电力系统谐波

译者的话

原序

第1章 引言

第2章 谐波的基本原理

2.1 引言

2.2 谐波波形举例

2.3 谐波表示法

2.4 电力系统谐波的特性

2.4.1 对称性

2.4.2 相序性

2.4.3 独立性

2.5 谐波畸变的度量方法

2.5.1 电压和电流有效值

2.5.2 电压和电流的畸变因数

2.5.3 有功功率和无功功率

2.5.4 视在功率

2.5.5 畸变功率

2.5.6 功率因数

2.5.7 电流和电压的峰值因数

2.5.8 电话干扰和丁乘积

2.6 无源元件中的功率

2.6.1 纯电阻中的功率

2.6.2 纯电感中的功率

2.6.3 纯电容中的功率

2.7 畸变的计算

2.8 谐振

2.8.1 串联谐振

2.8.2 并联谐振

2.9 电容器组和无功功率供给

2.10 电容器组和功率因数校正

2.11 母线电压升高和谐振

2.12 变压器中的谐波

2.12.1 一次侧三角形联结

2.12.2 一次侧星形联结

2.13 小结

习题

第3章 电力系统中的谐波——它们的起因

3.1 引言

3.2 谐波源

3.3 变压器

3.4 旋转电机

3.5 荧光灯

3.6 静止无功补偿器

3.7 变频器

3.8 单相可控整流器

3.8.1 交流线路电抗的影响

3.8.2 零直流电抗情况（Ld=0）

3.8.3 零直流电抗（Ld=0）——特殊情况a=0

3.8.4 连续电流情况（大Ld）

3.8.5 间断电流情况（小Ld）

3.9 三相电力变流器

3.9.1 直流饺流逆变器

3.9.2 电池变流器

3.9.3 6脉波变流器

3.9.4 12脉波变流器

3.9.5 声脉波变流器

3.9.6 典型谐波的频谱

3.9.6.1 6脉波变流器

3.9.6.2 12脉波变流器

3.9.6.3 24脉波变流器

3.10 小结

习题

第4章 谐波畸变对电力系统的影响

4.1 引言

4.2 谐波环境中的热损耗

4.2.1 铜耗

4.2.2 铁耗

4.2.3 介质（绝缘）损耗

4.3 谐波对电力系统设备的影响

4.4 电容器组

4.4.1 谐波放大

4.5 变压器

4.6 旋转电机

4.6.1 感应电动势

4.6.2 短距（分数极距）绕组

4.6.3 分布绕组

4.6.4 绕组因数

4.6.5 感应电动势和电压总谐波畸变率

4.7 保护、通信和电子设备

4.8 小结

习题

第5章 电力系统谐波的抑制方法

5.1 引言

5.2 谐波滤波器

5.2.1 串联调谐滤波器

5.2.2 双带通滤波器

5.2.3 阻尼滤波器

5.2.4 解谐（反谐振）滤波器

5.2.5 有源滤波器

5.3 电力变流器

5.4 变压器

5.5 旋转电机

5.6 电容器组

5.7 谐波滤波器的设计方法

5.7.1 串联调谐滤波器

5.7.2 2阶阻尼滤波器

5.7.3 滤波器组的阻抗图

5.7.3.1 三支路33kV滤波器的阻抗图

5.7.3.2 四支路20kV滤波器的阻抗图

5.7.3.3 五支路690V滤波器的阻抗图

5.8 有源滤波器

5.9 小结

习题

第6章 谐波畸变的限制值

6.1 引言

6.2 电压谐波畸变的限制值

6.2.1 IEEE的限制值

6.2.2 IEC的限制值

6.2.3 IEN的限制值

6.2.4 NORSOK的限制值

6.3 电流谐波畸变的限制值

6.3.1 IEC的限制值

6.3.2 IEEE的限制值

6.3.3 N（）RSOK的限制值

第7章 谐波分析计算——系统元件的模拟

7.1 引言

7.2 谐波存在情况下的阻抗

7.3 集肤效应

7.4 高压电网的模拟

7.5 发电机的模拟

7.6 并联电容器组的模拟

7.7 并联电容器组模型——单相等效

7.8 串联电容器组的模拟

7.9 负荷模型

7.9.1 串联负荷模型

7.9.2 并联负荷模型

7.9.3 负荷模型——单相等效

7.9.4 三角形联结负荷

7.9.5 星形联结负荷

7.9.6 通用负荷模型

7.10 感应电动机的模拟

7.11 感应电动机模型——单相等效

7.12 小结

习题

第8章 变压器的模拟

8.1 引言

8.2 双绕组变压器的模拟

8.2.1 3倍数次谐波

8.2.2 零序模型

8.2.3 星形联结绕组

8.2.4 三角形联结绕组

8.2.5 关于△-Y与Y-△联结变压器的芙国国冢标准（.ANSI）

8.2.6 双绕组变压器模型——单相等效

8.2.7 相导纳矩阵和序导纳矩阵

8.2.7.1 变换和匝数比

8.2.7.2 k-△联结变压器

8.2.7.3 Y-△联结变压器

8.2.7.4 △-k联结变压器

8.2.7.5 △-Y联结变压器

8.2.7.6 △-△联结变压器

8.2.7. 7 Y-V联结变压器

8.2.7.8 vo，一Y联结变压器

8.2.7.9 Y-Y。联结变压器

8.2.7.1 0Y-Y联结变压器

8.2.7.1 1小结

8.2.8 电压和电流在双绕组变压器中的传输

8.2.8.1 Y-△和△-Y联结变压

8.2.8.2 Y-Y、△-△、Z-Z、△-Z和Z-△联结变压器

8.2.8.3 传输矩阵T和T

8.2.9 传输矩阵和相导纳矩阵

8.3 三绕组变压器的模拟

8.4 四绕组变压器的模拟

8.5 小结

习题

每9章 输电线路和电缆的模拟

9.1 引言

9.2 集肤效应

9.3 电力线路的模拟

9.4 线路的串联阻抗

9.5 导体间的耦合

9.6 耦合线路

9.7 线路的并联电容

9.8 波阻抗和传播速度

9.9 线路的串联阻抗和并联电容——单相等效

9.10 传输矩阵（ABCD）

9.11 导纳矩阵

9.12 传输矩阵与导纳矩阵间的相互转换

9.13 标称Tc模型——单相等效

9.14 等效Tc模型——沿线电压和电流

9.15 无损耗线

9.16 等效Tc模型——单相等效

9.17 网络短路容量的变化

9.18 实例——标称和等效Ⅱ模型

9.18.1 一条300kV、300kin的输电线路

9.18.2 一条6.6 kV、30km的电缆

9.19 小结

习题

第10章 电力系统谐波分析计算——一种简单方法

10.1 引言

10.2 使用计算机程序进行谐波分析

10.3 使用电子表格进行谐波分析

10.3.1 数据输入

10.3.2 网络分析

10.3.3 谐波滤波器设计

10.4 谐波畸变限制值

10.5 谐波滤波器的额定值

10.6 实际应用中应考虑的因素

10.7 一个谐波分析实例

10.8 对一个300／22kV工业电力系统的谐波分析

10.8.1 谐波分析

10.8.1.1 系统阻抗

10.8.1.2 阻抗扫描

10.8.1.3 谐波注入

10.8.2 短路容量变化的影响

10.8.3 变压器停运的影响

10.8.4 增加变压器阻抗的影响

10.8.5 增加电动机负荷的影响

10.8.6 增加无源负荷的影响

10.8.7 谐波滤波器的额定值

10.9 对一个300／33kV工业电力系统的谐波分析

10.9.1 系统描述

10.9.2 谐波分析

10.9.2.1 系统阻抗

10.9.2.2 阻抗扫描

10.9.2.3 谐波注入

10.9.3 输出结果

10.9.4 谐波滤波器的额定值

10.9.5 高压网络短路容量变化的影响

10.9.6 变压器停运的影响

10.9.7 减小变压器阻抗的影响

10.9.8 增加电动机负荷的影响

10.9.9 增加无源负荷的影响

10.1 0一个132，22kV工业电力系统的谐波分析

10.1 0.1 谐波分析

10.1 0.1.1 系统阻抗

10.1 0.1.2 阻抗扫描

10.1 0.1.3 谐波注入

10.1 0.2 短路容量变化的影响

10.1 0.3 变压器停运的影响

10.1 0.4 增加变压器阻抗的影响

10.1 0.5 增加电动机负荷的影响

10.1 0.6 增加无源负荷的影响

10.1 1一个400／33kV工业电力系统的谐波分析

10.1 1.1 谐波分析

10.1 1.1.1 系统阻抗

10.1 1.1.2 阻抗扫描

10.1 1.1.3 谐波注入

10.1 1.1.4 输出结果

10.1 2低压系统谐波分析

10.1 2.1 谐波分析

10.1 2.1.1 系统阻抗

10.1 2.1.2 阻抗扫描

10.1 2.1.3 谐波注入

10.1 2.1.4 输出结果

10.1 3小结

习题

参考文献

附录

附录A变换及对称分量复习

A.1 变换矩阵A

A.2 对称分量

附录B 三相变压器的相导纳和序

导纳矩阵

B.1 k一△联结变压器

B.1.1 Kdl联结变压器

……

习题答案

近年来，功率因数校正电容器组在电力系统中的大量使用以及电力电子变流器在工业界的广泛应用，使得电力系统谐波问题倍受关注。为了更好地理解电力系统的谐波问题，《电力系统谐波：基本原理、分析方法和滤波器设计（附习题解答）》尽可能以定量分析的方式对此问题进行了讨论。《电力系统谐波：基本原理、分析方法和滤波器设计（附习题解答）》推导了相关的公式，给出了80个基于实际工程经验的算例，并对结果进行了分析和评述。此外，《电力系统谐波：基本原理、分析方法和滤波器设计（附习题解答）》每章还附有习题，共有80题。《电力系统谐波：基本原理、分析方法和滤波器设计（附习题解答）》可作为本科生和研究生的教材或作为咨询与研究机构的短期培训用书也可作为电力系统和工业界实习工程师的自学教材。

《电力系统谐波：基本原理、分析方法和滤波器设计（附习题解答）》中文版白2003年出版以来，得到了同行的热烈欢迎和高度评价，到目前为止已印刷3次，印数9000册。原著作者在前言中曾提到《电力系统谐波：基本原理、分析方法和滤波器设计（附习题解答）》有相配的习题解答，因此这些年来，有很多读者询问能否出版《电力系统谐波：基本原理、分析方法和滤波器设计（附习题解答）》的习题解答，这次附习题解答版的出版.可以说是满足了很多读者的热切期望。欢迎广大读者提出宝贵意见和建议。