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第一章 负荷补偿理论 1

1.1 引言：补偿的必要性 2

1.2 负荷补偿的目的 3

1.3 理想补偿器 6

1.4 实际考虑 7

1.4.1 要求补偿的负荷 7

1.4.2 供电质量的验收标准 9

1.4.3 负荷补偿器的技术条件 10

1.5 补0偿的基本理论：单相系统中的功率因数校正和电压调整 11

1.5.1 功率因数及其校正 12

1.5.2 电压调整 16

1.6.1 电感负荷变化时的电压调整 22

1.6 近似的无功功率特性 22

1.6.2 功率因数改善 25

1.6.3 无功功率的偏置 27

1.7 例 28

1.7.1 求获得恒定电压的补偿 29

1.7.2 求获得单位功率因数的补偿 32

1.8 作为电压调整器的负荷补偿器 32

1.9 不对称负荷的相平衡和功率因数校正 37

1.9.1 理想补偿导纳网络 38

1.9.2 用对称分量法分析负荷补偿 44

1.10 小结 54

附录 54

参考文献 58

第二章 输电系统中稳态无功功率控制理论 59

2.1 引言 61

2.1.1 历史背景 61

2.1.2 交流功率传输的基本要求 62

2.1.3 影响稳定性和电压控制的工程因素 66

2.2 无补偿的输电线路 67

2.2.1 电气参数 67

2.2.2 输电线路的基本方程式 69

2.2.3 波阻抗和自然负荷 70

2.2.4 无补偿线路的开路运行 73

2.2.5 无补偿线路的带负荷运行：线路长度、负荷功率、功率因数对电压和无功功率的影响 79

2.2.6 无补偿线路的带负荷运行：最大功率和稳定性研究 86

2.3.1 补偿类型：等效Z0，等效θ和分段补偿 96

2.3 有补偿的输电线路 96

2.3.2 无源和有源补偿器 98

2.3.3 均匀分布的固定补偿 101

2.3.4 均匀分布可调节并联补偿 111

2.4 无源并联补偿 115

2.4.1 用并联电抗器控制开路电压 115

2.4.2 用可投切并联补偿控制电压 121

2.4.3 中点并联电抗器或电容器 122

2.5 串联补偿 129

2.5.1 串联补偿的目的及其实践上的限制因素 129

2.5.2 在输电线中点安装串联电容器和并联电抗器的对称线路 130

2.5.3 串联补偿线路的实例 136

2.6.1 基本概念 141

2.6 分段补偿（动态并联补偿） 141

2.6.2 中点补偿器的动态运行 144

2.6.3 输电线路分段补偿实例 149

参考文献 151

第三章 输电系统的无功功率补偿和动态运行性能 152

3.1 引言 152

3.1.1 电力系统的动态特性 152

3.1.2 对可调节无功补偿的要求 153

3.2 四个特征时段 154

3.2.1 暂态时段 157

3.2.2 第一次摇摆时段和暂态稳定性 160

3.2.3 振荡时段 163

3.3 无源并联补偿 165

3.2.4 补偿与系统动态特性 165

3.3.1 暂态时段 166

3.3.2 第一次摇摆时段 169

3.3.3 振荡时段 171

3.3.4 无源并联补偿小结 171

3.4 静止补偿器 171

3.4.1 暂态时段 172

3.4.2 第一次摇摆时段 186

3.4.3 静止并联补偿对暂态稳定性的影响 189

3.4.4 振荡时段 200

3.4.5 用静止补偿防止电压不稳定 203

3.4.6 补偿器动态运行性能小结 205

3.5 同步调相机 208

3.5.1 暂态时段 209

3.5.2 第一次摇摆和振荡时段 211

3.6 串联电容器补偿 211

3.6.1 暂态时段 212

3.6.2 第一次摇摆和暂态稳定性 212

第四章 静止补偿器的原理 213

3.6.3 振荡时段 215

3.7 小结 216

参考文献 217

4.1 补偿器的应用 218

4.1.1 静止补偿器的性质 218

4.1.2 补偿器的主要型式 220

4.2.1 运行原理 222

4.2 可控硅控制电抗器（TCR）及和TCR有关的其他补偿器 222

4.2.2 基频电压／电流特性 225

4.2.3 谐波 227

4.2.4 可控硅控制变压器（TCT） 231

4.2.5 带并联电容器的TCR 231

4.2.6 控制策略 235

6.2 基本结构 237

4.2.7 TCR补偿器的其他运行性能 242

4.3 可控硅投切电容器 245

4.3.1 运行原理 245

4.3.2 操作过渡过程和无过渡过程操作的概念 247

4.3.3 电压／电流特性 255

4.4 饱和电抗器型补偿器 257

4.4.1 运行原理 258

4.4.2 电压／电流特性 261

4.5 小结 263

4.6 进一步的要求与发展 266

第五章 可控硅控制器的设计 267

5.1 可控硅 267

5.2 作为开关的可控硅额定值 268

5.3 关于热过程的一些考虑 271

5.4 可控硅控制器介绍 272

5.4.1 一般介绍 272

5.4.2 R-C减振器电路 275

5.4.3 开通能量 277

5.4.4 过电压保护 279

5.4.5 运行过程中可控硅控制器损耗的变化 280

5.5.1 一次过滤空气系统 281

5.5 冷却系统 281

5.5.2 一次过滤空气系统的一些改变 283

5.5.3 再循环空气系统 283

5.5.4 液冷系统 284

5.5.5 关于冷却系统的综合评论 284

5.6 可控硅控制器一例 284

参考文献 286

第六章 现代静止补偿器一例 287

6.1 引言 287

6.3 主要元件的说明 290

6.4 可控硅控制器的控制系统 296

6.5 性能试验 299

第七章 串联电容器 302

7.1 引言 302

7.2 历史 303

7.3 通用设备的设计 305

7.3.1 电容器 305

7.3.2 熔断器 307

7.3.3 补偿需考虑的因素 307

7.3.4 实际布置 308

7.4 保护装置 309

7.5 串联电容器重新接入的方案 317

7.6 非线性电阻保护装置 318

7.7 串联电容器的共振效应 323

7.8 小结 327

参考文献 327

第八章 同步调相机 328

8.1 引言 328

8.2 同步调相机的设计特点 329

8.3 基本电气特性 332

8.3.1 电机常数 332

8.3.2 相量图 333

8.3.3 V形曲线 335

8.3.4 简化等值电路及等效容量 336

8.4 调相机的运行 337

8.4.2 事故无功电源 338

8.4.1 电力系统的电压控制 338

8.4.3 暂态摆动最小化 341

8.4.4 调相机在高压直流输电中的应用 344

8.5 起动方法 347

8.5.1 用起动电动机起动 347

8.5.2 降压起动 349

8.5.3 静止起动 350

8.6 调相机站的设计依据 352

8.6.1 基本布置（单线图） 352

8.6.2 控制和保护 354

8.6.3 辅助系统 354

8.7 小结 355

参考文献 356

9.1 引言 357

第九章 无功补偿与电弧炉 357

9.2 作为电负荷的电弧炉 358

9.2.1 炼钢厂中的电弧炉 358

9.2.2 电弧炉对供电的要求 358

9.3 闪烁及其补偿原则 365

9.3.1 闪烁问题的一般性质 365

9.3.2 闪烁补偿对策 370

9.3.3 补偿器的类型 375

9.4 可控硅控制补偿器 376

9.4.1 补偿器无功功率和可控硅控制角之间的关系 377

9.4.2 无功功率需求的确定 383

9.5.1 带分接头电抗器／饱和电抗器型补偿器 385

9.4.3 用TCR补偿器得到的闪烁补偿结果举例 385

9.5 饱和电抗器型补偿器 385

9.5.2 多相谐波补偿自饱和电抗器补偿器 388

参考文献 391

第十章 谐波 394

10.1 引言 394

10.2 谐波源 394

10.3 谐波对电气设备的影响 401

10.4 谐振、并联电容器和滤波器 403

10.5 滤波器系统 411

10.6 电话干扰 416

参考文献 419

11.1 引言 420

第十一章 无功功率配合 420

11.2 无功功率管理 421

11.2.1 电力工业无功管理的目标 422

11.2.2 电力工业无功管理的实践 423

11.2.3 建立数学模型 423

11.2.4 无功调度给输电带来的好处 426

11.2.5 无功调度方面的经验 428

11.2.6 无功管理对设备的影响 428

11.3 小结 430

参考文献 430

参考书目 432