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第1章　谐波畸变的基本原理及电力系统的电能质量指标1

1.1 引言1

1.2　谐波基本理论2

1.3　线性和非线性负载3

1.3.1　线性负载3

1.3.2　非线性负载5

1.4　傅里叶级数8

1.4.1　正交函数10

1.4.2　傅里叶系数11

1.4.3　偶函数11

1.4.4　奇函数12

1.4.5　波形对称的影响12

1.4.6　利用傅里叶级数计算谐波的例子12

1.5　谐波畸变下的电能质量指标14

1.5.1　总谐波畸变率14

1.5.2　总负荷畸变率14

1.5.3　电话干扰因数（TIF）15

1.5.4 C信息指标15

1.5.5 I·T与V·T15

1.5.6 K因数15

1.5.7　位移、畸变和总功率因数16

1.5.8　电压相关参数16

1.6　非正弦条件下的电量17

1.6.1　瞬时电压和瞬时电流17

1.6.2　瞬时功率17

1.6.3　有效值17

1.6.4　有功功率17

1.6.5　无功功率17

1.6.6　视在功率18

1.6.7　三相平衡系统中的电压18

1.6.8　三相不平衡系统中的电压19

参考文献20

第2章　谐波源21

2.1 引言21

2.2　谐波畸变的特征22

2.3　传统谐波源25

2.3.1　变压器26

2.3.2　旋转电机30

2.3.3　功率变流器31

2.3.4　荧光灯42

2.3.5　电炉43

2.4　未来的谐波源44

参考文献44

第3章　谐波等级的标准化46

3.1 引言46

3.2　谐波畸变限制值47

3.2.1　符合IEEE-519:1992标准48

3.2.2　符合IEC谐波畸变限制值51

参考文献53

第4章　谐波对配电系统的影响54

4.1　引言54

4.2　变压器的热效应54

4.2.1　中性线过载55

4.3　电容器组的混合效应55

4.3.1　过载55

4.3.2　谐振条件56

4.3.3　熔断器误动57

4.4　电子继电器的异常动作57

4.5　照明设备58

4.6 电话干扰58

4.7　旋转电机的热效应58

4.8　旋转电机中的脉动转矩59

4.9　固态设备的异常动作64

4.10　谐波环境下电缆和设备运行中应考虑的问题64

4.10.1　发电机64

4.10.2　导线65

4.10.3　能量计量设备66

参考文献66

第5章　谐波测量67

5.1 引言67

5.2　谐波测量的相关问题68

5.2.1　谐波测量原因68

5.2.2　谐波测量方法68

5.2.3　谐波测量重点69

5.2.4　谐波测量位置69

5.2.5　谐波测量持续时间70

5.3　测量步骤71

5.3.1　设备71

5.3.2　互感器71

5.4　其他问题72

参考文献73

第6章　谐波滤波技术74

6.1 引言74

6.2　无源滤波器设计概述74

6.3　单调谐滤波器75

6.3.1　单调谐滤波器设计方程77

6.3.2　并联谐振点77

6.3.3 品质因数80

6.3.4　滤波元件的推荐运行值82

6.3.5　不平衡检测83

6.3.6　滤波器的选择和性能评估83

6.4　带通滤波器84

6.5　无源滤波器设计过程中需要考虑的相关问题86

6.6　调谐滤波器的设计方法87

6.6.1　选择电容器组将功率因数提高到0.9～0.9587

6.6.2　在串联电容器中选择合适的调谐电抗器87

6.6.3　根据IEEE-18标准确定电容器的运行参数87

6.6.4　检测谐振条件88

6.7　例1：5次谐波滤波器的功率因数电容器组整定88

6.8　例2：单调谐滤波器的数字仿真91

6.9　例3：利用高通滤波器控制发电机终端的谐振条件98

6.10　例4：利用德克萨斯大学的HASIP程序软件来比较几个谐波抑制方案101

参考文献106

第7章　降低谐波畸变限制值的其他方法107

7.1 引言107

7.2　网络拓扑重构108

7.3　供电模式刚性增长108

7.4　利用多脉波变流器消除谐波109

7.5　作为谐波抑制元件的串联电抗器111

7.6　相位平衡112

7.6.1　相电压的不平衡112

7.6.2　相电压不平衡的影响112

参考文献113

第8章　谐波分析114

8.1 引言114

8.2　电源频率与谐波电流传播114

8.3　谐波源的表示方法119

8.3.1　干扰的时间／频率特性119

8.3.2　谐振条件122

8.3.3　瞬时脉冲型谐波123

8.4　谐波传播123

8.5　谐波电流通量124

8.5.1　建模方法125

8.5.2　单相建模与三相建模126

8.5.3　架空线和电缆模型126

8.5.4　谐波分析的变压器模型127

8.5.5　功率因数校正电容器128

8.6　交流系统与负载参数的相互关系128

8.6.1　配电系统中的一些细节问题129

8.6.2　工业设施中的一些细节问题130

8.7　分析方法131

8.7.1　简化计算131

8.7.2　利用商业软件进行仿真132

8.8　谐波分析的例子133

8.8.1　变压器并网过程中产生的谐波电流133

8.8.2 A相接地故障135

参考文献138

第9章　谐波环境下功率损耗的基本理论139

9.1 引言139

9.2　谐波引起的功率损耗的含义139

9.3　电力设备与配电系统中的功率损耗141

9.4　设备中的谐波损耗141

9.4.1 电阻元件141

9.4.2　变压器143

9.5　确定K因数的例子144

9.6　旋转电机145

参考文献147