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第一章 无功功率的基础概念1

第一节 交流电阻电路1

一、电阻电路中电压与电流的关系1

二、瞬时功率与平均功率2

三、电阻电路的能量转换3

第二节 交流电感电路3

一、电感电路中电压与电流的关系3

二、感性无功功率与磁场储能5

第三节 交流电容电路6

一、电容电路中电压与电流的关系6

二、容性无功功率与电场储能7

第四节 复合电路8

一、电阻与电感串联的电路8

二、电阻、电感、电容串联的电路9

三、并联补偿电路10

第五节 有功功率、无功功率及视在功率11

一、Q、S与P及cos？的关系11

二、复数与极坐标换算12

三、无功功率补偿计算13

第六节 功率因数的确定15

一、功率因数的瞬时值15

二、功率因数的平均值15

三、加权平均功率因数值16

第七节 无功功率的并联补偿16

第八节 按功率因数调整电费18

第九节 无功功率的经济当量20

第十节 无功负荷的测量21

第十一节 提高用户功率因数的经济效益22

第十二节 检查用户自然功率因数的节能意义23

第二章 无功负荷25

第一节 按设备分类论无功负荷的构成25

一、按设备分类工农业负荷的构成25

二、工矿企业提高功率因数降低产品成本26

第二节 三相异步电动机效率与功率因数26

一、三相异步电动机效率的定义26

二、三相异步电动机功率因数定义27

三、常用Y系列中小型电动机效率及功率因数保证值27

第三节 三相异步电动机效率及功率因数31

一、异步电动机效率31

二、异步电动机功率因数31

三、效率曲线及功率因数曲线的分析32

第四节 感应电动机的负载率与功率因数的关系36

一、电动机效率曲线及功率因数曲线绘制36

二、感应电动机典型负载率与功率因数及效率关系曲线37

第五节 感应电动机的合理使用与节能38

第六节 感应电动机降压运行以减少无功功率40

一、降低轻载感应电动机电压40

二、感应电动机的定子绕组由△形改为Y形42

第七节 △—Y接线的自动切换44

第八节 感应电动机定子绕组的几种改接方式46

一、双路并联定子绕组改接成单路串联46

二、并联双路星形绕组改成串联单路三角形47

三、并联双路三角形绕组改成并联双路星形47

四、并联双路三角形绕组改成串联单路星形47

五、其他改接方法48

第九节 怎样控制感应电动机的空载损失48

第十节 几种常用的切除空载电动机的装置49

一、机床半自动停机装置49

二、故障电控切除电动机装置50

三、冲床空载自动停机装置51

第十一节 限制工作机械空转的自动限制器的应用52

第十二节 感应电动机检修质量对功率因数的影响54

第十三节 异步电动机同步化54

第十四节 异步运行转为同步运行57

一、异步电动机改同步运行的四种电路57

二、控制电路57

第十五节 同步化计算59

一、转子参数计算59

二、励磁电压、电流的计算59

三、励磁电路60

第十六节 异步电动机同步化改造的发热校验62

一、温升测量62

二、集电环改造62

第十七节 异步电动机同步化改造实例63

第十八节 异步电动机同步化推广应用65

第十九节 同步电动机在工矿企业中的应用67

第二十节 变压器的无功损耗68

一、避免变压器轻载运行68

二、切除空载变压器69

第二十一节 工频感应电炉70

第二十二节 电焊机与弧焊变压器72

一、采用限制空载装置的节能效益72

二、交流电焊机手控型及简易型自动式开、停机装置72

三、三种交流电焊机空载自停装置的接线73

四、三种直流电焊机空载自停装置的接线77

第二十三节 晶闸管串级调速引起的无功损耗80

一、采用晶闸管串级调速的节能意义80

二、常规串调与超前导通串调的无功损耗80

第二十四节 跟随馈电系统与功率因数控制器82

一、电气传动系统中的跟随馈电82

二、功率因数控制原理82

三、FrankNola型功率因数控制器83

第二十五节 功率因数控制器的优异特性84

一、电动机工作电压可按负载率随意调节84

二、恒流软起动85

三、软停车86

四、过载保护及缺相保护87

第二十六节 功率因数控制器的应用实例88

第二十七节 变频调速技术的推广应用90

一、电动机变频调速技术的发展前景90

二、变频器的功率因数90

第二十八节 三种变频器功率因数分析92

一、PAM（PulseAmplitudeModulation）脉幅调制方式调节电压92

二、PWM（PulseWidthModulation）脉宽调制逆变方式92

三、PWM脉宽调制整流器92

四、三类变频器的功率因数92

第二十九节 大型硅整流装置的功率因数93

第三十节 各种工业设备的无功功率94

第三十一节 典型工厂及车间的无功负荷96

第三十二节 工业分行业无功负荷的构成99

第三十三节 农业用电的无功负荷100

一、农业用电的无功负荷100

二、降低无功损耗的措施101

三、农业用电的无功补偿102

第三十四节 市政用电及生活用电的功率因数104

一、市政、生活用电的功率因数104

二、照明及家用电器设备的功率因数104

第三章 发电厂的无功电源105

第一节 电力系统的无功电源结构105

一、无功电源结构105

二、无功需要系数106

第二节 火力发电厂的无功出力108

一、汽轮发电机108

二、同步调相机109

第三节 发电机的励磁电流与无功出力的关系111

第四节 带负载发电机的励磁电流与无功出力的关系112

一、正常励磁情况113

二、过励磁情况113

三、欠励磁情况114

第五节 同步发电机的U形曲线114

第六节 同步发电机的无功出力115

一、有功出力与无功出力的极限值115

二、同步发电机的通用P—Q曲线116

第七节 同步发电机轻载运行118

一、凸极同步发电机119

二、隐极同步发电机120

第八节 水电站的调相运行121

一、水电站的压气调相121

二、压气机及贮气筒的容量122

三、中小型水电站及电力排灌站的调相运行122

第九节 火力发电厂的调相运行123

一、发电机与汽轮机分离运行123

二、汽轮发电机的无蒸汽运行124

第十节 调相机的起动电抗器124

一、电抗计算124

二、电抗值的选择125

三、额定电流126

四、起动电抗器特性曲线126

第十一节 同步发电机的自励磁128

第十二节 同步自励磁、异步自励磁及强制自励磁131

第十三节 同步发电机自励磁实例132

一、一台凸极发电机同步自励磁例子132

二、隐极发电机异步自励磁举例133

三、凸极发电机强制自励磁举例133

第十四节 影响自励磁的因素133

一、频率的影响133

二、发电机容量、短路比、台数影响134

三、输电线电压、长度与分裂导线的影响134

四、变压器感抗、电压与分接头的影响134

第十五节 发电机（变压器）中性点消弧线圈接地135

一、接地电容电流计算136

二、消弧线圈容量及台数计算137

三、发电机中性点、变压器中性点安装消弧线圈接地实例140

第四章 变电所的无功功率142

第一节 电力系统中的无功补偿装置143

第二节 输电线路的电容性功率144

第三节 移相电容器的类型146

第四节 移相电容器的补偿方式148

一、个别补偿的适用范围148

二、分组补偿与集中补偿149

第五节 移相电容器组的接线方式150

一、低压个别补偿150

二、分组补偿151

三、集中补偿152

第六节 移相电容器及其辅助电气设备计算152

一、移相电容器的容量计算152

二、移相电容器的辅助电气设备与保护153

三、移相电容器的放电设备154

第七节 移相电容器组的运行155

一、正常运行电压155

二、允许过电流155

三、电网谐波的影响156

四、电容器投入时的涌流157

五、防止电容器组投切引起的操作过电压157

第八节 功率因数自动调节157

一、按功率因数控制158

二、按母线电压控制159

三、按负荷电流控制159

四、按昼夜时间控制160

五、按无功功率的超前与滞后控制161

六、按功率因数控制并按电压及负荷校正162

第九节 静止无功补偿装置（SVC）163

一、静止无功补偿装置的性能163

二、静止无功补偿装置的种类164

第十节 TCR+TSC+FC组合型静止无功补偿装置165

一、TCR运行特性165

二、TSC运行特性168

第十一节 一个TCR+TSC+FC带滤波器组合型静止无功补偿装置实例171

一、TCR+TSC+FC无功补偿容量的确定171

二、TCR回路的容量确定172

三、由晶闸管的额定电流确定TSC容量173

四、FC回路的容量确定173

第十二节 静止无功补偿装置中的滤波器173

一、单调谐低通滤波器174

二、高通滤波器175

三、7次谐波滤波器176

第十三节 静止无功补偿装置的控制177

一、提高功率因数和维持母线电压的控制177

二、无功功率设置值的控制178

三、补偿不平衡负荷的控制179

第十四节 国外无功静止补偿发展概况181

一、西欧几种无功补偿装置181

二、负荷型静止无功补偿装置182

三、线路型静止无功补偿装置185

第十五节 线路型静止无功补偿装置的选型187

一、线路型静止无功补偿装置选型187

二、调相机、静止无功补偿装置、电容电抗器组的选择187

第十六节 闪变的概念及其防止对策189

第十七节 330～500/220kV变电所自动电压无功功率控制系统190

一、AVQC技术原则190

二、AVQC基本功能191

第十八节 110～220kV/10～35kV变电所无功功率、电压综合控制192

第五章 电动机无功功率就地补偿196

第一节 电动机无功就地补偿技术的发展196

第二节 无功就地补偿的效益与使用范围197

一、无功就地补偿的效益197

二、无功就地补偿器的适用范围197

三、无功就地补偿器的技术参数与单机补偿容量估算197

第三节 无功就地补偿的几个实例198

第四节 防止电动机自励磁与过电压200

一、防止自励磁200

二、防止过电压200

第五节 电源切断后，补偿电容器向电动机放电202

一、电源切断后，防止维持电压时间过长202

二、电源切断后，补偿电容器放电202

第六节 防止谐波与涌流203

一、电网谐波的危害及抑制203

二、电容器投入时的涌流204

第七节 常用电动机无功补偿容量表205

第八节 放电电阻与电抗器计算209

一、放电电阻计算209

二、电抗器计算210

第六章 电力网及电力系统中的无功功率212

第一节 一个280万kW电网中的无功功率特征和存在问题212

第二节 电力系统无功功率宏观控制对策215

第三节 负荷静态特性与控制无功功率的节能效益218

第四节 超高压输电线路的无功功率220

一、超高压输电线路的发展历史220

二、超高压输电线的电容和互电容220

三、线路充电功率221

第五节 波阻抗与Ferrentia效应222

一、波阻抗与自然功率222

二、双曲线函数的应用223

三、Ferrentia效应及其防止对策227

第六节 超高压输电线的动态无功补偿228

第七节 潜供电流问题229

第八节 几种典型的负荷无功功率电压静态特性曲线230

第九节 无功电源电压静态特性233

第十节 电网低电压运行的危害性及其防止对策235

一、对电网电压规定235

二、电网低电压运行的危害性236

三、防止电网低电压的对策237

第十一节 电力网中的无功静态稳定与电网电压崩溃237

一、无功静态稳定238

二、无功功率不足引起电网电压崩溃238

三、电压崩溃的诱因及其防止对策239

第十二节 冲击性无功功率引起电网电压波动240

一、冲击性无功功率240

二、冲击性无功功率引起电网电压波动240

三、电弧炉电压波动的处置241

四、抑制电网电压波动的措施242

第十三节 电网频率对于无功负荷的影响242

第十四节 电力网高次谐波污染244

一、电力网高次谐波污染244

二、电压正弦波形畸变率极限值和谐波电流允许值245

三、谐波电压、电流正弦波形畸变率计算246

第十五节 电容器组接入电网引起高次谐波电压、电流放大及其防范措施249

一、移相电容器组串接电抗器249

二、防止高次谐波危害的措施251

三、电容器组的谐波过载能力251

四、电容电抗器组的分组容量251

第十六节 高压直流输电的无功功率252

一、整流器与逆变器的无功损耗253

二、换流站的无功补偿253

第十七节 电力网的经济功率因数254

一、输电线的经济功率因数255

二、各级变电所的经济功率因数256

第十八节 技术经济比较方法258

一、折回年限法258

二、计算费用法258

三、考虑时间因素的计算费用法259

第七章 电力网的电压与无功功率管理260

第一节 电力网的电压管理261

一、电压允许偏差261

二、变压器调压方式及调压范围261

三、电力系统电压的调整原则262

四、电力系统和用户受电端的电压监测与考核262

五、编制中枢点的电压曲线263

六、一个实例——介绍C网电压管理263

第二节 电力网的无功功率管理264

一、发电厂、变电所的调压及无功补偿设备的管理264

二、电力用户的功率因数及无功补偿设备的管理265

三、无功补偿设备的选用265

第三节 无功功率平衡266

一、无功功率的标么值266

二、无功功率平衡268

三、无功负荷的峰谷差与无功电源的可调容量270

第四节 无功电源容量预测及平衡272

一、无功负荷预测272

二、220kV及以下电网无功平衡273

三、330～500kV电网无功平衡274

四、无功电源的调节容量预测275

第五节 电压与无功功率管理工作的实施276

一、网局电压与无功功率管理工作经验276

二、省局电压与无功功率管理工作经验277