1 频率变化 1
1.1 频率质量指标 2
1.2 频率测量 3
1.3 负荷—频率特性 4
1.3.1 电动机负荷 4
1.3.2 电容器组和谐波滤波器 5
1.3.3 电网中的变压器和线圈 5
1.4 频率对用户设备的影响 5
1.4.1 频率变化对异步电动机的影响 6
1.4.2 频率变化对电抗器的影响 8
1.5 汽轮机转速控制 8
1.6 电力系统中的频率控制 11
1.6.1 综合负荷 11
1.6.2 发电机特性曲线 12
1.6.3 系统特性与控制原理 13
1.6.4 孤岛电网和互联系统的频率控制 15
1.6.5 频率控制:一次调频、二次调频、三次调频 15
1.6.6 负荷—频率控制在技术和组织结构方面的要求 18
参考文献 19
2 供电连续性 20
2.1 配电可靠性 20
2.1.1 基于用户的指标 21
2.1.2 基于负荷的指标 22
2.1.3 电力公司指标的变化 22
2.2 供电质量 23
2.2.1 用户服务质量 23
2.2.2 供电连续性 24
2.2.3 电压质量 24
2.3 影响可靠性指标的因素 26
2.3.1 可靠性指标报告 27
2.3.2 不同供电类型的差别 28
2.4 提高可靠性 29
2.4.1 电力公司的改进方案 29
2.4.2 定制电力设备 31
2.5 可靠性的成本、市场和价值 32
2.5.1 终端用户负荷容量和停电持续时间影响成本 32
2.5.2 可靠性市场 33
2.5.3 可靠性价值:宏观描绘 33
2.5.4 可靠性事件对终端用户生产力的影响 35
2.5.5 终端用户设备运行时间与可靠性对比 36
参考文献 37
3 配电系统电压控制 38
3.1 现象描述 38
3.2 扰动源 39
3.3 扰动的影响 40
3.3.1 负荷模型 40
3.3.2 电压降落 40
3.3.3 电压稳定性 41
3.4 消除影响的方法 44
3.4.1 发电机励磁控制 44
3.4.2 变压器变比调节 45
3.4.3 改变无功潮流调压 46
3.4.4 改变网络阻抗调压 48
3.4.5 节点电压优化 49
3.5 标准 49
3.5.1 电网正常运行条件下电压标准 49
3.5.2 电网受干扰运行条件下电压标准 49
3.5.3 中低压配电网电压标准 49
参考文献 49
4 电压暂降与短时间停电 51
4.1 现象描述 51
4.2 特征 54
4.2.1 电压暂降持续时间 54
4.2.2 电压暂降幅值 54
4.3 起因 56
4.3.1 电压暂降的起因 56
4.3.2 短时间停电的起因 58
4.4 影响 58
4.4.1 IT设备及控制系统 59
4.4.2 接触器与继电器 60
4.4.3 感应电动机 61
4.4.4 同步电动机 61
4.4.5 可调速驱动装置 61
4.4.6 高压气体放电灯泡 62
4.5 缓解措施 62
4.5.1 减少故障次数 62
4.5.2 减小故障清除时间 62
4.5.3 改变供电系统配置 63
4.5.4 电压稳定器 64
4.5.5 提高设备免疫力 64
4.6 测量 66
4.6.1 测量原理 66
4.6.2 统计分析方法 74
4.6.3 凹陷域 75
4.7 合同 76
4.7.1 测量时间 77
4.7.2 电压参考值 77
4.7.3 测量仪器的连接方式和位置 77
4.7.4 测量仪器的技术规格 78
4.7.5 扰动检测的阈值 78
4.7.6 测量结果的报告方法 78
4.7.7 测量结果的集合算法 78
4.8 标准 81
4.9 电压暂降指标选择 83
4.9.1 基于电压变动的指标 83
4.9.2 暂降能量指标 84
4.9.3 其他 85
参考文献 87
5 电压波动与闪变 90
5.1 现象描述 90
5.1.1 电压变动、电压波动与闪变 90
5.1.2 闪变感受生理学 91
5.2 特征参数 92
5.3 测量 92
5.3.1 IEC闪变仪 93
5.3.2 闪变仪的使用 97
5.3.3 Pst评估的简化方法 98
5.4 干扰源 100
5.4.1 工业负荷 101
5.4.2 低压网络供电的电气设备 102
5.4.3 风力发电系统 103
5.5 影响 103
5.6 缓解措施 104
5.6.1 降低无功功率变动的装置 104
5.6.2 面向增大短路容量的方法 106
5.6.3 缓解闪变的其他办法 106
参考文献 107
6 电压和电流不平衡 109
6.1 现象描述 109
6.2 电流和电压的对称分量 110
6.3 特征参数 114
6.4 测量 115
6.5 起因 116
6.6 作用和影响 116
6.6.1 异步电动机 117
6.6.2 同步发电机 117
6.6.3 换流器 117
6.6.4 其他负荷 117
6.7 缓解措施 118
6.7.1 平衡的原则 118
6.7.2 静止补偿器 119
6.8 标准 121
6.8.1 限值 121
6.8.2 评估的准则 122
参考文献 123
7 电压与电流谐波 125
7.1 谐波现象描述 125
7.1.1 畸变波形的组成 125
7.1.2 畸变波形的分解 126
7.1.3 谐波和对称分量 127
7.1.4 畸变分量的分类 128
7.1.5 电压与电流畸变量的描述 128
7.2 特征参数 130
7.3 测量 131
7.4 谐波源 134
7.4.1 变压器 134
7.4.2 电动机和发电机 135
7.4.3 电弧炉 136
7.4.4 荧光灯 137
7.4.5 电子设备和电力电子设备 137
7.4.6 特定负荷的谐波电流含量 139
7.5 电压和电流谐波案例 141
7.6 影响 144
7.6.1 功率因数 144
7.6.2 相线和中性线 145
7.6.3 集肤效应 147
7.6.4 电动机和发电机 148
7.6.5 变压器 149
7.6.6 电容器 151
7.6.7 照明 152
7.6.8 断路器 153
7.6.9 接地故障电流 153
7.6.10 换流器和电子设备 153
7.6.11 测量装置 155
7.6.12 继电器和接触器保护系统 156
7.6.13 电信干扰 157
7.7 缓解措施 157
7.7.1 减小电压畸变的方法 157
7.7.2 减少谐波发射 158
7.7.3 降低敏感负荷与谐波源之间的耦合 165
7.7.4 降低负荷对扰动的敏感性 166
7.8 标准 169
参考文献 172
8 过电压 174
8.1 现象描述 174
8.1.1 持续（工频）过电压 174
8.1.2 暂时过电压 175
8.1.3 瞬态过电压 175
8.1.4 合成过电压 175
8.1.5 过电压传播 175
8.2 特征参数 178
8.2.1 避雷器的雷电冲击保护水平 178
8.2.2 避雷器的操作冲击保护水平 178
8.3 发生源 179
8.3.1 内部过电压 179
8.3.2 外部过电压 187
8.4 作用和影响 189
8.4.1 故障后果 189
8.4.2 降低过电压风险与水平 190
8.5 缓解措施 190
8.5.1 保护的原则 190
8.5.2 绝缘配合与耐受电压 191
8.5.3 过电压保护装置 193
8.6 标准 196
参考文献 198
9 现代电力系统波形分析 199
9.1 非正弦波形的频率分析 199
9.2 模拟—数字转换 200
9.2.1 信噪比 200
9.2.2 频谱泄漏和频谱混叠 200
9.2.3 频谱泄漏和频谱窗 200
9.2.4 测量系统特性 201
9.2.5 非同步采样的谐波功率测量 201
9.3 序分量分析 204
9.3.1 对非正弦电路重新定义的Fortesque变换 204
9.3.2 三相三线制电力系统分析 205
9.3.3 四线制电力系统分析 210
9.4 IEEE 1459:现代电力系统功率定义 213
9.4.1 非正弦不平衡条件下的电压量和电流量 213
9.4.2 视在功率定义 215
9.4.3 算术视在功率 215
9.4.4 矢量视在功率 215
9.4.5 有效视在功率 216
9.4.6 谐波污染及不平衡 216
9.4.7 基频有功功率和无功功率 217
9.4.8 功率因数定义 217
9.5 现代电力系统中波形畸变源定位 217
参考文献 218
10 接地技术 221
10.1 典型接地系统 221
10.2 土壤电阻率 222
10.3 接地极电气特性 223
10.3.1 接地电阻和阻抗 224
10.3.2 接地电压和表面电位分布 225
10.3.3 雷电流时的接地极特性 226
10.4 典型接地极结构 227
10.4.1 单一水平接地极 228
10.4.2 单一圆棒垂直接地极 230
10.4.3 简单复合接地极 232
10.4.4 网状接地极 233
10.4.5 基础接地极 234
10.4.6 带接地效果的电缆 236
10.5 电击防护接地系统 236
10.5.1 低压电网中接地设施作为保护元件 237
10.5.2 高压电网中接地设施作为保护元件 238
10.6 电子和通信系统中的接地作用 240
10.6.1 保护接地和功能接地 241
10.6.2 联合接地系统 241
10.6.3 安全方面 241
10.6.4 功能方面 244
10.6.5 扰动和耦合器 244
10.6.6 低噪声等电位连接 245
10.7 接地设施的使用期限 246
10.7.1 化学腐蚀 246
10.7.2 杂散（直流）电流引起的腐蚀 247
10.7.3 电偶（电化学）腐蚀 248
10.8 接地设施的测量 249
10.8.1 土壤电阻率的测量方法 250
10.8.2 接地极接地电阻的测量 250
参考文献 253
11 供电可靠性:配电网结构 255
11.1 配电网的基本结构 255
11.1.1 单一辐射型结构 256
11.1.2 环网结构 256
11.1.3 双重辐射型结构 257
11.1.4 网状结构 257
11.1.5 复合结构 259
11.2 配电网结构分析和选择的通用准则 259
11.2.1 参数与基本条件 259
11.2.2 电源和负荷的纽带——配电网 259
11.2.3 装置特性 260
11.2.4 系统的供电侧和用电侧 266
11.2.5 标准和优选功能 267
参考文献 267
12 供电可靠性:装置和设备 269
12.1 电能质量、可靠性和可用性 269
12.2 概述 271
12.3 系统保护的可选方案 271
12.4 电力调节器 272
12.4.1 滤波器 272
12.4.2 隔离变压器 273
12.4.3 稳压器 274
12.4.4 过电压保护装置 274
12.5 应急和备用电源系统 274
12.5.1 发动机驱动的发电机 275
12.5.2 微型涡轮机驱动的发电机 276
12.5.3 不间断电源系统（UPS） 277
12.5.4 直流电源供电系统 281
12.5.5 技术比较 282
12.6 动态UPS系统 284
12.6.1 现代飞轮 285
12.6.2 部件 285
12.6.3 分类 285
12.6.4 应用 286
12.6.5 未来的发展和应用 287
12.7 静止型UPS系统 287
12.7.1 组件 288
12.7.2 分类 290
12.7.3 UPS技术 290
12.7.4 应用 294
12.7.5 未来的发展和应用 296
12.8 工程实践 297
参考文献 298
13 电能质量监测 300
13.1 监测的目的和意义 300
13.2 测量问题 301
13.2.1 测量链 301
13.2.2 方均根值测量 302
13.2.3 瞬变量的测量 302
13.2.4 采样率 302
13.2.5 振幅/频率带宽 302
13.2.6 准确度 302
13.2.7 精确度 303
13.2.8 分辨率 303
13.2.9 测量集合算法 303
13.3 监测仪的选择 303
13.3.1 监测设备的一般特征 304
13.3.2 信号的输入与输出 305
13.3.3 功能 305
13.4 成功的电能质量监测 306
13.4.1 电能质量计划 306
13.4.2 监测项目管理 307
13.4.3 免疫计划 308
13.5 监测结果的后期处理 309
13.5.1 对监测结果的说明 309
13.5.2 数据收集和监测系统 310
13.5.3 软件和数据分析工具 310
13.5.4 电能质量数据交换格式（PQDIF） 310
参考文献 311
14 静止换流器与电能质量 312
14.1 静止换流器对供电网的影响 312
14.1.1 工业设备 312
14.1.2 控制与信息化设备 315
14.1.3 解决方案 316
14.1.4 电磁兼容问题 321
14.1.5 对电力换流器供电负荷的影响 323
14.2 供电网对静止换流器的影响 327
14.2.1 电压扰动时静止换流器的影响 328
14.2.2 电压暂降敏感度 329
14.2.3 免疫技术 330
参考文献 333
15 无功补偿 336
15.1 基础知识 337
15.1.1 电感和电容的特性 337
15.1.2 无功功率 338
15.1.3 无功电流 339
15.1.4 无功补偿 340
15.2 功率因数校正 342
15.2.1 无功功率的控制和调节 342
15.2.2 集中和分散补偿 343
15.2.3 失谐方式 344
15.3 无源滤波器 346
15.3.1 单调谐滤波电路 347
15.3.2 集中与分散解决方案 348
15.3.3 L/C比率 349
15.3.4 音频信号 350
参考文献 350
16 分布式发电与电能质量 351
16.1 配电网模型 352
16.1.1 稳态模型 352
16.1.2 动态模型 352
16.2 分布式发电与电能质量 353
16.2.1 电压升高 353
16.2.2 电压暂降 353
16.2.3 电压波动与闪变 353
16.2.4 谐波 354
16.2.5 不平衡 354
16.2.6 直流电流 354
参考文献 355
17 电力市场 357
17.1 市场参与者 357
17.1.1 发电商 357
17.1.2 电网运营商 357
17.1.3 电力零售商 358
17.1.4 监管方 358
17.2 合同类型 359
17.2.1 居民用户 359
17.2.2 小型商业用户 359
17.2.3 中小企业用户 359
17.2.4 大型企业用户 360
17.3 电力市场中的负荷管理 360
17.3.1 采用负荷管理的理由 361
17.3.2 多样化电价 361
17.3.3 实时电价 361
17.3.4 减少用电量的合同 362
17.3.5 智能型电能表 362
17.3.6 其他技术 363
17.4 电力市场下的电能质量 363
17.4.1 电能质量合同 363
17.4.2 电能质量市场 366
参考文献 367
18 劣质电能的成本 369
18.1 电能质量成本 370
18.1.1 工时损失成本 370
18.1.2 流程损失成本 371
18.1.3 设备非正常运行成本 371
18.1.4 设备损坏成本 371
18.1.5 其他成本 371
18.1.6 特殊成本 371
18.1.7 成本节余 372
18.2 劣质电能成本的研究工作 372
18.3 长时间停电 373
18.4 短时间停电 377
18.5 电压暂降 377
18.6 谐波 379
18.7 其他扰动 380
18.8 各行业成本分布图 381
18.9 电能质量扰动下的单位事件成本 388
18.10 电能质量解决方案 391
18.11 缓解电能质量问题的成本投资分析 397
18.11.1 投资分析 397
18.11.2 资本预算 398
18.11.3 投资项目分类 398
18.11.4 资本成本 399
18.11.5 货币时间价值 399
18.11.6 单一现金流的终值 399
18.11.7 单一现金流现值和多期现金流现值 400
18.11.8 电能质量投资分析的确定性方法 400
18.11.9 现金流量折现法 401
18.11.10 非现金流量折现法 403
参考文献 404
19 电能质量与电能的合理使用 406
19.1 合理使用电能的理由 406
19.1.1 可持续发展 406
19.1.2 实用经济考虑 407
19.1.3 电力行业 407
19.2 合理使用电能的技术方法 407
19.2.1 改变用电方式 408
19.2.2 节能负荷 408
19.2.3 可变电价 409
19.3 对电能质量的影响 409
19.3.1 日光灯的谐波畸变 410
19.3.2 变速传动装置的谐波畸变 412
19.3.3 日光灯的免疫力 413
19.3.4 变速传动装置的免疫力 413
参考文献 415
20 由ISO 9000标准认识电能质量 416
20.1 对用户的定义 416
20.2 对电能质量的定义 417
20.3 用户对电能质量的期望 417
20.4 罗马地区的一项调查 417
参考文献 419