電力系統(tǒng)諧波

目錄
譯者序
原書序
原書前言
作者簡介
第1章 電力系統(tǒng)諧波1
1.1非線性負載1
1.2非線性負載的增加2
1.3諧波的影響3
1.4畸變的波形3
1.4.1諧波和電能質(zhì)量4
1.5諧波和序列分量5
1.5.1電力系統(tǒng)部件的序列阻抗6
1.6諧波指數(shù)6
1.6.1諧波因數(shù)6
1.6.2常用諧波指數(shù)方程6
1.6.3電話影響因數(shù)7
1.7功率因數(shù)、畸變因數(shù)和總功率因數(shù)8
1.8功率理論9
1.8.1單相正弦電路9
1.8.2單相非正弦電路9
1.8.3三相系統(tǒng)11
1.8.4非正弦和不平衡三相系統(tǒng)13
1.8.5瞬時功率理論17
1.9諧波的放大和衰減18
參考文獻19
第2章 傅里葉分析21
2.1周期函數(shù)21
2.2正交函數(shù)22
2.3傅里葉級數(shù)和系數(shù)22
2.4奇對稱24
2.5偶對稱24
2.6半波對稱25
2.7諧波譜28
2.8傅里葉級數(shù)的復(fù)數(shù)形式29
2.9傅里葉變換30
2.9.1一些常用函數(shù)的傅里葉變換32
2.10狄利克雷條件36
2.11函數(shù)的功率譜38
2.12卷積39
2.12.1時域卷積39
2.12.2頻域卷積39
2.12.3卷積導(dǎo)數(shù)定理40
2.12.4帕塞瓦爾定理41
2.13采樣波形：離散傅里葉變換41
2.13.1泄漏44
2.13.2柵欄效應(yīng)45
2.14快速傅里葉變換46
2.14.1信號流圖49
參考文獻50
第3章 諧波產(chǎn)生151
3.1變壓器中的諧波52
3.1.1雙繞組變壓器線性模型52
3.1.2B-H曲線和勵磁電流峰值54
3.1.3變壓器結(jié)構(gòu)和繞組聯(lián)結(jié)的影響54
3.1.4心式變壓器諧波控制55
3.2變壓器的運行57
3.2.1變壓器的直流鐵心飽和57
3.2.2和應(yīng)浪涌電流58
3.3三相變壓器的三角形繞組60
3.3.1三相變壓器的相移60
3.3.2負序分量的相移61
3.3.3飽和引起的畸變64
3.3.4地磁感應(yīng)電流65
3.4旋轉(zhuǎn)電機繞組中的諧波66
3.4.1繞組電動勢67
3.4.2分布因子68
3.4.3電樞反應(yīng)68
3.5感應(yīng)電動機的齒槽和爬行69
3.5.1諧波感應(yīng)轉(zhuǎn)矩70
3.5.2諧波同步轉(zhuǎn)矩70
3.5.3電機中的齒紋波72
3.6同步發(fā)電機73
3.6.1電壓波形73
3.6.2 3次諧波電壓和電流74
3.7電流互感器的飽和75
3.8鐵磁諧振76
3.8.1串聯(lián)鐵磁諧振77
3.8.2并聯(lián)鐵磁諧振79
3.9電力電容器80
3.10輸電線路81
參考文獻81
第4章 諧波產(chǎn)生282
4.1靜態(tài)功率變換器82
4.2單相橋式電路82
4.2.1相位調(diào)控83
4.3換流器的無功功率要求86
4.4三相橋式電路88
4.4.1用相位乘法消除諧波91
4.4.2源阻抗的影響91
4.5輸出（直流）側(cè)的諧波94
4.6逆變器工作96
4.7二極管橋式變換器99
4.7.1三相半控橋式變換器99
4.8開關(guān)電源101
4.9家用電器102
4.10電弧爐103
4.10.1感應(yīng)加熱104
4.11周波變換器105
4.12晶閘管控制電抗器108
4.13脈沖寬度調(diào)制110
4.13.1單脈沖寬度調(diào)制112
4.13.2多脈沖寬度調(diào)制112
4.13.3正弦脈沖寬度調(diào)制113
4.14電壓源換流器114
4.14.1 三電平換流器115
4.15風(fēng)力發(fā)電116
4.15.1直接耦合感應(yīng)發(fā)電機117
4.15.2通過全功率換流器連接到電網(wǎng)的感應(yīng)發(fā)電機118
4.15.3雙饋感應(yīng)發(fā)電機118
4.15.4風(fēng)電場中的諧波118
4.16熒光燈122
4.17可調(diào)速驅(qū)動器123
4.17.1電壓反饋逆變器124
4.17.2電流源逆變器124
4.17.3負載換相逆變器124
4.17.4周波變換器124
4.18脈沖突發(fā)調(diào)制126
4.19斬波電路和電牽引127
4.20轉(zhuǎn)差頻率恢復(fù)系統(tǒng)128
4.21功率半導(dǎo)體器件130
參考文獻131
第5章 間諧波和閃變133
5.1間諧波133
5.1.1次同步間諧波（次諧波）133
5.2間諧波的來源133
5.2.1不完善的系統(tǒng)條件133
5.2.2可調(diào)速驅(qū)動器的間諧波135
5.2.3高壓直流輸電系統(tǒng)136
5.2.4周波變換器138
5.3電弧爐139
5.3.1感應(yīng)爐141
5.4間諧波的影響142
5.5減少間諧波144
5.6閃變144
5.6.1可見光的限制144
5.6.2規(guī)劃和兼容等級145
5.6.3電弧負載引起的閃變146
5.7閃變測試148
5.8閃變的控制149
5.8.1使用STATCOM控制閃變150
5.9閃變和間諧波的追蹤方法151
5.9.1有功功率指數(shù)法151
5.9.2阻抗分析法152
5.9.3無功負載電流分量法152
5.10扭轉(zhuǎn)分析154
5.10.1穩(wěn)態(tài)激振154
5.10.2機械系統(tǒng)的激振155
5.10.3分析157
5.11次同步諧振158
5.11.1輸電線路的串聯(lián)補償158
5.11.2高壓直流輸電系統(tǒng)次同步諧振159
5.11.3次同步諧振驅(qū)動系統(tǒng)161
參考文獻164
第6章 源端諧波抑制167
6.1相位倍增167
6.2變量拓撲結(jié)構(gòu)169
6.3商業(yè)負載的諧波消除170
6.4 PWM 可調(diào)速驅(qū)動器的輸入電抗器 173
6.5有源濾波器173
6.5.1并聯(lián)連接174
6.5.2串聯(lián)連接174
6.5.3有源濾波器的組合178
6.5.4有源濾波器配置178
6.5.5有源濾波器控制178
6.5.6瞬時無功功率補償179
6.5.7頻域中的校正182
6.6有功電流波整形182
6.7有源和無源濾波器的混合連接184
6.8阻抗源逆變器186
6.9矩陣變流器190
6.10多電平逆變器192
6.10.1飛跨電容（電容鉗位）逆變器194
6.10.2采用H橋變流器的多電平逆變器194
6.10.3 THMI逆變器195
6.11諧波控制的開關(guān)算法197
6.12多項式合成理論198
6.12.1特定應(yīng)用199
參考文獻202
第7章 諧波的估計和測量204
7.1無紋波波形205
7.1.1諧波估計的幾何結(jié)構(gòu)206
7.1.2使用IEEE 519公式估計諧波估計207
7.2含紋波的波形212
7.2.1用圖解法估計含有紋波的諧波213
7.2.2分析計算218
7.2.3直流電抗器的作用219
7.3諧波的相角221
7.4諧波的測量227
7.4.1監(jiān)測持續(xù)時間227
7.4.2 IEC標準61004-7 227
7.4.3間諧波的測量228
7.5測量設(shè)備229
7.5.1測量儀器的規(guī)格229
7.5.2測量結(jié)果的呈現(xiàn)229
7.6諧波測量傳感器231
7.7表征測量數(shù)據(jù)232
7.8概率理論233
7.8.1直方圖與概率密度函數(shù)236
7.8.2概率分布函數(shù)237
7.8.3回歸方法：最小二乘估計237
7.9隨機相角諧波矢量求和239
7.10中心極限定理241
7.11卡爾曼濾波241
參考文獻243
第8章 諧波的影響245
8.1旋轉(zhuǎn)電機245
8.1.1感應(yīng)電動機245
8.1.2轉(zhuǎn)矩降額246
8.1.3脈動磁場和動態(tài)應(yīng)力247
8.2負序電流對同步發(fā)電機的影響248
8.3絕緣應(yīng)力249
8.3.1共模電壓250
8.3.2軸承電流和軸電壓251
8.3.3電纜類型和長度的影響251
8.4變壓器255
8.4.1變壓器損耗255
8.4.2提供非線性負載的變壓器的降額256
8.4.3繞組渦流的諧波損耗因數(shù)258
8.4.4其他雜散損耗的諧波損耗因數(shù)259
8.4.5干式變壓器的計算259
8.4.6液浸變壓器的計算261
8.4.7變壓器的UL K因數(shù)263
8.4.8變壓器浪涌電流264
8.5電纜265
8.6電容器266
8.7電壓凹陷267
8.8電磁干擾267
8.8.1 FCC規(guī)范271
8.9中性點過載271
8.10保護繼電器和保護儀表272
8.10.1現(xiàn)代多功能微處理器繼電器274
8.10.2計量和儀表274
8.11斷路器和熔絲274
8.12電話干擾系數(shù)275
8.12.1噪聲計加權(quán)276
參考文獻278
第9章 諧波諧振280
9.1雙端口網(wǎng)絡(luò)280
9.1.1高通和低通電路281
9.1.2半功率頻率282
9.2串并聯(lián)RLC電路諧振283
9.2.1串聯(lián)RLC電路283
9.2.2并聯(lián)RLC電路286
9.3實際LC諧振槽路290
9.4電抗曲線292
9.5福斯特網(wǎng)絡(luò)294
9.6諧波諧振295
9.7配電系統(tǒng)中的諧波諧振298
9.8諧振問題的不確定性301
9.9單調(diào)諧濾波器引起的諧振302
9.10改善功率因數(shù)的開關(guān)電容器303
9.10.1附近的諧波負載304
9.11二次諧振304
9.12配電饋線中的多重諧振307
9.13變壓器繞組的部分繞組諧振309
9.14復(fù)合諧振311
9.15輸電線路諧振313
9.16零序諧振313
9.17諧波諧振影響因素313
參考文獻314
第10章 標準中的諧波畸變限值315
10.1諧波限值標準 315
10.1.1 IEC標準316
10.1.2 IEEE519 316
10.2 IEEE519中的諧波電流和電壓限值316
10.3公共連接點（PCC）318
10.4應(yīng)用IEEE519諧波畸變限值 319
10.5諧波時變特性320
10.6 IEC諧波電流發(fā)射限值 323
10.7電壓質(zhì)量325
10.7.1 IEEE519電壓畸變限值325
10.7.2 IEC電壓畸變限值325
10.7.3間諧波的限值326
10.8換相槽口328
10.9實際電力系統(tǒng)應(yīng)用限制 331
參考文獻332