電力系統(tǒng)電能質(zhì)量（第三版）

序 大約30年前——當(dāng)時電視劇中的迪克神探才配有移動電話和尋呼機來工作——我碰到了第一個電能質(zhì)量問題。一臺小型計算機（也許你太年輕以至對此毫無印象，這種小型計算機有電冰箱那么大，但計算能力卻只相當(dāng)于現(xiàn)在的一個便宜的計算器，且其容量僅相當(dāng)于幾個軟盤）在每天下午3時都發(fā)生死機情況。 每個人都確信那是由于電力問題造成的，但沒有人知道該怎么辦。

第1章簡介

11什么是電能質(zhì)量

12電能質(zhì)量=電壓質(zhì)量

13我們最關(guān)心電能質(zhì)量的哪些方面

14電能質(zhì)量評估流程

15哪些人會使用本書

16內(nèi)容簡介

第2章指標和定義

21詞匯一致的需要

22電能質(zhì)量問題的一般分類

23瞬態(tài)現(xiàn)象

231沖擊性瞬態(tài)現(xiàn)象

232振蕩性瞬態(tài)現(xiàn)象

24長時電壓變動

241過電壓

242欠電壓

243持續(xù)電壓中斷

25短時電壓變動

251電壓中斷

252暫降

253暫升

26電壓不平衡

27波形畸變

28電壓波動

29電力系統(tǒng)頻率偏差

210電能質(zhì)量術(shù)語

211不明確的術(shù)語

212CBEMA和ITI曲線

213參考資料

第3章電壓暫降和中斷

31公用配電系統(tǒng)設(shè)計

311中性線多處接地的四線系統(tǒng)

312三角形三線系統(tǒng)

313歐洲式的配電系統(tǒng)

314輻射狀配電網(wǎng)配置/結(jié)構(gòu)

32電壓暫降和中斷的根源

33電壓暫降特性評估

331脆弱區(qū)域

332設(shè)備電壓暫降敏感度

333輸電系統(tǒng)的暫降特性評估

334公用配電系統(tǒng)暫降特性評估

34保護的基本原理

35終端用戶的解決方案

351鐵磁諧振變壓器

352磁合成器

353有源串聯(lián)補償器

354在線式UPS

355后備式UPS

356混合式UPS

357電動發(fā)電機組

358飛輪儲能系統(tǒng)

359超導(dǎo)磁體儲能（SMES）裝置

3510靜止轉(zhuǎn)換開關(guān)和快速轉(zhuǎn)換開關(guān)

36不間斷運行方案之間的經(jīng)濟性評估

361電壓暫降事件的成本評估

362不同解決方案的成本和效果分析

363經(jīng)濟性比較分析

37電動機啟動引起的電壓暫降

371電動機的啟動方法

372全電壓啟動時的暫降嚴重性評估

38電網(wǎng)系統(tǒng)故障清除問題

381過電流協(xié)調(diào)保護原理

382熔斷器

383重合閘

384節(jié)省熔斷器

385帶脈沖關(guān)閉技術(shù)的重合閘裝置

386可靠性

387取消節(jié)省熔斷器的影響

388增加分段

389中線或分接頭重合閘裝置

3810瞬時重合閘

3811單相脫扣

3812限流熔斷器

3813自適應(yīng)繼電保護

3814忽略三次諧波電流

3815預(yù)防電網(wǎng)故障

3816故障定位

39利用電壓和電流測量的故障定位

391基于阻抗的故障定位方法

392早期故障定位

393故障電流曲線

310參考資料

第4章瞬態(tài)過電壓

41瞬態(tài)過電壓的根源

411電容投切

412電容投切瞬態(tài)的放大

413電容釋能過程中的再次放電

414雷擊

415鐵磁諧振

416其他開關(guān)切換瞬態(tài)

42過電壓保護原理

43過電壓保護設(shè)備

431避雷器和瞬態(tài)電壓浪涌抑制器

432隔離變壓器

433低通濾波器

434低阻抗功率調(diào)節(jié)器

435電網(wǎng)浪涌避雷器

44電網(wǎng)電容器投切的瞬變現(xiàn)象

441投切時間

442接入電阻

443同步合閘

444電容器位置

45供電系統(tǒng)雷擊保護

451屏蔽

452線路避雷器

453低壓側(cè)浪涌

454電纜保護

455Scout避雷器策略

46鐵磁諧振管理

47與負載相關(guān)的切換瞬態(tài)問題

471可調(diào)速驅(qū)動設(shè)備（ASD）的頻繁跳閘

472負載切換的瞬態(tài)問題

473變壓器勵磁

48瞬態(tài)分析的計算機工具

49參考資料

第5章諧波的基本原理

51諧波畸變

52電壓與電流畸變

53諧波與瞬態(tài)

54非正弦狀態(tài)下的電力系統(tǒng)參數(shù)

541有功功率、無功功率和視在功率

542功率因數(shù)：相移功率因數(shù)和真實功率因數(shù)

543諧波相序

5443倍數(shù)次諧波

55諧波指標

551總諧波畸變率

552總需求畸變率

56商業(yè)負載中的諧波源

561單相供電電源

562熒光燈

563暖通空調(diào)和電梯系統(tǒng)中的變頻調(diào)速設(shè)備

57工業(yè)負載中的諧波源

571三相電力變換裝置

572電弧性設(shè)備

573鐵磁飽和設(shè)備

58諧波源定位

59系統(tǒng)響應(yīng)特性

591系統(tǒng)阻抗

592電容阻抗

593并聯(lián)諧振

594串聯(lián)諧振

595電阻和電阻性負載的影響

510諧波畸變的影響

5101對電容的影響

5102對變壓器的影響

5103對電動機的影響

5104對通信的影響

5105對電能和需量計量的影響

511間諧波

512參考文獻

513參考書目

第6章諧波應(yīng)用技術(shù)

61諧波畸變評估

611公共連接點的概念

612供電系統(tǒng)的諧波評估

613終端用戶設(shè)備的諧波評估

62諧波抑制原理

621減少負載的諧波電流

622濾波

623改變系統(tǒng)頻率響應(yīng)

63抑制諧波的位置

631在電力配網(wǎng)饋線

632在終端用戶的設(shè)備

64諧波研究

641諧波研究的步驟

642搭建系統(tǒng)模型

643諧波源建模

644諧波分析的計算機工具

645基于計算機的諧波分析——歷史回顧

65抑制諧波畸變的設(shè)備

651串聯(lián)電抗器或扼流線圈

652Z形變壓器

653無源濾波器

654有源濾波器

66諧波濾波器設(shè)計：一個實例分析

67實例分析

671計算中性線電流和變壓器降容

672感應(yīng)爐引起的間諧波

68諧波標準

681IEEE 5191992

682IEC的諧波標準概述

683IEC 6100022

684IEC 6100032和IEC 6100034

685IEC 6100036

686NRS 04802

687EN 50160

69參考文獻

610參考書目

第7章長時電壓變化

71電壓調(diào)節(jié)原理

72用于電壓調(diào)節(jié)的設(shè)備

721分級式電壓調(diào)節(jié)器

722鐵磁諧振變壓器

723電子抽頭擋位調(diào)節(jié)器

724磁合成器

725在線式UPS系統(tǒng)

726電動發(fā)電機組

727靜止無功補償器（SVC）

73電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)的應(yīng)用

731線路電壓降補償器

732串聯(lián)型調(diào)節(jié)器

74用于電壓調(diào)節(jié)的電容器

741并聯(lián)電容器

742串聯(lián)電容器

75終端用戶的電容應(yīng)用

751功率因數(shù)校正電容器的安裝位置

752電壓升高

753減少電力系統(tǒng)線損損失

754減少線路電流

755位移功率因數(shù)與真功率因數(shù)

756電容器數(shù)量的選擇

76具有分布式能源的電網(wǎng)電壓的調(diào)節(jié)

77電壓閃變*

771電壓閃變源

772抑制技術(shù)

773電壓閃變定量分析

78參考文獻

79參考書目

第8章電能質(zhì)量基準

81簡介

82基準管理程序

83電壓有效值變動指標

831有效值變動事件特性分析

832有效值變化性能指標

833美國電科院DPQ項目的SARFI

834指標計算過程的例子

835供電企業(yè)的應(yīng)用

84諧波指標

841采樣技術(shù)

842三相諧波電壓測量值的特性

843諧波指標的定義

844諧波基準數(shù)據(jù)

845季節(jié)性影響

85電能質(zhì)量合同

851有效值波動的協(xié)議

852諧波協(xié)議

853合同示例

86電能質(zhì)量保險

861電能質(zhì)量保險概念概述

862保險政策設(shè)計

863電能質(zhì)量投資成本的調(diào)整

87電能質(zhì)量狀態(tài)估計

871通用途徑

872監(jiān)測點的數(shù)量

873有效值波動估計

874對仿真器的需求

88考慮電能質(zhì)量的配網(wǎng)規(guī)劃

881規(guī)劃過程

882風(fēng)險與期望值

883系統(tǒng)仿真工具

884故障發(fā)生率

885過電流裝置響應(yīng)

886用戶損失成本

89參考文獻

810參考書目

第9章分布式電源（DG）與電能質(zhì)量

91分布式電源的復(fù)興

911分布式電源的利益的觀點

912互聯(lián)的觀點

92分布式電源技術(shù)

921往復(fù)式發(fā)動機的發(fā)電機組

922燃氣輪機

923燃料電池

924風(fēng)力發(fā)電機

925小型光伏系統(tǒng)

93與供電企業(yè)的接口

931同步發(fā)電機

932非同步發(fā)電機（感應(yīng)發(fā)電機）

933電力電子逆變器

94電能質(zhì)量問題

941持續(xù)中斷

942電壓調(diào)節(jié)

943諧波

944電壓暫降

95操作上的沖突

951電網(wǎng)故障排除的需求

952重合閘

953繼電保護的干擾

954電壓調(diào)節(jié)問題

955諧波

956孤島運行

957鐵磁諧振

958并聯(lián)電容器的相互作用

959變壓器接線方式

96低壓配網(wǎng)中的分布式電源*

961配電網(wǎng)絡(luò)運行的基本原理

962網(wǎng)絡(luò)中相互影響的問題匯總

963配網(wǎng)中的分布式電源的集成技術(shù)

97分布式電源的選址

98互聯(lián)標準

981主要的工業(yè)標準

982互聯(lián)的需求

983一個簡單的互聯(lián)方案

984一個復(fù)雜的互聯(lián)方案

99小結(jié)

910參考文獻

911參考書目

第10章接線與接地

101相關(guān)標準

102定義

103接地的原因

104典型的接線與接地問題

1041導(dǎo)體與連接器的問題

1042安全接地的疏忽

1043多中性線的接地連接

1044不接地設(shè)備

1045附加的接地棒

1046接地回路

1047不合適的中性線

105接線與接地問題的對策

1051正確的接地習(xí)慣

1052接地電極（棒）

1053進線口連接

1054配電盤屏

1055隔離地

1056獨立的分支系統(tǒng)

1057信號接地技術(shù)

1058更多關(guān)于敏感設(shè)備的接地

1059接線與接地對策匯總

106參考書目

第11章電能質(zhì)量監(jiān)測

111監(jiān)測的注意事項

1111監(jiān)測是對用電設(shè)施進行現(xiàn)場調(diào)查的一部分

1112確定監(jiān)測內(nèi)容

1113選擇安裝點

1114永久性電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的選項

1115監(jiān)測裝置接線的干擾

1116監(jiān)測裝置限值設(shè)置

1117監(jiān)測量與持續(xù)時間

1118干擾源查找

112電能質(zhì)量測量裝置的發(fā)展史

113電能質(zhì)量測量裝置

1131設(shè)備類型

1132接線與接地檢測儀

1133萬用表

1134數(shù)字照相機

1135示波器

1136干擾分析儀

1137頻譜與諧波分析儀

1138干擾與諧波綜合分析儀

1139閃變測量儀

11310智能電能質(zhì)量監(jiān)測儀

11311傳感器的要求

114電能質(zhì)量測量數(shù)據(jù)的評估

1141電能質(zhì)量數(shù)據(jù)離線評估

1142電能質(zhì)量數(shù)據(jù)在線評估

115智能系統(tǒng)的應(yīng)用

1151專家系統(tǒng)在監(jiān)測應(yīng)用中的基本設(shè)計

1152專家系統(tǒng)應(yīng)用案例

1153將來的應(yīng)用

1154電能質(zhì)量監(jiān)測和因特網(wǎng)

1155小結(jié)與將來的方向

116電能質(zhì)量監(jiān)測標準

1161IEEE 1159：電能質(zhì)量監(jiān)測指南

1162IEC 61000430：測試與測量技術(shù)——電能質(zhì)量測量方法

117參考文獻

118參考書目

索引 2100433B

本書是一本全面介紹電能系統(tǒng)質(zhì)量問題的最新專著，其主要內(nèi)容是電能質(zhì)量問題的識別以及如何避免問題的產(chǎn)生。本書涵蓋的內(nèi)容包括：電能質(zhì)量的相關(guān)術(shù)語和定義、電壓凹陷和中斷的保護方法、諧波和諧波畸變的解決方法、瞬態(tài)過電壓、長期電壓波動、IEC和IEEE標準、分布式發(fā)電系統(tǒng)的電能質(zhì)量、電能質(zhì)量的監(jiān)測等。與同類書籍相比，本書的內(nèi)容更加全面、深入和詳細，可以說是一本電能質(zhì)量問題的百科全書。

本書通過眾多的實例討論電力系統(tǒng)電能質(zhì)量問題。全書共14章，主要內(nèi)容包括電能質(zhì)量標準、電壓畸變、諧波與間諧波、電力濾波器、開關(guān)電源、不間斷電源、動態(tài)電壓補償、電動機驅(qū)動設(shè)備、備用電源系統(tǒng)、電能質(zhì)量的測量等。通過學(xué)習(xí)本書，讀者能夠定位并校正電能質(zhì)量問題、理解IEEE標準、掌握向所有用戶提供優(yōu)質(zhì)電力所需的*工程技術(shù)。

本書既可供對電力系統(tǒng)電能質(zhì)量感興趣的電氣工程師和管理者閱讀，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)的師生學(xué)習(xí)參考。

本書的讀者對象是對新興的電力系統(tǒng)電能質(zhì)量問題感興趣的現(xiàn)場電氣工程師和管理者。本書取材于相關(guān)的文獻和作者的工程實際經(jīng)驗，匯集眾多實例，從現(xiàn)實世界的角度討論問題。

本書中的仿真計算采用Microsim公司的PSPICE 8.0評估版。

感謝IEEE允許我們引用IEEE標準中的圖表。2100433B

• 配套教材

《工程制圖（第三版）》擁有配套教材《工程制圖習(xí)題集（第三版）》。

• 課程資源

《工程制圖（第三版）》配有立體模型動畫演示、二維碼課堂教學(xué)等課程資源。