電力系統電能質量（簡體書）

作者：（美國）杜根（Roger C.Dugan） 譯者：林海雪 肖湘寧

《電力系統電能質量》較詳細地論述了四種主要類型的電能質量現象：電壓暫降和中斷、瞬變、諧波以及長期電壓變化。在此基礎上，提出電能質量基準化評估方法，并論述了分布式發電與電能質量的關系。《電力系統電能質量》專有一章扼要說明用電設施的布線和接地對電能質量的影響，這在同類專業書中較少涉及。最后一章介紹電能質量監測技術，特別是在網絡化和智能化方面的新進展。

譯者序
原版序
致謝
作者簡介
第1章 概述
1.1 什么是電能質量？
1.2 電能質量——電壓質量
1.3 我們為什么要關注電能質量？
1.4 電能質量評估程序
1.5 誰使用這本書
1.6 內容綜述
第2章 術語和定義
2.1 詞匯一致的必要性
2.2 電能質量問題一般類別
2.3 瞬變現象
2.3.1 沖擊性瞬變現象
2.3.2 振蕩瞬變現象
2.4 長時間電壓變動
2.4.1 過電壓
2.4.2 欠電壓
2.4.3 持續中斷
2.5 短時間電壓變動
2.5.1 中斷
2.5.2 暫降
2.5.3 暫升（swell）
2.6 電壓不平衡
2.7 波形畸變
2.8 電壓波動
2.9 工頻變動
2.10 電能質量術語
2.11 有歧義的術語
2.12 CBEMA和ITI曲線
2.13 參考文獻
第3章 電壓暫降和中斷
3.1 暫降和中斷原因
3.2 電壓暫降性能的評估
3.2.1 脆弱性區域
3.2.2 設備對電壓暫降的敏感性
3.2.3 輸電系統暫降性能的評估
3.2.4 電力公司配電系統暫降性能的評估
3.3 保護措施的基本原理
3.4 終端用戶層的解決方案
3.4.1 鐵磁諧振變壓器
3.4.2 磁性合成器
3.4.3 有源串聯補償器
3.4.4 在線型UPS
3.4.5 備用型UPS
3.4.6 混合型UPS
3.4.7 電動機——發電機組
3.4.8 飛輪儲能系統
3.4.9 超導磁場儲能（SMES）裝置
3.4.10 靜態切換開關和快速切換開關
3.5 不同耐受性解決方案的經濟評估
3.5.1 評估電壓暫降事件的費用
3.5.2 表征可選解決方案的費用和效益
3.5.3 進行經濟分析比較
3.6 電動機啟動的暫降
3.6.1 電動機啟動的方法
3.6.2 全電壓啟動時暫降嚴重度的估計
3.7 電力公司系統故障清除的若干問題
3.7.1 過電流配合原則
3.7.2 熔斷器
3.7.3 重合
3.7.4 節省熔斷器
3.7.5 可靠性
3.7.6 取消節省熔斷器的影響
3.7.7 增加分段
3.7.8 線路中間或分支線重合器
3.7.9 瞬時重合
3.7.10 單相跳閘
3.7.11 限流式熔斷器
3.7.12 自適應繼電保護
3.7。13 忽視3次諧波電流
3.7.14 電力公司故障的預防
3.7.15 故障定位
3.8 參考文獻
第4章 瞬態過電壓
4.1 瞬態過電壓的來源
4.1.1 電容器投切
4.1.2 電容器投切瞬態的放大
4.1.3 雷電
4.1.4 鐵磁諧振
4.1.5 其他投切瞬態
4.2 過電壓保護的原則
4.3 過電壓保護裝置
4.3.1 避雷器及瞬態電壓浪涌限制器
4.3.2 隔離變壓器
4.3.3 低通濾波器
4.3.4 低阻抗電力調理器
4.3.5 電力公司避雷器
4.4 電力公司電容器操作瞬態
4.4.1 操作時間
4.4.2 合閘電阻器
4.4.3 同步合閘
4.4.4 電容器安裝地點
4.5 電力系統雷擊保護
4.5.1 屏蔽
4.5.2 線路避雷器
4.5.3 低壓側的浪涌
4.5.4 電纜的保護
……
第5章 諧波的基礎
第6章 實用諧波技術
第7章 電壓長時間變動
第8章 電能質量基準化評估
第9章 分布式發電和電能質量
第10章 布線與接地
第11章 電能質量監測

6.4.5 諧波的計算機分析——歷史及展望
現今電網所用的計算機分析，最普通是潮流計算的某種形式。大多數電力工程技術人員都有使用這類軟件的一些經驗。另一些通用的計算機軟件包括短路程序以及至少用于輸電系統的動態（暫態穩定）程序。諧波以及電磁暫態軟件由于其模型的復雜性，傳統上只是由一些專家使用。
熟知的潮流計算軟件，其公式一般不適于諧波分析。通用的軟件中，短路程序的回路模型較接近于電網中諧波潮流分析需要。事實上，在專用電力系統諧波分析軟件出現之前，許多分析人員用短路程序去計算諧波畸變，用手工調整不同頻率下的阻抗。這種計算，對于大學生有練習意義，但不值得讓熟練的工作人員經常重復做。當然，也可以用電磁暫態程序在時域上作分析，但這樣做更費時，而且用于大多數問題也太過分了。
現今大多數電力系統諧波分析都用專門開發的計算機程序在正弦穩態下進行。令人欣慰的是，許多電力系統分析軟件商在其軟件包中提供某些諧波分析功能，雖然這些包中主要應用軟件是潮流程序。了解究竟包括哪些諧波分析功能是有用的。和潮流算法不同，很少有開發人員寫技術文章介紹這方面的工作。因此，通過文獻來追溯電力系統諧波分析的歷史是相當困難的。本書使我們有機會了解在此領域幾位先驅者的貢獻，有助于理解現今所用的主要一些計算機軟件發展歷程。
在廣泛用計算機做諧波分析之前，電網諧波的研究常常使用模擬方法，例如在暫態網絡分析儀（TNA）上進行。在美國，20世紀70年代中期僅有幾臺TNA裝在幾家大型設備制造廠（主要在通用電氣公司、西屋電氣公司以及麥克格羅一愛迪生電網公司）里。由于使用不方便、費用較高，當時諧波研究一般只是在很特殊的場合（例如可能影響公用輸電系統的大型電弧爐設備入網）下才做。TNA通常至少有兩個變頻電源。因此普通的做法是用一個電源代表工頻，第二個電源代表非線性負荷，每次一個頻率。這個方法巧妙之處是對頻率做掃描，很快通過系統諧振點，不會造成供電破壞或者電抗器和電容器的損壞。
我們涉及諧波分析方面工作始于1975年，當時本書作者Dugan與麥克格羅一愛迪生公司合作在TNA上構建了第一個電弧爐模型，從而免用了第二個電源。同一年，為了克服用模擬方法做諧波分析的限制，在Dugan領導下的工作組開發了第一個大型電力系統諧波潮流自動分析的商用計算機專用程序。此程序稱為“網絡頻率響應分析程序（NFRAP）”。此程序用于佛吉尼亞（Virginia）電力公司研究投切220kV電容器組對輸電系統影響的研究。這是第一批用于此電壓等級上的電容器組。