发电厂变电所及电力系统的无功功率PDF电子书下载

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