现代工业中电能质量与电磁干扰控制

第1章概述

1.1现代化带来一些困扰

1.1.1日常生活和工作中的奇怪现象

1.1.2工业现场的奇怪现象

1.1.3从现实中获得的启示

1.2电磁兼容性

1.2.1电磁兼容性

1.2.2电磁兼容性的三个要素

1.2.3电磁干扰源的识别

1.2.4电磁干扰的发射途径

1.2.5敏感源的识别

1.2.6耦合路径的识别

1.3电能质量

1.3.1什么是电能质量

1.3.2电力谐波

1.3.3浪涌电压

1.3.4电压暂降

1.3.5射频噪声

1.3.6电磁兼容与电能质量的关系

1.3.7电能质量控制

第2章地线与地线相关的干扰

2.1地线的概念

2.1.1地电位与接地

2.1.2安全地

2.1.3电路地

2.1.4地线的阻抗

2.2地线导致的电磁干扰

2.2.1地环路导致的电磁干扰

2.2.2公共地线阻抗的问题

2.3地线干扰的解决方法

2.3.1地环路问题的解决

2.3.2公共地线阻抗问题的解决

第3章电缆相关的电磁干扰

3.1电缆的电磁辐射与控制

3.1.1电缆的电磁辐射

3.1.2电缆电磁辐射的控制

3.2电缆之间的串扰与控制

3.2.1电缆之间串扰的机理

3.2.2减小电容耦合的方法

3.2.3减小互感耦合的方法

3.2.4电缆分类

3.3电磁场在电缆上产生的干扰与控制

3.3.1电磁场在电缆上的干扰

3.3.2电磁场在电缆上形成干扰的控制

第4章电磁兼容控制技术基础

4.1电磁屏蔽

4.1.1屏蔽效能的定义

4.1.2屏蔽材料的选择

4.1.3实际屏蔽体的关键因素

4.2电磁干扰滤波

4.2.1滤波器在解决电磁兼容问题上应用

4.2.2电源线滤波器

4.2.3信号线滤波器

4.3浪涌与瞬态干扰的对策

4.3.1基本的浪涌保护器

4.3.2正弦波跟踪滤波器

4.3.3浪涌保护的实施

4.4电能质量调节

第5章电力谐波及其危害

5.1定义

5.1.1傅里叶级数

5.1.2电力谐波

5.2电力谐波产生的机理

5.2.1谐波电压与谐波电流的关系

5.2.2识别谐波源的方法

5.2.3典型的谐波源负载

5.3谐波的度量

5.4谐波的危害

5.4.1电缆过热

5.4.2变压器过热

5.4.3谐波电流对无功补偿装置的影响

5.4.43次谐波的特殊危害

5.4.5谐波对电气电子设备的影响

5.4.6谐波电流导致意外跳闸

5.4.7谐波电流导致的能量损失

5.5电力谐波相关的标准

5.5.1针对设备的谐波电流发射限制

5.5.2国际通用的IEEE 519标准

5.5.3GB 14549标准

第6章谐波的治理

6.1概述

6.2谐波治理方案的确定

6.3谐波治理的原理

6.3.1无源滤波器

6.3.2有源滤波器

6.3.3移相对消

6.4母线无源谐波滤波器

6.5设备级无源谐波滤波器

6.6针对3次谐波的滤波设备

6.6.1有源滤波器

6.6.2单相谐波滤波器

6.6.3零线3次谐波电流阻断器

6.6.43次谐波电流旁路器

6.7多脉整流电路

第7章变频器相关的电磁兼容问题

7.1概述

7.2变频器的谐波电流与解决方案

7.2.1变频器产生的谐波电流

7.2.2变频器谐波电流的限制要求

7.2.3用电抗器减小变频器的谐波电流发射

7.2.4用无源滤波器减小谐波电流发射

7.3变频器对电机绕组的损伤与对策

7.3.1变频器在电机上产生的尖峰电压

7.3.2变频器对电机绕组的损伤

7.3.3电机绕组绝缘的保护

7.3.4du/dt滤波器

7.3.5正弦波滤波器

7.3.6尖峰电压吸收器

7.3.7终端阻抗匹配器

7.4变频器对电机轴承的损伤与对策

7.4.1电机轴承电流产生的机理

7.4.2轴承电流的对策

7.5传导性射频干扰与解决方案

7.6辐射性射频干扰与解决方案

7.7变频器的浪涌保护

参考文献

本书针对现代化工业中经常遇到的电能质量和电磁兼容问题进行讲解，介绍其产生的机理和解决的方法。

本书的内容基于作者在电磁兼容领域20多年，以及在电能质量领域10多年的工程经验而成，力求简明、实用。并且针对读者（工程技术人员）的特点，在阐述上避免烦琐的理论和数学推导，尽量从物理概念上阐述。本书讲述的是系统级的电磁污染的概念及对策。这是高度工业化产生的新问题。

变频器是现代化工业中使用最普遍的设备之一，也是最强的电磁干扰源和电网污染源，同时对电机产生严重的损伤。本书专门用了较大的篇幅介绍与变频器相关的各种问题的解决办法。

本书编写过程中力争把当今最先进的、广泛应用的电磁兼容和电能质量控制方法介绍给读者；同时尽量避免繁冗的理论和公式，使读者能够较轻松的掌握这门看似神秘的技术。

本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

本书主要内容包括：电能质量概论，电能质量分析与控制中的数学方法，传统电能质量分析与改善措施，电压波动与闪变的概念、评估方法及测量，电压暂降与短时间中断分析，波形畸变与电力谐波分析，现代电能质量控制技术的原理与应用，电能质量评估指标和方法。每章的后面附有思考题与习题。本书的附录A将作者收集到的部分电能质量常用中英文技术术语及其解释汇总在一起；附录B简要介绍了与电能质量密切相关的电磁兼容的基本知识；附录C提供了部分标准或导则中的电能质量指标汇总。

本书全面讲述了电能质量的分析、评定、监测与控制的理论和方法，并阐述了电能质量的国际标准和国家标准。

本书可作为高等学校电气工程及其自动化相关专业教材，也可供本专业研究生及电力工程技术人员参考。

通过采用能够对电能质量进行调节和控制的设备改善或提高电能质量的过程。

中文名称

电能质量控制

英文名称

power quality control

定　　义

通过采用能够对电能质量进行调节和控制的设备改善或提高电能质量的过程。

应用学科

电力（一级学科），电力系统（二级学科）

电能质量控制

中文名称

电能质量控制

英文名称

power quality control

定　　义

通过采用能够对电能质量进行调节和控制的设备改善或提高电能质量的过程。

应用学科

电力（一级学科），电力系统（二级学科）