电力系统谐波

电力系统谐波 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:机械工业出版社
作者:George J. Wakileh
出品人:
页数:480
译者:徐政
出版时间:2011-1
价格:78.00元
装帧:
isbn号码:9787111318880
丛书系列:国际电气工程先进技术译丛
图书标签:
  • 科研
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  • 电力系统
  • 谐波
  • 电气工程
  • 电网
  • 故障分析
  • 电磁兼容
  • 非线性负载
  • 电能质量
  • 谐波抑制
  • 电力电子
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具体描述

《电力系统谐波:基本原理、分析方法和滤波器设计(附习题解答)》介绍了谐波的基本原理、电力系统谐波的起因、谐波畸变对电力系统的影响、电力系统谐波的抑制方法、谐波畸变的限制值、电力系统元件的模拟、变压器的模拟、输电线路和电缆的模拟以及电力系统谐波分析计算,书后附有书中全部习题的解答。

《电力系统谐波:基本原理、分析方法和滤波器设计(附习题解答)》对电力系统的谐波问题阐述得较为系统和深入,重要概念反复提示,公式推导详尽细致,应用实例非常丰富,可操作性极强,很多实际工程问题可以仿照书中的实例得到解决。

《电力系统谐波:基本原理、分析方法和滤波器设计(附习题解答)》适合从事电力系统谐波实际工作的工程师以及学习此专业的大学本科生和研究生阅读。

《电力系统谐波:基本原理、分析方法和滤波器设计(附习题解答)》内容简介:近年来,功率因数校正电容器组在电力系统中的大量使用以及电力电子变流器在工业界的广泛应用,使得电力系统谐波问题倍受关注。为了更好地理解电力系统的谐波问题,《电力系统谐波:基本原理、分析方法和滤波器设计(附习题解答)》尽可能以定量分析的方式对此问题进行了讨论。《电力系统谐波:基本原理、分析方法和滤波器设计(附习题解答)》推导了相关的公式,给出了80个基于实际工程经验的算例,并对结果进行了分析和评述。此外,《电力系统谐波:基本原理、分析方法和滤波器设计(附习题解答)》每章还附有习题,共有80题。《电力系统谐波:基本原理、分析方法和滤波器设计(附习题解答)》可作为本科生和研究生的教材或作为咨询与研究机构的短期培训用书也可作为电力系统和工业界实习工程师的自学教材。

《电网健康守护者:深入剖析电力系统谐波的成因、影响与治理》 前言 在现代社会,电力是支撑一切运转的基石。从家庭中的电器设备到庞大的工业生产线,再到通信网络和交通系统,无一不依赖于稳定、纯净的电力供应。然而,随着电力电子技术在电力系统中的广泛应用,如变频器、开关电源、整流器等,一种看不见的“污染”——电力系统谐波,正日益侵蚀着电网的健康,对设备运行、电能质量乃至电网的整体稳定性构成了严峻挑战。 本书旨在为广大电力工程师、技术研究人员、高校师生以及所有对电力系统运行原理和电能质量问题感兴趣的读者,提供一个全面、深入、实用的视角,来理解电力系统谐波的本质。我们不仅仅局限于理论的探讨,更侧重于实际应用中可能遇到的问题,并提供切实可行的解决方案。 第一章:现代电力系统与谐波的渊源 本章将首先勾勒出现代电力系统的基本架构,从发电、输电、配电到用电的各个环节。我们将介绍电力电子装置(PEV)的飞速发展及其在电力系统中扮演的关键角色,例如提高能效、实现电能的灵活控制等。同时,我们将揭示正是这些高性能PEV,如变频器(VFD)、脉冲宽度调制(PWM)换流器、不间断电源(UPS)以及各种开关电源,成为谐波产生的“罪魁祸首”。我们将详细解释非线性负载如何将纯净的正弦波电流畸变为含有大量高次谐波的复杂波形,这些谐波如何沿着电网传播,并最终影响到整个系统的运行。 第二章:谐波的“体检报告”:谐波的产生机理与特征 深入理解谐波,首先要了解它们是如何产生的。本章将细致剖析不同类型非线性负载的谐波产生机理。我们会从理论上推导各种开关器件(如IGBT、MOSFET)在导通和关断过程中产生的电流畸变,并引入傅里叶分析的原理,说明任何周期性畸变波形都可以分解为基波和一系列谐波分量的叠加。我们将详细介绍三相桥式整流器、单相整流器、变频器等典型非线性负荷产生的谐波次数和电流大小的特性。此外,我们还将探讨一次谐波、三次谐波、五次谐波等不同谐波分量的特点,以及负序谐波、零序谐波在三相系统中的特殊影响。 第三章:谐波的“破坏力”:对电力系统和设备的影响 谐波绝非无害的“杂音”,它们对电力系统的正常运行和设备的可靠性会造成严重的负面影响。本章将系统阐述谐波可能带来的具体危害。我们将详细分析谐波如何导致电气设备过热,例如电动机绕组的附加损耗增加、变压器铁芯的励磁损耗增大,进而缩短设备寿命甚至引发故障。我们还会探讨谐波对电容器组的影响,如何导致其过载、过热,甚至爆炸。同时,我们将讨论谐波对继电保护系统、测量仪表、通信设备以及计算机等敏感电子设备可能造成的误动作或干扰。此外,对电网整体而言,高浓度谐波还会增加线路损耗,降低功率因数,甚至可能引发系统振荡,威胁电网的稳定性。 第四章:谐波的“测量与诊断”:准确识别问题的关键 要治理谐波,首先必须准确地了解它们的存在和程度。本章将介绍用于电力系统谐波分析和测量的各种先进技术和仪器。我们将详细介绍谐波分析仪、电能质量监测装置等专业设备的工作原理,以及如何使用它们来捕捉和分析电网中的谐波成分。我们会讲解现场测量时需要注意的参数,例如谐波电压失真(THD U)、谐波电流失真(THD I)、个体谐波百分比、功率因数等,并说明国际上(如IEEE 519标准)和国内关于谐波限值的规定。同时,我们将探讨如何通过对测量数据的分析,准确诊断谐波的来源和传播路径,为后续的治理措施提供科学依据。 第五章:谐波的“治疗方案”:有效的谐波治理技术 针对不同类型的谐波问题,存在多种成熟有效的治理技术。本章将全面介绍主要的谐波治理策略。我们将详细阐述无源滤波器(如LC滤波器)和有源滤波器(APF)的工作原理、设计方法和应用场景。无源滤波器以其结构简单、成本较低而广泛应用,但其治理效果受系统阻抗影响较大,且可能会产生放大某些谐波的问题。有源滤波器则能实时响应电网谐波,提供补偿电流,具有治理效果好、适应性强的优点,但成本相对较高。此外,我们还将介绍组合滤波器、移相变压器等其他有效的谐波抑制方法,并讨论它们在不同应用场景下的适用性。我们将强调根据实际系统特点选择最合适的治理方案的重要性。 第六章:预防胜于治疗:从源头控制谐波 除了对已产生的谐波进行治理,更重要的是从源头上去抑制谐波的产生。本章将探讨如何通过优化设计和改进运行方式来从根本上减少谐波的注入。我们将介绍如何在设计和选用电力电子设备时,考虑其谐波特性,例如选择具有更低谐波含量的变频器或整流器。我们还将讨论采用多脉冲变流器(如12脉冲、18脉冲、24脉冲整流器)来抵消部分谐波的方法,以及应用软启动装置、直流输电技术等来改善电能质量的策略。同时,我们也需要关注标准和规范的制定,推动行业采用更严格的谐波排放标准,引导设备制造商生产更清洁的电力电子产品。 第七章:案例分析与未来展望 为了更好地理解谐波治理的实际应用,本章将选取几个典型的工业用户或电网区域的谐波治理案例进行深入分析。我们将详细介绍这些案例中遇到的谐波问题、采用的治理技术、实施过程以及最终取得的效果。通过这些鲜活的实例,读者可以更直观地感受到谐波治理的挑战与价值。最后,我们将对电力系统谐波治理的未来发展趋势进行展望,例如人工智能在谐波预测与智能治理中的应用、新型高效滤波器技术的开发、以及更严格的电能质量标准的制定等,为读者提供对该领域未来发展的深刻洞察。 结语 电力系统谐波是现代电力系统健康运行的“隐形杀手”,但通过深入的理论学习、准确的测量诊断和科学有效的治理手段,我们可以将其影响降至最低。本书希望成为您在理解和解决电力系统谐波问题道路上的忠实伙伴,共同守护电力系统的稳定与清洁。

作者简介

目录信息

第1章 引言
第2章 谐波的基本原理
第3章 电力系统中的谐波——它们的起因
第4章 谐波畸变对电力系统的影响
第5章 电力系统谐波的抑制方法
第6章 谐波畸变的限制值
第7章 谐波分析计算——系统元件
第8章 变压器的模拟
第9章 输电线路和电缆的模拟
第10章 电力系统谐波分析计算——一种那个简单方法
参考文献
附录
附录A 变换及对称分量复习
附录B 三相变压器的相导纳和序导纳矩阵
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本书简直是为我量身定做的!最近我一直在研究电力系统中的谐波问题,简直是焦头烂额,搜遍了各种资料,感觉自己像是在黑暗中摸索。当我偶然翻开《电力系统谐波》这本书时,就像是黑夜里的一盏明灯,瞬间照亮了我前进的道路。首先,这本书的开篇就以一种非常直观的方式,将复杂的谐波现象进行了生动的阐述。它并没有一开始就抛出大量晦涩难懂的公式和理论,而是通过一个个生动的例子,比如家里的电器发出的“杂音”,或者工业生产中设备运行的“不平稳”,来形象地比喻谐波的产生和影响。这种“从现象到本质”的讲解方式,让我这个初学者感到非常亲切,也很快地理解了谐波并非遥不可及的理论概念,而是真实存在于我们周围的电力世界中的。 接着,书中的内容逐渐深入,开始介绍谐波的产生机制。我尤其喜欢它对各种非线性负荷产生的谐波进行分类讲解的部分。无论是整流电路、变频器,还是开关电源,它都逐一分析了它们产生谐波的原理,并且详细说明了不同类型谐波的特点。让我印象深刻的是,它用了很多篇幅来讲解开关电源产生的谐波,这一点对我目前正在进行的一个项目非常关键,因为我的项目中就使用了大量的开关电源设备。书中不仅解释了其产生谐波的机理,还给出了很多实用的判断方法和检测技巧。此外,书中的图表和插图也非常丰富,各种波形图、频谱图清晰明了,极大地帮助我理解了谐波的频谱特性。我还注意到,书中对谐波在电力系统中的传播和耦合也进行了深入的探讨,这对于理解谐波的整体影响至关重要。

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这本书的内容,简直是一种“颠覆式”的学习体验。我一直认为自己已经掌握了电力系统的大部分知识,但《电力系统谐波》的出现,让我看到了自己知识体系中的“盲点”。书中在讲解谐波分析中的数值计算和仿真方法时,用一种非常严谨和系统的态度,让我对如何利用现代工具来解决复杂问题有了全新的认识。 它详细介绍了各种数值计算方法,比如傅里叶级数和傅里叶变换在谐波分析中的应用,以及各种滤波算法的原理和实现。更重要的是,书中还介绍了一些常用的电力系统仿真软件,比如PSCAD/EMTDC、ETAP等,并演示了如何利用这些软件来模拟谐波的产生、传播和治理效果。这对于我来说,无疑是一个巨大的福音,让我能够通过仿真来验证理论,预测潜在问题,并优化设计方案。

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这本书的内容,简直是一次知识的“升级换代”体验!我一直认为自己对电力系统有一定的了解,但阅读《电力系统谐波》之后,我才发现自己之前的知识体系存在着许多“盲点”。书中在讲解谐波的测量和分析方法时,用一种非常系统和严谨的态度,让我对如何准确地识别和量化谐波有了全新的认识。它不仅仅是罗列了一些测量仪器和软件,而是深入讲解了各种分析指标的含义,比如总谐波失真(THD)、各次谐波分量、谐波负序分量等等。这些指标的引入,让原本模糊的谐波现象变得清晰可辨,也为后续的治理方案提供了科学依据。 我特别欣赏书中关于谐波测量流程的描述,从现场勘查、数据采集,到后期的数据处理和报告撰写,每一步都考虑得非常周全。它还提供了一些实际测量中可能遇到的问题的解决方案,比如如何避免测量误差,如何应对信号干扰等等。这对于我这样一个需要进行现场数据分析的人来说,简直是“雪中送炭”。此外,书中还对一些高级的谐波分析技术进行了介绍,比如傅里叶变换、小波分析等,虽然有些内容对我来说还有些挑战,但书中提供的思路和方向,无疑为我今后的深入研究指明了道路。

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这本书为我提供了一个全新的视角来审视我日常工作中遇到的电力问题。我一直认为自己对设备故障的诊断和处理已经比较熟练,但《电力系统谐波》的出现,让我意识到许多看似普通的故障,其根源可能就隐藏在不易察觉的谐波之中。书中在探讨谐波对电力设备寿命的影响时,用一种令人信服的方式,将微观的谐波现象与宏观的设备损耗联系了起来。 它详细解释了谐波如何引起设备的过热、振动、绝缘老化等,从而缩短设备的使用寿命。例如,书中关于谐波对变压器铁芯损耗增加、绕组发热加剧的分析,让我对变压器过早损坏的原因有了更清晰的认识。同样,对于电动机,书中也阐述了谐波如何导致转矩脉动、效率下降、过载和振动,最终加速电机绝缘的劣化。这些内容让我开始重新审视一些设备故障的根本原因,并更加重视谐波的预防和治理。

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这本书的内容,简直就像一位经验丰富的导师,为我指点迷津。在阅读《电力系统谐波》关于治理技术选择和设计的章节时,我感受到了作者的严谨和专业。它并没有简单地给出几种治理方法的清单,而是从多个维度对各种技术进行了深入的评估和比较。例如,在介绍无源滤波器时,它不仅说明了其结构和工作原理,还详细分析了其在不同谐波频率下的滤波效果,以及其可能带来的谐振风险。 对于有源滤波器,书中更是花费了大量的篇幅进行讲解,包括其动态补偿能力、对不同类型谐波的适应性,以及其在不同运行工况下的性能表现。它还提供了一些实际工程中选择滤波器类型和规格的参考依据,让我能够根据具体的系统需求来做出最优的决策。我尤其欣赏书中对于不同治理技术成本效益的分析,这对于我这种需要在项目预算内解决问题的人来说,具有极大的参考价值。

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这本书的内容,让我对电力系统的“健康”有了更深刻的理解。我一直认为,只要设备能够正常运行,电力系统就是健康的。但《电力系统谐波》的出现,让我意识到,即使设备在运行,其内部可能已经遭受了来自谐波的“侵蚀”。书中在探讨谐波对计量准确性的影响时,用一种非常直观的方式,让我看到了谐波如何“欺骗”我们的测量仪表,导致不准确的读数。 它详细解释了谐波如何引起电压和电流波形的畸变,从而影响各种计量仪表(如电度表、功率表、电压表、电流表等)的测量精度。书中还分析了谐波对不同类型计量仪表的影响程度,以及如何对计量仪表进行谐波补偿或选择抗谐波能力更强的仪表。这让我意识到,在进行电量统计、电费计算以及系统运行分析时,如果忽视了谐波的影响,可能会导致严重的经济损失和决策失误。

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这本书的内容,简直是为那些渴望深入理解电力系统运行的工程师量身打造的。在阅读《电力系统谐波》关于谐波在电网中传播和相互作用的章节时,我深刻地感受到电力系统并非孤立的个体,而是相互连接、相互影响的复杂网络。书中通过生动的图示和详细的案例,解释了谐波是如何从一个节点传播到另一个节点,并在不同设备之间产生耦合效应的。 我尤其惊叹于书中对于谐波共振现象的深入剖析。它详细解释了谐波共振的形成条件、发生机制以及可能造成的灾难性后果,比如电容器组的爆炸、输电线路的过电压等。书中还提供了识别和避免谐波共振的有效方法,这对于电力系统的安全稳定运行至关重要。理解这些复杂的相互作用,让我对电力系统的运行有了更深层次的认识,也让我意识到,在解决电力问题时,不能只关注局部,而要从整体上进行考量。

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这本书的深度和广度着实令我惊喜。在对谐波有了初步认识之后,我迫切想了解谐波对电力系统可能造成的具体危害。书中这一部分的内容,简直是为我解答了所有的疑虑,甚至触及了我之前从未想到的潜在问题。它系统地列举了谐波对发电机、变压器、电动机等关键设备可能产生的过热、绝缘老化、振动加剧等影响,并且还详细阐述了谐波可能导致的继电保护误动作、计量仪表误差增大、通信干扰等一系列问题。我最感兴趣的是关于谐波对电容器组的影响,书中详细解释了谐波过载导致电容器组烧毁的风险,以及谐波谐振带来的灾难性后果。这些内容不仅让我对谐波的危害有了清晰的认识,也促使我开始重新审视我所在电力系统中的一些薄弱环节。 更重要的是,书中并没有仅仅停留在“发现问题”的层面,而是积极地提供了“解决之道”。它花费了大量的篇幅来介绍各种抑制和治理谐波的方法。从被动滤波器、有源滤波器,到各种新型的补偿技术,书中都进行了详尽的介绍。我尤其对书中关于无源滤波器和有源滤波器的工作原理、设计原则以及优缺点进行了详细的对比分析。特别是对于有源滤波器,书中不仅讲解了其技术优势,还列举了几个实际工程中的应用案例,让我能够更直观地感受到这些先进技术的实际效果。对于我来说,理解这些治理技术的设计和选择,无疑为我解决实际工程中的谐波问题提供了宝贵的指导。

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这本书为我打开了一个全新的世界,让我得以窥见电力系统运行的另一面。我一直认为自己对电力系统已经有了比较全面的认识,但《电力系统谐波》的出现,让我意识到自己之前的认知是多么的片面。书中在介绍谐波标准和法规时,让我对电力系统的“游戏规则”有了更深刻的理解。它详细介绍了国内外的各种谐波标准,比如IEEE 519、IEC 61000系列等,并对这些标准的制定背景、主要内容以及执行要求进行了深入的解读。 我特别关注了书中关于谐波限值的讲解。它解释了为什么会有这些限值,以及这些限值是如何根据对设备和系统的影响来确定的。书中还通过一些实际案例,展示了不符合谐波标准可能带来的法律和经济后果。这让我意识到,谐波问题不仅仅是一个技术问题,更是一个关乎合规性和经济效益的问题。理解并遵守这些标准,对于确保电力系统的安全、可靠和经济运行至关重要。

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这本书给我带来的,不仅仅是知识的获取,更是一种思维的启发。在阅读关于谐波对电力系统影响的部分时,我深刻地体会到了“牵一发而动全身”的道理。书中通过大量的案例分析,生动地展示了即使是一个看似微小的谐波源,也可能通过复杂的耦合机制,对整个电力系统的稳定性造成连锁反应。这让我开始跳出单一设备分析的局限,以更加宏观和系统的视角来审视电力系统的运行。 我印象最深的是书中关于谐波传播和耦合的章节。它详细解释了不同类型的谐波在不同类型的电力线路、变压器、电动机中是如何传播和相互作用的。例如,高次谐波如何在电容器组中引起过载,低次谐波如何影响电机的转矩输出,以及各种谐波之间如何通过非线性元件发生相互调制。这些复杂的相互作用,用通俗易懂的语言和清晰的图示进行了解释,让我茅塞顿开。这本书教会了我,在处理电力系统问题时,不能只看表面现象,而要深入挖掘其内在的联系和机制。

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