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第1章 无功补偿概述1

1．1 国内外无功补偿现状与发展动向1

1．1．1 无功补偿装置简介1

1．1．2 各种补偿装置对比5

1．1．3 无功补偿技术的发展动向6

1．2 配网无功补偿的规划9

1．2．1 规划的目的和要求9

1．2．2 配网运行电压的现状10

1．2．3 配网中常用的电压调整及措施11

1．2．4 无功补偿的容量、地点及补偿方式11

1．2．5 无功补偿规划的优化12

第2章 无功补偿和功率因数18

2．1 无功补偿的一般概念18

2．1．1 无功补偿的基本原理18

2．1．2 有功功率与无功功率19

2．1．3 功率因数21

2．1．4 效率24

2．1．5 电压水平与无功补偿24

2．2 功率因数调整电费办法简介25

2．2．1 功率因数调整电费办法的规定25

2．2．2 现行办法的不足29

2．2．3 修订建议30

2．3 功率因数的测算和提高自然功率因数的方法31

2．3．1 常用的功率因数测算方法31

2．3．2 典型设备的自然功率因数33

2．3．3 提高自然功率因数的方法34

2．4 电力用户经济功率因数值的确定36

2．4．1 经济功率因数的确定36

2．4．2 经济功率因数的用户受益情况分析38

第3章 无功补偿的经济效益分析40

3．1 无功补偿降损节电效益分析40

3．1．1 提高供／配电设备的供电能力40

3．1．2 降低线路和配电变压器损耗41

3．1．3 改善电压质量43

3．1．4 减少用户电费支出，降低生产成本44

3．1．5 无功补偿降损节电案例分析45

3．2 电容器就地补偿的节能作用47

3．2．1 减少电能损耗47

3．2．2 减少线路电压降47

3．2．3 提高系统稳态电压48

3．2．4 改善功率因数49

3．2．5 电容器就地补偿的效益分析49

3．3 电网电压稳定与无功补偿51

3．3．1 电压稳定与无功功率平衡的重要作用51

3．3．2 电力系统电压控制方式52

3．3．3 电压稳定与无功补偿53

3．3．4 改善电压稳定性的方法与措施55

3．4 无功补偿对电压损失的影响及其经济当量分析56

3．4．1 无功补偿对电压损失的影响56

3．4．2 无功补偿经济当量57

3．4．3 无功补偿的综合效益分析59

第4章 无功补偿方案的确定与实现62

4．1 配电网无功补偿技术62

4．1．1 配电网无功补偿配置的原则62

4．1．2 配电网无功补偿方案的实施63

4．1．3 产品选型及注意事项67

4．2 电动机无功功率就地补偿技术68

4．2．1 电动机无功补偿配置的原则69

4．2．2 电动机无功就地补偿方案的实施69

4．2．3 电动机就地无功补偿容量的配置71

4．3 配电变压器无功补偿技术73

4．3．1 配电变压器无功补偿配置的原则73

4．3．2 配电变压器无功补偿容量的配置74

4．3．3 变压器无功损耗及补偿75

4．3．4 无功补偿效益实测76

4．4 照明系统无功补偿技术77

4．4．1 照明系统补偿电容器的选用78

4．4．2 照明系统无功补偿方案的实施79

4．5 三相不平衡负荷无功补偿技术80

4．5．1 “混合补偿”无功补偿方案的原理80

4．5．2 “混合补偿”无功补偿方案的设计81

4．5．3 “混合补偿”无功补偿方案控制器的特点84

4．6 10kV线路无功自动补偿装置85

4．6．1 工作原理85

4．6．2 控制策略86

4．6．3 系统实现88

第5章 无功补偿容量的确定和安装位置的优化90

5．1 确定无功补偿容量的计算方法90

5．1．1 无功功率补偿容量的计算91

5．1．2 无功补偿容量的确定94

5．2 企业无功功率的最佳补偿容量99

5．2．1 最佳补偿容量的确定99

5．2．2 企业最佳补偿容量分析102

5．3 电动机就地无功补偿容量103

5．3．1 电动机无功就地补偿容量的确定104

5．3．2 电动机无功补偿的相关技术问题107

5．3．3 电动机就地无功补偿计算步骤109

5．4 配电线路的无功补偿和无功优化110

5．4．1 线路无功优化和补偿原则110

5．4．2 配电线路无功补偿的优化配置111

5．4．3 配电线路最优无功补偿分析114

第6章 无功补偿装置的设计、选择及控制118

6．1 并联电容器装置设计分析118

6．1．1 并联电容器装置的设计原则118

6．1．2 并联电容器装置的设备选型120

6．1．3 电容器安装与电容器组布置123

6．2 无功补偿投切元件的选择124

6．2．1 无功补偿投切元件的特性124

6．2．2 投切元件的选择原则127

6．3 柱上式自动投切高压电容器装置128

6．3．1 柱上式自动投切高压电容器装置的结构128

6．3．2 未设置串联电抗器和放电线圈的原因130

6．3．3 运行中的技术问题132

6．4 调压型电压无功自动调节装置134

6．4．1 无功补偿配置的状况135

6．4．2 装置原理与技术方案135

6．4．3 两个关键问题的解决138

6．4．4 装置运行情况分析138

6．5 智能式低压无功补偿装置140

6．5．1 智能式低压无功补偿装置的设计140

6．5．2 智能式低压无功补偿装置的功能实现141

6．5．3 智能式低压无功自动补偿装置的应用143

6．6 低压无功功率补偿装置CCC认证144

6．6．1 无功功率补偿装置的主回路的设计144

6．6．2 无功功率补偿装置涉及的主要标准150

第7章 动态无功补偿在电网中的应用151

7．1 晶闸管投切电容器动态无功补偿技术151

7．1．1 晶闸管的导电特性152

7．1．2 补偿回路的工作原理152

7．1．3 TSC的分类153

7．1．4 主电路接线方案154

7．1．5 晶闸管投切电容器动态无功补偿装置156

7．2 CSAV型低压无功自动补偿装置157

7．2．1 装置特点158

7．2．2 设计原理与技术实现158

7．2．3 算法设计163

7．2．4 仿真研究163

7．3 动态补偿控制与实现165

7．3．1 无功补偿控制器165

7．3．2 无功补偿控制器的性能167

7．4 PLC在配电网无功补偿中的应用168

7．4．1 系统硬件构成168

7．4．2 系统软件设计170

7．5 低压无功动态补偿装置的实际应用方案175

7．5．1 工作原理175

7．5．2 工程应用方案176

第8章 电容器的控制与保护179

8．1 电容器组接线方式的确定179

8．1．1 电容器组最大并联台数179

8．1．2 接线方式的选择181

8．1．3 适用范围182

8．2 无功补偿装置中电容器的保护方式183

8．2．1 电力电容器一次主接线183

8．2．2 电容器组保护的配置184

8．3 电容器保护配置和整定计算187

8．3．1 电容器保护配置和整定计算187

8．3．2 保护整定实例分析192

8．4 电容器的过电流、过电压保护193

8．4．1 电容器过负荷的产生及预防措施193

8．4．2 电容器的过电压来源及预防措施194

8．4．3 过电流、过电压保护的交流回路195

8．4．4 电容器控制和保护回路195

8．5 微机电容器保护装置197

8．5．1 应用范围197

8．5．2 功能特点197

8．5．3 技术参数198

8．5．4 微机电容器保护装置的交流回路与操作回路200

8．5．5 微机电容器保护装置的实际应用203

第9章 补偿电容器在运行中的异常现象206

9．1 电容器在运行中的异常现象及对策206

9．1．1 合闸涌流产生的过电压206

9．1．2 投入空载变压器的异常现象208

9．1．3 并联补偿装置投切时开关重燃产生过电压209

9．2 无功补偿中的谐波问题211

9．2．1 并联电容器补偿存在的问题211

9．2．2 系统谐波对补偿装置的危害212

9．2．3 谐波治理213

9．3 谐波引起的异常现象215

9．3．1 一般性负载电路中电容器的异常过电流215

9．3．2 高次谐波引起的谐振过电压217

9．3．3 在整流器负载电路中电容器的异常电流219

9．3．4 电弧炉用的电容器的过电流与异常噪声220

9．4 并联电容器组群爆故障分析221

9．4．1 并联电容器组群爆故障的特点221

9．4．2 并联电容器组群爆故障的原因分析222

9．4．3 预防措施223

第10章 电力电容器的运行与维护225

10．1 电力电容器的结构、接线及安装225

10．1．1 电力电容器的结构225

10．1．2 电力电容器的型号225

10．1．3 电力电容器的接线方式226

10．1．4 电力电容器的放电装置228

10．1．5 电力电容器的安装230

10．2 电力电容器的运行条件与检查维护231

10．2．1 严格控制电力电容器的运行条件231

10．2．2 电力电容器的巡视检查、运行维护234

10．3 电力电容器常见故障236

10．3．1 电容器常见故障原因分析及处理236

10．3．2 处理故障电容器的安全措施239

10．4 配电网低压无功补偿装置的安全运行管理240

10．4．1 各类低压无功补偿装置运行情况240

10．4．2 安全运行管理242

10．5 无功补偿装置的故障维护与处理242

10．5．1 控制器故障243

10．5．2 熔断器故障243

10．5．3 电容接触器故障245

10．5．4 电容器故障246

10．5．5 电容器的谐波与谐波过电流故障247

10．5．6 电容器无功倒送故障247