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第1章 电能质量概述与标准1

1.1 电能质量的意义2

1.2 电能质量与电压质量4

1.3 电能质量现象概述5

1.3.1 电压与电流变化6

1.3.2 事件12

1.3.3 电压幅值事件概述16

1.4 电能质量和电磁兼容标准19

1.4.1 标准化的目的19

1.4.2 IEC电磁兼容标准20

1.4.3 欧洲电压特征标准24

第2章 长时电压中断与可靠性评估30

2.1 引言30

2.1.1 电压中断30

2.1.2 电力系统可靠性评估30

2.1.3 术语30

2.1.4 长时中断的起因31

2.2 系统性能的可观测性31

2.2.1 基本指标32

2.2.2 中断持续时间的分布34

2.2.3 地区差异35

2.2.4 中断的产生38

2.2.5 更多信息40

2.3 标准与规定42

2.3.1 对中断频次的限制42

2.3.2 中断持续时间限制42

2.4 可靠性评估概述43

2.4.1 发电可靠性44

2.4.2 输电可靠性46

2.4.3 配电可靠性49

2.4.4 工业电力系统51

2.5 基本的可靠性评估技术54

2.5.1 可靠性评估技术的基本概念54

2.5.2 网络法59

2.5.3 基于状态和基于事件的方法65

2.5.4 马尔可夫模型68

2.5.5 蒙特卡罗仿真76

2.5.6 元件老化83

2.6 中断成本86

2.7 观测和可靠性评估的比较89

2.8 算例计算90

2.8.1 基本选择性供电90

2.8.2 恶劣天气91

2.8.3 并联元件92

2.8.4 含老化和维护的二元件模型93

第3章 短时电压中断96

3.1 引言96

3.2 术语96

3.3 产生短时电压中断的原因97

3.3.1 基本原理97

3.3.2 熔断器保护98

3.3.3 由重合闸引起的电压幅值事件98

3.3.4 中断过程中的电压100

3.4 短时中断的监测101

3.4.1 调查结果举例101

3.4.2 中、低压系统的差异102

3.4.3 多重事件103

3.5 对设备的影响104

3.5.1 异步电动机105

3.5.2 同步电动机105

3.5.3 变速驱动器105

3.5.4 电子设备105

3.6 单相跳闸105

3.6.1 故障过程中的电压106

3.6.2 故障后电压107

3.6.3 故障过程中的电流111

3.7 短时中断的随机预测112

第4章 电压暂降特征描述115

4.1 引言115

4.2 电压暂降幅值116

4.2.1 监测116

4.2.2 理论计算121

4.2.3 暂降幅值计算算例126

4.2.4 非辐射型系统的暂降幅值128

4.2.5 网状系统的电压计算135

4.3 电压暂降持续时间138

4.3.1 故障清除时间138

4.3.2 幅值-持续时间图138

4.3.3 暂降持续时间的测量139

4.4 三相不对称142

4.4.1 单相故障143

4.4.2 相间故障148

4.4.3 两相接地故障150

4.4.4 七类三相不对称暂降151

4.5 相位跳变161

4.5.1 监测162

4.5.2 理论计算163

4.6 三相不对称暂降的幅值与相位跳变168

4.6.1 幅值与相位跳变的定义168

4.6.2 相间故障170

4.6.3 单相故障175

4.6.4 两相对地故障180

4.6.5 高阻抗故障184

4.6.6 网状系统186

4.7 电压暂降的其他特征187

4.7.1 波形点特征187

4.7.2 损失电压189

4.8 负荷对电压暂降的影响192

4.8.1 异步电动机和三相故障192

4.8.2 异步电动机和不对称故障194

4.8.3 电力电子负荷200

4.9 异步电动机启动引起的暂降200

第5章 电压暂降——设备性能203

5.1 引言203

5.1.1 电压耐受能力和电压耐受曲线203

5.1.2 电压耐受能力测试205

5.2 计算机与家用电子产品205

5.2.1 典型电源结构206

5.2.2 计算机电压耐受能力评估206

5.2.3 个人计算机电压耐受能力测量209

5.2.4 电压耐受能力的要求：CBEMA和ITIC曲线211

5.2.5 过程控制设备211

5.3 交流变速驱动器212

5.3.1 交流驱动器的运行213

5.3.2 驱动器测试结果214

5.3.3 平衡暂降217

5.3.4 三相不平衡暂降对应的直流电压220

5.3.5 电流不平衡228

5.3.6 不平衡电动机电压231

5.3.7 电动机减速234

5.3.8 自动重启237

5.3.9 交流驱动器抑制方法概述239

5.4 直流变速驱动器240

5.4.1 直流驱动器的运行240

5.4.2 平衡暂降243

5.4.3 不平衡暂降246

5.4.4 相位跳变249

5.4.5 换相失败251

5.4.6 直流驱动器限制方法综述252

5.5 其他敏感负荷253

5.5.1 直馈异步电动机253

5.5.2 直馈同步电动机254

5.5.3 接触器255

5.5.4 照明灯具256

第6章 电压暂降随机估计257

6.1 用电设备与供电网之间的兼容性257

6.2 结果描述：暂降配合图259

6.2.1 散点图259

6.2.2 暂降密度表260

6.2.3 累计表261

6.2.4 电压暂降配合图262

6.2.5 电压暂降配合图使用举例264

6.2.6 非矩形暂降265

6.2.7 其他暂降特征266

6.3 电能质量监测269

6.3.1 电能质量调查269

6.3.2 单个节点281

6.4 故障点法283

6.4.1 随机预测法283

6.4.2 故障点法基础284

6.4.3 故障点选择286

6.4.4 故障点法的算例289

6.5 临界距离法295

6.5.1 基本理论295

6.5.2 算例：三相故障296

6.5.3 基本理论：更精确的表达式296

6.5.4 中间表达式298

6.5.5 三相不平衡299

6.5.6 发电厂304

6.5.7 相位跳变304

6.5.8 并行馈线305

6.5.9 与故障点法的比较305

第7章 电压暂降与中断抑制307

7.1 抑制方法概述307

7.1.1 故障引起的跳闸307

7.1.2 减少故障次数308

7.1.3 缩短故障清除时间309

7.1.4 系统改造310

7.1.5 装设抑制设备311

7.1.6 提高设备免疫力311

7.1.7 不同事件和抑制方法312

7.2 电力系统规划——通过切换实现冗余313

7.2.1 冗余的类型313

7.2.2 自动重合闸314

7.2.3 常开节点314

7.2.4 负荷转移315

7.3 电力系统设计——通过并联运行形成冗余320

7.3.1 并联和环网系统320

7.3.2 本地网络323

7.3.3 电力系统设计——本地发电机327

7.4 系统与设备间的接口330

7.4.1 电压源型换流器330

7.4.2 串联电压控制器——DVR331

7.4.3 并联电压控制器——StatCom（静止同步补偿器）339

7.4.4 并串联组合控制器344

7.4.5 备用电源——超导储能系统（SMES）与电池储能系统（BESS）347

7.4.6 级联电压控制器——不间断电源（UPS）348

7.4.7 其他解决方案350

7.4.8 能量储存353

第8章 归纳与总结360

8.1 电能质量360

8.1.1 电能质量的前景360

8.1.2 电能质量领域的教育问题361

8.1.3 测量数据361

8.2 标准361

8.2.1 未来的发展361

8.2.2 双边合同362

8.3 中断362

8.4 可靠性363

8.4.1 举证363

8.4.2 理论发展363

8.5 电压暂降的特征363

8.5.1 暂降特征的定义和提取364

8.5.2 负荷影响364

8.6 暂降引起的设备性能364

8.6.1 设备测试365

8.6.2 设备的改进365

8.7 电压暂降随机估计365

8.7.1 其他暂降特性366

8.7.2 随机预测技术366

8.7.3 电能质量调查366

8.7.4 监测或预测367

8.8 抑制方法367

8.9 最后评论367

参考文献369

附录A 电磁兼容性（EMC）标准总论384

附录B IEEE关于电能质量的标准386

附录C 电能质量的定义和术语388

附录D 图索引406

附录E 表索引422

索引425