《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)》介绍了谐波的基本原理、电力系统谐波的起因、谐波畸变对电力系统的影响、电力系统谐波的抑制方法、谐波畸变的限制值、电力系统元件的模拟、变压器的模拟、输电线路和电缆的模拟以及电力系统谐波分析计算,书后附有书中全部习题的解答。
《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)》对电力系统的谐波问题阐述得较为系统和深入,重要概念反复提示,公式推导详尽细致,应用实例非常丰富,可操作性极强,很多实际工程问题可以仿照书中的实例得到解决。
《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)》适合从事电力系统谐波实际工作的工程师以及学习此专业的大学本科生和研究生阅读。
《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)》内容简介: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。
编辑推荐
《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。 作者简介
作者:(奥地利)乔治(George J.Wakileh) 译者:徐政 目录
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/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 序言
近年来,变速传动在工业界的广泛应用以及电力电容器组在电力系统中的大量使用,使得电能质量问题备受关注,人们必须严肃对待电流和电压的畸变问题,而电流和电压畸变的主要形式是谐波畸变。
谐波研究的主要目的是计算母线谐波电压、支路谐波电流、电压和电流的总谐波畸变率(THD),以及找出谐振的条件。因此在进行谐波研究时,准确模拟系统元件,以保证获得精确和可靠的谐波畸变结果是十分重要的。已有的商业化软件可以用来分析谐波问题。用来评估谐波畸变的更深入的国际性标准正在制定中。
本书的第2章叙述一些基础知识,包括谐波的特性和谐波畸变的度量方法,利用电容器组来提供无功功率和功率因数校正,以及谐振的起因等。第3章阐述了谐波畸变的起源。第4章的目的是量化谐波畸变对电力系统设备和负荷的影响。第5章讨论降低电力系统谐波的方法。第6章介绍由IEEE、IEC、EN和NORSOK制定的标准中对电流和电压谐波畸变的限制值。第7、8和9章讨论电力系统元件的模拟方法,以保证获得精确和可靠的谐波畸变结果,包括高压电力网络、发电机、并联和串联电容器组、感应电动机、负载、双绕组变压器、三绕组变压器、四绕组变压器以及电力线路的模型等。第10章给出了分析和求解电力系统谐波问题的一种简单方法。
附录A简短回顾了变换矩阵A和对称分量的概念。附录B详细推导了由Yd、Dy、Dd和Yy联结变压器导出的所有联结组标号下的相导纳矩阵和序导纳矩阵,这在模拟三相双绕组变压器时是必需的。附录C推导了三相变压器的传输矩阵。
在本书的各章中分析了很多实际算例。本书对电力系统谐波进行了定量的讨论和入门性的分析,并提供了背景材料、推导了相关方程、分析了实例系统,还阐述了实际应用中需考虑的因素。本书的取材在于引导读者更好地理解本书的主题。本书适用于从事实际工作的工程师、大学本科生和研究生,也可以作为电力系统谐波的自学教材。
本书每章后面习题的详细解答可从解题指导书中找到,该小册子已经出版。 文摘
插图:
第2章阐述了某些基本原理,以帮助大家理解谐波问题。内容包括傅里叶级数、谐波的特性、与度量谐波畸变相关的方程式、用以供给无功功率和功率因数校正的电容器组、谐振问题以及变压器的谐波问题。
一般来说,谐波是由非线性设备引起的,例如变压器、旋转电机、电弧炉、荧光灯、电子控制器和晶闸管控制设备等。第3章阐述了电力系统谐波的起源。
谐波对电力系统的影响可以被归结为损耗增加、设备过热及寿命损失、对继电保护、控制和通信电路的干扰以及对用户负荷的干扰。第4章试图总结并量化谐波畸变对电力系统设备和负荷的影响,重点考察了谐波畸变对如下设备的影响:电容器组、变压器、旋转电机、继电保护装置、通信装置和电子装置。
避免和克服谐波问题的方法很多,在此只举几例,例如相位抵消、使用滤波器、使电路失谐等:已经制定并正在进一步制定相关标准,以使谐波保持在一个低的无危害的水平上。第5章阐述降低和抑制电力系统谐波的方法。讨论了谐波问题的解决办法,即能使电容器组、电力变流器、变压器和旋转电机承受谐波的措施。对串联调谐滤波器和2阶阻尼型滤波器的设计也作了进一步的讨论。
| ISBN | 9787111318880 |
|---|---|
| 出版社 | 机械工业出版社 |
| 作者 | 乔治(George J.Wakileh) |
| 尺寸 | 16 |