目錄
前言
第一章 無功補償基礎 1
第一節交流電中的電流與功率 1
第二節功率因數 8
第三節交流電中的負載 18
第四節L-C 諧振電路 32
第二章 無功補償與諧振品質因數、功率因數 38
第一節無功補償與L-C 諧振 38
第二節無功補償提高功率因數 50
第三節功率因數的考核與優化 69
第三章 配電網無功—電壓的特性規律 79
第一節配電網無功負荷—電壓靜特性 81
第二節無功電源的電壓靜特性 88
第三節電網電壓穩定性與無功功率的關繫 97
第四節低電壓治理案例 108
第四章 全無功隨器補償的理論與節點 113
第一節隨器補償與無功分層、無功分區平衡 114
第二節全無功隨器補償 118
第三節補償節點 129
第五章 隨器補償的相關計算 138
第一節變壓器參數及公式 138
第二節變壓器一次側功率因數計算 148
第三節隨器補償容量計算與確定 154
第四節隨器補償的典型應用 161
第六章 無功（隨器）補償裝置 169
第一節補償裝置與繫統的接入、投切保護方式 170
第二節全無功隨器自動補償裝置簡介 177
第三節主要補償裝置簡介 182
第七章 隨器補償裝置的抗湧流、諧波設計 198
第一節無功補償裝置的保護 199
第二節投入電容時的湧流及過電壓 207
第三節減少投切次數的設計方法 214
第四節電抗器抑制湧流及諧波 223
第八章 隨器補償在10kV 線路降損中的應用 234
第一節 等網損微增率準則和最優網損微增率
準則 235
第二節經典無功線損計算 241
第三節10kV 線路無功優化 249
第四節10kV 線路優化隨器補償降損實例 256
第九章 隨器補償在110kV 線路補償的應用 265
第一節110kV 輸電線路的無功計算 266
第二節地鐵110kV 供電繫統無功補償 270
第三節 某售電公司110kV 輸電繫統
無功補償方案 283
第四節隨器補償在通信數據中心的應用 288
第十章 隨器補償在縣域AVC 上的應用 290
第一節 電壓—無功對電網經濟運行、安全運行的
影響 291
第二節無功優化與電壓調整 299
第三節電壓自動控制AVC 303
第四節基於隨器補償的縣域配電網AVC 建設 308

前言節能與開源是我國的能源發展的長期戰略政策之一，節電是節能工作的組成部分。無功補償技術是一種通用節電技術，具有極強的實踐性和理論性。隨器補償技術是無功補償技術的補充和發展，是更加細化、精準的無功補償。作者根據多年的補償技術實踐經驗，編寫了本書，本意是為了更好地推廣無功隨器補償技術，讓電網更經濟、更安全。希望該書能借此拋磚引玉，讓補償技術在更多的地方得到充分的認識，引起更多人對無功補償節電技術的關注。本書語言通俗，所寫內容均來自於作者長期工作實踐的積累。尤其是補償與諧振、補償節點、補償分層、補償控制界面等概念，是作者幾十年來獨立思考的結果。隨器補償的理論和方法不僅可以帶來節電收益，亦是指導解決實際當中各類無功補償問題的有效方法。本書共十章。主要內容由兩部分組成。第一部分為無功補償的基礎理論：分別有無功補償基礎、無功補償與諧振品質因數、功率因數、配電網無功負荷—電壓靜特性以及隨器自動補償的相關計算、全無功隨器補償的理論與補償節點。第二部分主要是介紹隨器補償技術的應用：無功（隨器）補償裝置簡介、隨器補償裝置的抗湧流設計、隨器補償在10kV 線路降損中的應用；以及隨器補償在地鐵、通信110kV 供電繫統的應用和隨器補償在縣域AVC 繫統上的應用。在第一部分中，把無功補償（電磁振蕩）與諧振聯繫起來，並且用諧振理論闡述了無功的存在形式和諧振條件，也探討了諧振的品質因數與補償原則的一致性，探討了交流電中的磁場與電場的振蕩交換規律。定義了無功補償節點的概念，給出了補償節點前後的若干規律，並在節點概念的指導下，對無功補償的各種可能情況進行了分析，尤其對過補償的情況做了詳細的論述。作者還提出了無功補償層面與無功控制界面的概念，對於分析和解決較為復雜的無功問題具有一定的實際意義。此外，還討論了低電壓惡性循環形成的機制，探討了配網無功負荷與電壓的靜特性，並附有低電壓治理的實例。在第二部分中，介紹了隨器補償在不同行業的應用案例。介紹了在隨器補償的思路下，利用無功分層和控制界面理論解決實際問題的方法。在第五章中，重點介紹了無功隨器補償中涉及的變壓器各類參數的概念及計算方法，介紹了變壓器一次側功率因數的計算公式，還介紹了及變壓器的等值電阻和等值電抗的有關公式和計算。本書給出了10kV 線路降損的一般原則，即首先補償變壓器自身無功，再補償用戶無功的解決思路，並給出了解決該問題的簡化方法和降損節電方法。本書提出了要重視隱蔽性湧流的設計，並提出了不同抗湧流的設計方法和解決補償頻繁振蕩的多種解決方案。最後一章還對隨器補償參與農村配網AVC 建設進行了理論和實踐探索。在編寫本書過程中得到了中國電科院教授級高工王金麗、鄭州大學電氣工程學院教授章健的大力支持；還得到了國網河南省電力公司及縣市供電公司莊清臣、潘輝、趙仲民、張弘廷、霍海偉、蘇銀、李勇旺、周繼偉、王現法、孫福林、劉浩、趙學軍、李撫民、劉富榮的大力支持。本書還得到了索凌電氣有限公司董事長焦大宏、副總經理孫淑靜和新能源事業部秦仲健，鄭州航空港興港電力有限公司董事長謝新鴿、副總經理王毅和動力部主任於少勛高工，河南柏科沃電子科技有限公司董事長馬靜波，西安華超電力集團有限公司董事長戴永然，泰電子科技公司董事長張崇，上海西西格電氣設備有限公司總經理萬松濤、河南普惠電力科技有限公司董事長賈建東、上海豪博電子測控工程有限公司喬崇清董事長、鄭州卡諾電氣有限公司王小奇董事長、上海能電設施有限公司鄭州分公司張愛婷電氣工程師、河南省鐵塔公司技術支撐中心高級工程師張少功，上海希形科技有限公司博士後王華東的大力支持。也曾得到國網湖南電力公司唐寅生老師的幫助，在此一並表示感謝。本書中的插圖由鄭州市天一節能技術有限公司馮英、周郅琪繪制。限於作者水平有限，書中不完善、不準確的地方在所難免，懇請讀者批評指正。秦嶺執筆於鄭州2023-04-12