对短路点的转移电抗→利用公式求出计算电抗→由计算曲线取出短路电流→输出结果3). 简单不对称故障的计算机算法简单不对称故障与对称故障的计算步骤是一致的。
用计算机程序实现短路电流计算
⽤计算机程序实现短路电流计算基于Matlab语⾔实现电⼒系统短路电流计算[摘要]在发电⼚，变电所以及整个电⼒系统设计和运⾏的许多⼯作中都必须依靠短路计算作为依据。
基于Matlab最重要的组件之⼀Simulink中的电⼒元件库（SimPowerSystems）构建电⼒系统仿真模型，利⽤Simulink中的画图⼯具搭建电⼒系统模型也是进⾏电⼒系统故障分析，它让电⼒研究者从⼤量繁琐的理论分析及复杂的矩阵计算中解脱出来，让庞⼤的电⼒系统很直观的呈现在研究者的⾯前，从⽽将庞⼤的电⼒⽹搬进了办公室，为研究带来了巨⼤的便利。
[关键词]Matlab 仿真；SimPowerSystems；短路电流计算Based on Matlab programs to achieve power system ofshort-circuit current calculationAbstract:Based on Matlab the most important component of the electrical component library (simulink.this SimPowerSystems) eletric power system simulation model. In Matlab simulation of lans power system for engineering design and maintenance to provide important basis. Also for the electric power research bring great convenience . Using Simulink tool builds the drawing power system model is of power system fault analysis of the common method. It makes power researchers from a large number of tedious theoretical analysis and complex matrix calculations in earnest. Make huge power system is very intuitive appear in front of the researchers, thus the huge power grids in the office for the study of the move has brought great convenience.Key words:Matlab SimpowerSystems Short-circuit current calculation simulation1 引⾔⼯⼚供电系统要求正常地不间断地对⽤电负荷供电，以保证⼯⼚⽣产和⽣活的正常进⾏。
电力设计中短路电流的计算机算法
电力设计中短路电流的计算机算法摘要：电力设计是对电力网络及所使用的相关设备予以安排的重要工作，而计算短路电流是这一环节中必不可少的内容，也是电力设计整体中最为重要的计算。
本文详细分析了电力设计中短路电流的计算机算法。
关键词：电力设计；短路电流；计算机算法在电力设计中，电气设备和载流导体的选择必须进行短路电流的计算。
同时，短路电流的计算是电气专业设计不可缺少的环节，也是电力设计中最重要的计算之一。
但传统的短路电流计算都是采用手工方式进行的，其计算过程非常繁杂，工作量大，容易出错。
由于计算机能快速完成复杂计算，所以人们希望能使用计算机来替代手工计算。
一、短路电流概述短路电流（short-circuit current）是电力系统在运行中，相与相之间或相与地（或中性线）之间发生非正常连接（即短路）时流过的电流。
其值可远远大于额定电流，并取决于短路点距电源的电气距离。
例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路电流最大瞬时值可达额定电流的10～15倍。
大容量电力系统中，短路电流可达数万安，这会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果。
发生的短路有4种基本类型：三相短路，两相短路，单相对地短路和两相对地短路。
电力系统中出现短路故障时，系统功率分布的忽然变化和电压的严重下降，可能会破坏各发电厂并联运行的稳定性，使整个系统解列。
二、短路电流计算简介1、目的。
计算短路电流的目的是为了限制短路的危害和缩小故障的影响范围。
在变电所和供电系统的设计和运行中，基于如下用途必须进行短路电流的计算：1）选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和动稳定性。
2）选择和整定继电保护装置，使之能正确的切除短路故障。
3）确定合理的主接线方案、运行方式及限流措施。
4）保护电力系统的电气设备在最严重的短路状态下不损坏，尽量减少因短路故障产生的危害。
2、条件。
1）假设系统有无限大的容量。
用户处短路后，系统母线电压能维持不变，即计算阻抗比系统阻抗要大得多。
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基于Matlab语言实现电力系统短路电流计算[摘要]在发电厂，变电所以及整个电力系统设计和运行的许多工作中都必须依靠短路计算作为依据。
基于Matlab最重要的组件之一Simulink中的电力元件库（SimPowerSystems）构建电力系统仿真模型，利用Simulink中的画图工具搭建电力系统模型也是进行电力系统故障分析，它让电力研究者从大量繁琐的理论分析及复杂的矩阵计算中解脱出来，让庞大的电力系统很直观的呈现在研究者的面前，从而将庞大的电力网搬进了办公室，为研究带来了巨大的便利。
[关键词]Matlab 仿真；SimPowerSystems；短路电流计算Based on Matlab programs to achieve power system ofshort-circuit current calculationAbstract:Based on Matlab the most important component of the electrical component library (simulink.this SimPowerSystems) eletric power system simulation model. In Matlab simulation of lans power system for engineering design and maintenance to provide important basis. Also for the electric power research bring great convenience . Using Simulink tool builds the drawing power system model is of power system fault analysis of the common method. It makes power researchers from a large number of tedious theoretical analysis and complex matrix calculations in earnest. Make huge power system is very intuitive appear in front of the researchers, thus the huge power grids in the office for the study of the move has brought great convenience.Key words:Matlab SimpowerSystems Short-circuit current calculation simulation1 引言工厂供电系统要求正常地不间断地对用电负荷供电，以保证工厂生产和生活的正常进行。
但是由于短路，而供电系统产生极大地危害。
主要有：（1）由于短路时产生的很大的点动力和很高的温度，而使故障元件和短路电路中的其他元件破坏；（2）短路时电路中电压要骤降，严重影响其中电气设备的正常运行；（3）短路时保护装置动作，要造成停电，而且越靠近电源，停电范围越大，造成的损失也越大；（4）严重的短路要影响电力系统的运行稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列；（5）不对称短路包括单相短路的两相短路，其短路电流将产生较强的不平衡交变磁场，对附近的通信线路，电子设备等产生干扰，影响其正常运行，甚至使之发生误动作。
由此可见，要避免这些后果就要进行短路计算，而短路电流计算是一项复杂而又责任重大的工作。
这些工作历来由技术人员手工计算完成，误差比较难免，使一个完整的工作工作必需要分段进行，存在工作量大，调整不灵活等缺点。
对此问题，用Matlab 来解决时比较适当的。
MATLAB 是由美国Mathworks 公司开发的大型软件。
在MATLAB 软件中，包括了两大部分：数学计算和工程仿真。
其数学计算部分提供了强大的矩阵处理和绘图功能。
在工程仿真方面，MATLAB 提供的软件支持几乎遍布各个工程领域，并且不断加以完善。
在电力系统反面有专门的工具箱——SimPowerSystems ，给从事电力研究的工作人员带来了巨大的便利，也给我们对短路电流的计算开启了一道便捷之门。
2 短路计算过程用标么值进行计算。
标么值是建立在不同电压等级的基础上各元件参数直接进行运算的，此法不仅方便简洁，而且计算结果可以直接进行分析。
电力系统中各种电气设备如发电机、变压器的阻抗参数均是以本身额定值为基准值的标么值或百分值给出的，而在进行电力系统计算时，必须取统一的基准值，所以要将原来的以本身额定值为基准值的阻抗标么值换算到统一的基准值。
一般先选定基准容量Sd 和基准电压Ud 。
而在工程设计中通常取Sd=100MV ·A ，d U =c U ,其中Uc 为短路点的短路计算电压。
因此，基准电流为： Uc SdUd SdId 33==基准电抗为： Sd Uc IdUd Xd 23== 1）电力系统的电抗标幺值： *S X =s d X X =2C oc U S /2C d U S =d ocS S 2）电力变压器的电抗标幺值： *T X =T d X X =200100k c N U U S /2C d U S =00100k d NU S S 3）电力线路的电抗标幺值： *WL X =WL dX X =o X l /2C d U S =2d o C S X l U 三相短路电流周期分量有效值的标幺值：(3)*k I =(3)k d I Icd 2C d U S X ∑*1X ∑ 由此可得三相短路电流周期分量的有效值为：(3)k I =(3)*k I d I =*d I X ∑ 求得(3)k I 后，可求①(3)''I =(3)I ∞=(3)k I （其中(3)k I 为短路点短路电流的周期分量有效值）。
②1000kV ·A 及以下的电力变压器二次侧或在低压电路发生三相短路时(3)sh i =1.84(3)''I (3)sh I =1.09(3)''I 。
③高压电路发生三相短路时：(3)sh i =2.55(3)''I (3)sh I =1.51(3)''I 。
此处只列出了三相短路的计算方法，其他如单项短路，两相短路，两相接地短路均可由三相短路推算出。
3 用MATLAB 计算短路电流的实现如下图所示。
已知电力系统出口断路器为SN10-10Ⅱ型。
要求求出此变电所高压10KV 母线上K-1点短路和低压380V 母线上K-2点短路的三相短路电流。
10kv S9-800(Yyn0)3.1 短路计算内容概述用Matlab 中Simulink 组件的SimPowerSystems 工具箱构建设计要求所给的电力系统模型，然后在12个不同的母线上设置单相单路、两相短路、两相接地短路、三相短路，然后分别运行该系统，通过测量元件获得各个母线不同短路类型的短路电流。
3.2力系统短路电流计算仿真运行对上述已经放置好的电气元件进行接线即可完成电路图的绘制。
注意在接线时，接线端点的提示，如果接线错误，提示颜色显示为红色。
电路连线完成后所得电路如图3-1所示。
图3-1 系统仿真模型3.2.1仿真参数设置当电路图设计完成后，对其进行仿真，以达到观察交流电路中暂态变化情况。
（1）对仿真参数进行如下设置：开始时间(Start time)：0s停止时间(Stop time)：0.0001s求解程序类型(Type)选项：可变步长(Variable－step)，ode23(Bogacki－Shampine)最大步长(Max step size)选项：自动(auto)最小步长(Min step size)选项：自动(auto)初始步长(Intial step size)选项：自动(auto)相对容差(Relative tolerance)选项：1e-33.3.2仿真结果（1）k-1点三相短路电流的波形如图3-2所示，其中：黄色线是短路电流周期分量ip紫红线是电路电流的非周期分量inpi绿色线是短路全电流k图3-2（2）k-2点三相短路电流的波形如图3-3所示图3-3（3）得出波形图之后，把示波器换成Display(显示输入信号数值)。
即可得具体的短路电流如下表格 短路计算点 三相短路容量(3)k I (3)''I(3)I )3(sh i )3(sh I K-1点 3.08 3.08 3.08 7.85 4.65 K-2点 31．4 31.4 31.4 57.8 34.24结论利用本方法就一实际系统进行了计算, 其计算结果列于表3-1 .从表3-1中结果可见,这种短路电流计算的实现方法是有效的。
通过使用MATLAB来进行短路电流计算,大大简化了手动计算公式的冗杂繁重和时间的减少，使得结果简明可见。
参考文献【1】刘介才.工厂供电 [M].第二版. 北京.机械工业出版社.2009年7月.【2】温步瀛，唐巍.电力工程基础[M].北京.中国电力出版社.2006.【3】曹弋，刘怀，王恩荣.MATLAB教程及实训[M].北京.机械工业出版社.2008年4月【4】钱可强，王槐德，韩满林.电气工程制图[M].北京.化学工业出版社.2004年6月【5】李光琦.电力系统暂态分析( 第二版) 〔M j .北京: 中国电力出版社, 1995.6。