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第1章 无功功率补偿与常用补偿装置的基本原理 1

1.1 无功补偿与谐波抑制的基本原理 1

1.1.1 谐波的基本概念 1

1.1.2 非正弦电路的功率和功率因数 2

1.1.3 谐波的危害 3

1.1.4 谐波谐振与放大 4

1.1.5 电容器的电压和电流 6

1.1.6 谐波标准 8

1.1.7 无功补偿基本要求 10

1.2 无源电力滤波器结构与工作原理 13

1.2.1 单调谐滤波器 14

1.2.2 二阶高通滤波器 15

1.2.3 滤波效果计算与校验 16

1.3 有源电力滤波器结构与工作原理 17

1.3.1 工作原理 17

1.3.2 主电路结构 18

1.3.3 谐波检测方法 20

1.3.4 控制方法 22

1.4 SVC结构、工作原理及其谐波特性 23

1.4.1 结构与工作原理 23

1.4.2 谐波特性 24

1.5 STATCOM结构与工作原理 25

1.5.1 基本结构 25

1.5.2 工作原理 26

1.5.3 多重化与多电平结构 28

第2章 无功补偿与谐波治理工程方案设计方法 31

2.1 工程设计的前期工作——调研和测试 31

2.1.1 前期调研工作的重要性 31

2.1.2 调研的内容 31

2.1.3 测试仪器及测试要求 31

2.1.4 基于电能质量分析仪FLUKE43B测试示例 33

2.1.5 基于电能质量分析仪3196测试示例 35

2.1.6 测试数据处理 39

2.2 方案设计 40

2.2.1 补偿容量确定 40

2.2.2 滤波器设置与支路容量确定 41

2.2.3 分级方式和单台电容器规格确定 42

2.2.4 基于负荷情况的控制方式 43

2.2.5 短路容量计算 43

2.2.6 仿真计算 46

2.2.7 对元器件、控制、保护和安装要求 52

2.3 主要元器件选择 52

2.3.1 电容器选择 52

2.3.2 电抗器选择 54

2.3.3 对装置和柜体的要求 55

2.4 控制保护系统 56

2.4.1 电容的分组 56

2.4.2 控制器控制投切的参数和方式 56

2.4.3 电容器投切元件 58

2.4.4 低压装置的保护系统 62

2.4.5 高压装置的保护系统 63

第3章 供电系统无功补偿与谐波治理 64

3.1 柱上变压器无功补偿 64

3.1.1 柱上变压器无功补偿基本知识 64

3.1.2 实际案例 64

3.2 线路无功补偿 66

3.2.1 线路无功补偿基本知识 66

3.2.2 实际案例 67

3.3 变电站无功补偿与谐波治理 68

3.3.1 变电站无功补偿基本要求 68

3.3.2 实际案例1 69

3.3.3 实际案例2 70

第4章 电动机类负荷的无功补偿 72

4.1 电动机就地无功补偿 72

4.1.1 电动机就地补偿基本知识 72

4.1.2 实际案例 73

4.2 抽油机无功补偿 74

4.2.1 抽油机无功补偿基本知识 74

4.2.2 实际案例 76

4.3 以异步电动机为主要负荷的工厂的无功补偿 76

4.3.1 异步电动机无功补偿基本知识 76

4.3.2 实际案例 77

第5章 冶炼企业无功补偿与谐波治理 78

5.1 中频炉无功补偿与谐波治理（冶炼） 78

5.1.1 熔炼金属中频炉无功补偿和谐波治理基本知识 78

5.1.2 实际案例1 79

5.1.3 实际案例2 82

5.1.4 实际案例3 84

5.2 电弧炉无功补偿与谐波治理 90

5.2.1 电弧炉无功补偿和谐波治理基本知识 90

5.2.2 实际案例 90

5.3 矿热炉无功补偿与谐波治理 92

5.3.1 矿热炉无功补偿和谐波治理基本知识 92

5.3.2 实际案例 92

第6章 电解、焊接及轧钢企业无功补偿与谐波治理 96

6.1 电镀电解企业无功补偿与谐波治理 96

6.1.1 电镀电解企业无功补偿和谐波治理基本知识 96

6.1.2 实际案例1 96

6.1.3 实际案例2 98

6.2 焊管生产线无功补偿与谐波治理 103

6.2.1 焊管生产线无功补偿和谐波治理基本知识 103

6.2.2 实际案例 103

6.3 以焊机为主要负荷的生产线无功补偿与谐波治理 108

6.3.1 以焊机为主要负荷生产线无功补偿和谐波治理基本知识 108

6.3.2 实际案例 108

6.4 连续轧机无功补偿与谐波治理 113

6.4.1 连续轧机无功补偿和谐波治理基本知识 113

6.4.2 实际案例1 113

6.4.3 实际案例2 115

6.5 可逆轧机无功补偿与谐波治理 120

6.5.1 可逆轧机无功补偿和谐波治理基本知识 120

6.5.2 实际案例1 120

第7章 其他典型企业无功补偿与谐波治理 127

7.1 单晶炉无功补偿与谐波治理 127

7.1.1 单晶炉无功补偿和谐波治理基本知识 127

7.1.2 实际案例 127

7.2 中频炉无功补偿与谐波治理（锻造、热处理、石油管道防腐） 131

7.2.1 实际案例1 131

7.2.2 实际案例2 133

7.3 楼宇和商场无功补偿与谐波治理 138

7.3.1 楼宇和商场无功补偿和谐波治理基本知识 138

7.3.2 实际案例1 139

7.3.3 实际案例2 142

7.4 变频电机企业无功补偿和谐波治理 146

7.4.1 变频电机企业无功补偿和谐波治理基本知识 146

7.4.2 实际案例1 147

7.4.3 实际案例2 149

7.5 港口无功补偿和谐波治理 152

7.5.1 港口无功补偿和谐波治理基本知识 152

7.5.2 实际案例1 153

7.5.3 实际案例2 154

7.6 风力发电机无功补偿 157

7.6.1 风力发电机无功补偿基本知识 157

7.6.2 实际案例 157

第8章 110kV滤波补偿装置 160

8.1 110kV滤波补偿装置基本知识 160

8.2 实际案例 160

第9章 APF、SVC与STATCOM工程应用 164

9.1 APF工程应用实例 164

9.1.1 中频炉谐波治理 164

9.1.2 纸箱厂谐波治理 164

9.1.3 10kV单独注入式有源电力滤波器应用 166

9.2 SVC工程应用实例 168

9.2.1 精炼炉（LF炉）无功功率与谐波补偿 168

9.2.2 中板生产线无功功率与谐波补偿 170

9.2.3 特钢工程无功功率与谐波补偿 172

9.3 STATCOM工程应用实例 175

9.3.1 变电站电压波动与闪变抑制 175

9.3.2 风电场无功功率补偿与谐波抑制 177

9.3.3 STATC OM在地铁工程中的应用 179

第10章 工程若干特殊和疑难问题处理 181

10.1 含有较强背景谐波时的处理措施 181

10.1.1 背景谐波问题 181

10.1.2 实际案例 181

10.2 3次谐波滤波器的一些特殊要求 183

10.3 关于偶次谐波的情况说明 184

10.4 高通滤波器的一些问题 184

10.5 无源滤波器对谐波放大的问题 188

10.6 滤波补偿装置的节能问题 190

10.6.1 无功补偿节能效益 190

10.6.2 滤除谐波的节能问题 190

10.7 无功补偿引起的电压升高 191

10.8 铁芯电抗器的测试 193

10.9 谐振点调试 193

10.10 3次谐波电压异常问题 194

10.10.7 实际案例1 194

10.10.2 实际案例2 197

10.10.3 实际案例3 198

参考文献 200