电力系统自动低频减载
电力系统频率及有功功率的自动调节
1． 电力系统自动调频
1.1
电力系统频率波动的原因
频率是电能质量的重要指标之一，在稳态条件下，电力系统的频率是一个全系统一致的运行参数。
系统频率的波动直接原因是发电机输入功率＆输出功率之间的不平衡，众所周知，单一电源的系统频率是同步发电机转速的函数：
60
np f =
n ――电机的转速，r/min ； f ――电力系统的频率，HZ ； p ――电机的极对数；
对于一般的火力发电机组，发电机的极对数为1，额定转速为3000 r/min ，亦即额定频率为50HZ 。
此时，系统频率又可以用同步发电机的角速度的函数来表示：
π
2w f =
为了研究系统频率变换的规律，需要研究同步发电机的运动规律。同步发电机组的运动方程为：
dt
dw J
T T T e m =?=-
m
T ――输入机械转距；
e T ――输出电磁转距（忽略空载转距，即负荷转距）；
J ――发电机组的转动惯量；
dt
dw ――发电机组的角加速度；
由于功率和力矩之间存在转换关系（P=wT ）上式经过规格化处理和拉氏变换后，可得传递函数：
w H P P S e m ?=-2
P――原动机功率（发电机的输入功率）；
m
P――发电机电磁功率；
e
H――发电机组的惯性常数；
S
――角速度变化量；
w
由此可知，当原动机功率和发电机电磁功率之间产生不平衡的时候，必然引起发电机转速的变化，即
引起系统频率的变化。
在众多发电机组并联运行的电力系统中，尽管原动机功率
P不是恒定不变的，但它主要
m
取决与本台发电机的原动机和调速器的特性，因而是相对容易控制的因素；而发电机电磁功率
P的变化则不仅与本台发电机的电磁特性有关，更取决于电力系统的负荷特性，是难以控e
制的因素，而这正是引起电力系统频率波动的主要原因。
1.2调频的必要性
电力系统的频率变动对用户、发电厂和电力系统本身都会产生不良的影响，所以必须保持频率在额定值50hz上下，且其偏移量不能超过一定范围。电力系统频率波动时，对用户的影响：
（1）频率变化将引起电动机转速的变化，从而影响产品的质量。例如，纺织工业、造纸工业等都将因频率变化而出现次品。
（2）近代工业、国防和科学技术都已经广泛使用电子设备，频率不稳将会影响电子设备的工作。雷达、电子计算机等重要设施将会因为频率过低而无法运行。
（3）频率变动对发电厂和系统本身也有影响：
（a）火力发电厂的主要厂用机械――风机和泵，在频率降低时，所能供应的风量＆水量将迅速减少，影响锅炉的正常运行。
（b）低频运行还将增加气轮机叶片所受的应力，引起叶片的共振，缩短叶片的寿命，甚至使叶片断裂。
（c）低频运行时，发电机的通风量将减少，而为了维持正常的电压，又要求增加励磁电流，以致使发电机定子和转子的温升都将增加。为了不超过温升
限额，不得不降低发电机所发的功率。
（d）低频运行时，由于磁通密度增大，变压器铁芯损耗＆励磁电流都增大。也
为了不超过温升限额，不得不降低变压器的负载。
（e）低频运行时，系统中无功功率负荷将增大，而无功功率负荷将增大又将促使系统电压水平的下降。
（f）发生频率崩溃现象：当频率下降到47～48hz时，火电厂的厂用机械（如给水泵等）的处理明显降低，使锅炉出力减少，导致发电厂发电功率进一
步减少，致使功率缺额更为严重。于是系统频率进一步下降，这样恶性循
环将使发电厂运行受到破坏，从而造成所谓的“频率崩溃”现象。
（g）发生电压崩溃现象：
总之，由于所有设备都是按照系统额定频率设计的，系统频率质量的下降将影响各行各业，而频率过低时，甚至会使整个系统瓦解，造成大面积停电。
1.3 调频方法
系统频率的波动主要是由于负荷的变化引起的，调频与有功功率的调节是分不开的。
调频问题实质上是电力系统载正常运行中，控制发电机的输入功率使之与负荷所需功率之间的平衡问题。调频是二次调节，是通过调整机组的输入功率来实现的。当系统机组输入功率与负荷功率失去平衡而使频率偏离额定值时，控制系统必须调节机组的出力，以保证电力系统频率的偏移在允许范围之内（一般允许偏差不得超过2.0
HZ）。调节频率或调节发电机转速的基本方法是改变单位时间内进入原动机的动力元素（即蒸汽或水）。当一台或几台机组来调节频率时还会引起机组间负荷分配的改变，这就涉及到电力系统经济运行问题。因此，频率的调节和电力系统负荷的经济分配有密切的关系。
机组功率改变时，它所需要的燃料费用也就跟着改变，同时，全电网的潮流分布以至系统中的网损也都随着改变。在电力系统中，燃料费用和线路网损是考虑经济运行的重要因素，所以现代电力系统调频的主要任务有二：（1）维持系统频率在给定水平；（2）同时还要考虑机组负荷的经济分配和保持电钟的准确性。
调度在确定各个发电厂的发电计划和安排调频任务时，一般降运行电厂分为调频厂、挑峰厂和带基频负荷的发电厂三类。
T
日负荷曲线
如图所示的日负荷曲线，其中全天不变的基本负荷又带基本负荷的发电厂承担，这类电厂一般为经济性能好的高参数电厂、热电厂及核电厂。负荷变动部分按计划下达给调峰电厂，调峰电厂一般由经济性能较差的机组担任。在实际运行中，计划负荷与实际负荷不可能完全一致，其差值部分称为计划外负荷，由调频电厂担任。
为了保证调频任务的完成，系统中需要备有足够容量的调频机组来应付计划外负荷的变动，而且还须具有一定的调整速度以适应负荷的变化，当电网容量较大，一个调频电厂不能满足调节要求时，则选择几个电厂共同完成调频任务。
2. 电力系统的频率特性
2.1 电力系统负荷的功率-频率特性
当系统的频率发生变化时，整个系统的有功负荷也要随之发生变化，即P L =F （f ）。这种有
功负荷随着频率变化的特性叫做负荷的功率-频率特性，是负荷的静态频率特性。 电力系统中，各种有功负荷与频率的关系，可以归纳为以下几类：
（4） 与频率变化无关的负荷，如照明、电弧炉、电阻炉、整流负荷等； （5） 与频率变化成正比的负荷，如切削机床，压缩机、卷扬机等；
（6） 与频率的二次方成正比的负荷，如变压器中的涡流损耗（但比重很小）； （7） 与频率的三次方成正比的负荷，如通风机、静水头阻力不达的给水泵等； （8） 与频率的更高次方成正比的负荷，如静水头阻力很大的给水泵等。
负荷的功率-频率特性一般表达式为：
n
e Le n e Le e Le
e Le Le
L f f P a f f P a f f P a f f P a P a P ???
? ??++??
?
? ??+??
?
? ??+???
?
??+= (3)
32
210
式中：e f ――额定频率； L P ――系统频率为f 时，整个系统的有功负荷；
Le
P ――系统频率为额定值时，整个系统的有功负荷；
0a …n a ――各类负荷的比例系数。
将上式等式两边除以Le P ，得到标么值形式，即：
n
n L f a f a f a f a a P *3
*32
*2*10*...+++++=
显然，当系统的频率为额定值时，*L P ＝1，*f ＝1，于是
1...32*10=+++++n a a a a a
一般情况下，应用上面的两个式子进行计算的时候，通常取到三次方即可，因为系统中与频率高次方成正比的负荷很小，一般可以忽略。
上面的两个式子称为电力系统的有功负荷的静态频率特性方程。当系统负荷的组成和性质
确定后，负荷的静态频率特性方程也就确定了，因此也可以
用曲线来表示。如右图所示。
由图可知，在额定频率f e 时系统负荷功率为P Le （图中a 点），当频率下降到f b 时，系统的负荷功率由P Le 下降到P Lb （图中b 点）。如果系统的频率升高，负荷功率将增大，也就是说，当系统内机组的输入功率和负荷失去平衡时，系统负荷也参与了调节作用，它的特性有利于系统中有功功率在另一频率
值下重新平衡。这种现象称为负荷的频率调节效应。通常用：
**
*L L K df dP =
来衡量调节效应的大小。*L K 称为负荷的频率调节效应系数（或称为负荷的单位调节功率）。
1
*
1
1
*
2*3*21*
**...32-=-∑=
++++==
m n
m m
n n L L f ma
f na f a f a a df dP K
由上式可知，系统的*L K 取决与负荷的性质，它与各类负荷所占总负荷的比例有关。
在电力系统运行中，允许频率变化范围是很小的，在此较小的频率变化范围内，根据国
内外一些系统的是实测，有功负荷与频率的关系曲线接近于一条直线，直线的斜率为：
*
**f P K L L ??=
（K L*是一个无纲的常数，它表明系统频率变化1％时负荷功率变化
的百分比。）
也可以用有名值表示为：f
P K L L ??=
（MW/HZ ），有名值与标么值之间的换算关系为
Le
e L
L P f K K =*。K L*和K L 都是负荷的频率调节效应系数，是系统调度部门要求掌握的一个数
据。在实际系统中，需要经过测试求得，也可以根据负荷统计资料分析估算确定。对于不同的电力系统，因负荷的组成不同，K L*的值也不同，一般在1～3之间。同时，每个系统的K L*值也随着季节和昼夜的交替而变化。 2.2 发电机组的功率-频率特性
发电机组转速的调整是由原动机的调速系统来实现的。因此，发电机组的功率-频率特性
取决与调速系统的特性。当系统的负荷变化引起频率改变时，发电机组的调速系统工作，改变原动机进气量（或进水量），调节发电机的输入功率以适应负荷的需求。通常把由于频率变化而引起的发电机组输出功率变化的关系称为发电机组的功率-频率特性或调节特性。 2.2.1 发电机的功率-频率特性
1．未配置调速器的功率-频率特性。
为了便于说明问题，先讨论发电机组假定未配置调速器的功率-频率特性。 发电机的转距方程可以近似的表示为：**Bw A M G -=
故功率方程式为：2*'2*'1*w C w C P G -= 或 2*2*1*w C w C P G -= 其中，ABC 都是常数，通常C 1=2C 2。
上式可以用曲线来表示如图1：
由图1可见，输出功率最大值是在额定条件下。即转速和转距都是额定值时出现。 2．有调速器时的静态功率-频率特性
当发电机配有调速系统的时候，情况就发生了变化。由于调速系统的作用，随着转色的变动而不断的改变进气或进水量，是原动机的运行点不断的从一根静态特性向另一根静态特性过渡，如图2所示，由a 1 到 a 2等等。连接这些不同曲线上的运行点所构成的曲线（图中虚线）就是有调速器时的静态功率-频率特性。一般近似的以直线代替。
即发电机调速系统的静态功率-频率特性反映的是频率变化而引发的发电机组出力的变化的关系。
配有调速系统的发电机组的静态功率-频率特性，如图3所示。如果发电机以额定频率f e 运行（图中a 点），其输出功率为P Gb ；当系统负荷增加而使频率下降到f 1时，则发电机组由于调速器的作用，使输出功率增加到P Ga （图中b 点）。可见，对应于频率下降△f ，发电机组的输出功率增加了△P G 。很显然，这是一种有差调节，其特性称为有差调节特性。特性曲线的斜率为： G
P f R ??-=，R 是发电机组的调差系数。负号表示发电机输出功率的变化和频率
的变化是相反的。
调差系统R 的标么值表达式为：
*
**//G Ge
G e P f P P f f R ??-
=??-
=，或写成 0***=?+?G P R f （发电机组的静态调节方程）。
在计算功率＆频率的关系的时候，常常采用调差系数的倒数：
*
**
*1f P R K G G ??-
==
即 0***=?+?G G P f K ，
其中K G*是发电机组的功率-频率特性静态系数，或原动机的单位调节功率。
它也可以用有名值表示f
P K G G ??-
=。
一般发电机组的调差系数或单位调节功率，可采用下列数值： 对于汽轮发电机组 R *＝（4～6）％ 或K G*＝16.6～25 对于水轮发电机组 R *＝（2～4）％ 或K G*＝25～50
发电机组的功率-频率特性的调差系数主要取决于调速器的静态调节特性，它与机组间的有功功率的分配密切相关。
2.2.2 调差特性与机组间有功功率的分配关系
两台发电机并联允许时，有
*
2*1*
1*2P P R R ??=
，即发电机组的功率增量用各自的标么值表述时，
在发电机组的功率分配与机组的调差系数成反比。调差系数小的机组承担的负荷增长标么值要大，而调差系数大的机组承担的负荷增长标么值要小。间
这个结论可以推广到系统中多台发电机组并联运行的情况，由0***=?+?G P R f ，可得第i 台发电机组的调节方程为：Gei
e
i Gi P f f R P ??-
=?*
1，i ＝1，2，…n
对上式求和，并考虑到稳态时整个系统内的频率的变化△f 是相同的，则得：
∑
∑
-=∑??-
=?=
?n
i i G e i
e
n
i Gi R P f f P P 1
*
1
如果用一台等值机来代替时，则有： e e
P f f R P ∑∑
∑??-
=?1 ，∑
=∑=
n
i Gei
e P P 1
是全系统总额定容量，∑
=∑∑=
n
i i Gei e
R P P R 1
*
是系
统等值机组的调差系数（或称平均调差系数）。所以当系统中负荷发生变化时，每台机组所承担的功率可用下式确定：*
i Gei e
Gi R P P P R P ??=
?∑∑∑
2.3 电力系统的频率特性
电力系统主要是由发电机组、输电网络及负荷组成，如果把输电网络的功率损耗看成是负荷的一部分，则电力系统功率-频率关系，可以简化为图1所示。在稳态频率f下，P L P G P T 都相等，因此讨论他们的功率-频率特性时候，可以看成由两个环节构成的一个闭环系统。发电机组的功率-频率特性与负荷的功率-频率特性曲线的交点就是电力相同频率稳定运行点，
如图2中a点。
2.3.1 频率的一次调整
如果系统中的负荷增加△P L，则总负荷静态频率特性变成P L1=f（f），假设这时候系统内的所有机组都没有调速器，机组的输入功率恒定为P T且等于P L，则系统频率将逐渐下降，负荷所取用的有功功率也逐渐减小。依靠负荷调节效用系统达到新的平衡，运行点移到图中的b点，频率稳定值下降到f3，系统负荷所取用的有功功率仍然为原来的P L值。在这种情况下，频率偏差值△f取决与负荷变化值△P L的大小，一般都是相当大的。
但是，实际上各发电机组都装有调速器，当系统负荷增加，频率开始下降时，调速器就要起作用，增加机组的输入功率P T。经过一段时间后，允许点稳定在C点，这时候系统负荷所取用的功率为P L2，小于额定频率下所需要的功率P L1 ，频率稳定在f2。此时的频率偏差值△f要比无调速器时小的多。由此可见，调速器对频率的调节作用是很明显的。
（由于负荷的突然增加，发电机组功率不能及时随之变动，机组将减速，系统频率将下降，而系统频率下降的同时，发电机组的功率将因他的调速器的一次调整作用而增大，负荷的功率将会因它自身的调节效应而减少。前者将沿着原动机的频率特性向下减少，经过一个振荡衰减的过程，重新抵达一个新的平衡运行点。）
调速器的这种调节作用通常称为一次调节。
这样，由调速器的调节作用而增大的发电机组的功率f K P G G ?-=?，由负荷本身的调节效应而减少的负荷功率f K P L L ?=?，可以得到 ()f K f K K P P P S L G L G ?-=?+-=?-?=?,
其中f
P K L S ??-
=称为系统的单位调节功率，以MW/HZ 或MW/（0.1）Hz 为单位。系统
的单位调节功率也可以用标要值表示。以标要值表示时候的基准功率通常就取系统原始运行状态下的总负荷。系统的系统的单位调节功率标志了系统负荷增加或减少时候，在原动机调速器和负荷本身的调节效应共同作用下系统频率下降或上升的多寡。 2.3.2 频率的二次调整
在电网中所有有调节能力的发电机组都自动参与频率的一次调整。但由于系统中负荷的单位调节功率不可调，发电机组的单位调节功率不可能很大，从而系统的单位调节功率也不可能很大。所以依靠调速器进行的一次调整，只能限制周期较短，幅度较小的负荷变动引起的频率偏移。负荷变动周期长，幅度大的调频任务自然的落在了二次调整方面。即，为了使电网恢复于额定频率，则需要电网进行二次调频。同时为了避免在调整过程中出现过调或频率长时间不能稳定的现象，电网频率的二次调整就需要对电网中运行电厂进行分工和分级调整，即将电网中所有电厂分为主调频厂、辅助调频厂和非调频厂三类。
频率的二次调整就是手动或自动的操作调频器使发电机组的频率特性平行的上下移动，从而使负荷变动引起的频率偏移可保持在允许范围内。
例如图2中，不进行二次调整，系统中的负荷增加△P L 时，最后稳定运行于c 点，频率稳定在f 2。功率增加到P L2。在一次调整的基础上进行二次调整，就是在负荷变动引起的频率下降越出允许范围时，操作调频器，增加发电机组发出的功率，使频率特性向上移动，经过一个过渡过程，最终稳定在d 点，这是系统的频率升到额定值（或在允许范围内）。
一般负荷的原始增量△P Lo 可能有三部分承担：
（1） 由调速器的调节作用而增大的发电机组的功率：f K P G G ?-=?； （2） 由负荷本身的调节效应而减少的负荷功率：f K P L L ?=?; （3） 由于进行了二次调频，发电机组增发的功率：△P Go 则()f K f K K P P S L G G L ?-=?+-=?-?00 或 f
K K K f
P P S L G G L ?=+=??-?-
0。
如果△P Lo ＝△P Go ，即发电机组如数增发了负荷功率的原始增量△P Lo ，则△f ＝0，也
就是实现了所谓的无差调节。
如上的情况，可以推广到n 台发电机组，且由第n 台机组担负二次调整任务的情形。这种情况也就相当于一台机组进行二次调整，n 台机组进行一次调整。可得：
f
K K K f
P P S L Gn Gn L ?=+=??-?-
因为n 台机组的单位调节功率△K Gn 远大与一台机组的，在同样的功率盈亏（△P L －△P G ）下，系统的频率变化要比仅有一台机组时候，小的多。
由上可见，进行二次调整时候，系统中负荷的增减基本上要有调频机组或调频厂承担。虽然可以适当增加其他机组或电厂的单位调节功率以减少调频厂或调频机组的负担，但数值毕竟有限。这就使调频厂的功率变化幅度远大于其他电厂。如果调频厂不位于负荷中心，则这种情况可能使调频厂与系统的其他部分联系的联络线上流通的功率超出允许值。这样，就出现了在调整系统频率的同时控制联络线上流通功率的问题。
为了讨论这个问题，我们来看两个系统联合的例子。如图，A 、B 两个系统的单位调节功率分别是K A K B 。为了使讨论的结论更具有普遍意义，设A 、B 两个系统都设有二次调整的电厂，它们的功率变量分别是△P GA 、△P GB 。两个系统的负荷变
量则分别是△P LA 、△P LB 。设联络线上的交换功率△P ab 由A 流向B 时为正。
于是，在联合前，对于A 系统： △P LA －△P GA ＝－K A △f A 对于B 系统
△P LB －△P GB ＝－K B △f B
联合后，通过联络线由A 向B 输送的交换功率，对A 系统，也可以看作是一个负荷，从而：△P LA +△P ab －△P GA ＝－K A △f A ；对于B 系统，这个交换功率也可以看作是电源， 从而：△P LB －△P ab －△P GB ＝－K B △f B
联合后，两个系统的频率应该相等，即△f A ＝△f B ＝△f ，可得： （△P LA －△P GA ）＋（△P LB －△P GB ）＝－（K A ＋K B ）△f ， 带回上式可得，交换功率为：
()()
B
A GB
LB B GB LB A ab K K P P K P P K P +?-?-?-?=
?
令：△P A ＝△P LA －△P GA ，△P B ＝△P LB －△P GB ，△P A 、△P B 分别是A 、B 两个系统的
功率缺额，则有： △P A ＋△P ab ＝－K A △f A
△P B －△P ab ＝－K B △f B
B
A B A K K P P f +?+?-
=?
B
A A
B B A ab K K P K P K P +?-?=
?
由此可见，联合系统频率的变化取决于系统总的功率缺额和总的系统单位调节功率。 2.4 联合电力系统的调频 2.4.1 联合电力系统的调频方式
1. 恒定频率控制FFC （flat frequency control ）
按照频率偏差△f 进行调节，在△f ＝0的时候，调节结束。所以最终维持的是系统频率，而对联络线上的交换功率则不加控制，这实际上是单一系统的观点，因此这种方式只适用与电厂之间联系紧密的小型系统，对于庞大的联合电力系统实现起来有不少困难。 2. 恒交换功率控制FTC （flat tie-line control ）
控制调频机组保持交换功率恒定，而对系统的频率并不控制。这种方式适用于两个电力相同间按照协议交换功率的情况。它要求保持联络线上功率不变，而频率则要求通过两个相邻系统同时调整发电机的功率来维持。
3. 频率联络线功率偏差控制TBC （tie line load frequency bias control ）
既按频差又按联络线交换功率调节，最终维持的是系统负荷波动的就地平衡，这实际是多系统调频观点，这种调频方式是大型电力系统或联合电力系统中常用的一种方式。 2.4.2频率联络线功率偏差控制TBC
《电力系统自动装置（第二版）》，上海交通大学，杨冠城，中国电力出版社。Page164，148
采用频率联络线功率偏差控制TBC 方式，不仅要消除频差（△f ＝0），而且还要消除联络线中的交换功率偏差（△P ab ＝0）。这就是说每个控制区负责本区域的功率调整，通常把本区域调节作用的信号称为区域控制ACE （area control error ）。
依然以左图这样两个互连的系统为例，来说明其调节特点。A 、B 系统的区域控制误差分别为：
ACE A ＝△P tA ＋K A △f A ACE B ＝△P tB ＋K B △f B
其中，△P tA 为控制区A 输出的总有功功率增量；
△P tA 为控制区A 输出的总有功功率增量；
K 为系统的单位调节功率
补充start ：
即△P ti 为控制区i 输出的总有功功率增量，它等于与区域I 相连的各个联络线中功率增量之和，即△P ti ＝Σ△P tij （j ＝1，2…n ）
由电网理论知，传输线中的功率为ij
L j
i ji ij X
U U P P δsin =-=
其中：U j U i ――传输线两端母线的电压； δij ＝δi ―δj ――两母线电压相角之差；
X L ――输电线的电抗。
当联络线中功率发生微小变化时，其值可以表示为：
()[]()j
i
j
i
L
j
i ij ij L
j
i ij ij tij X
U U X
U U d dP P δ
δ
δ
δ
δδδδ
?-?-=
??=??=
?cos cos
令 L
j
i ij X
U U P =
max ，称为输电线的极限传输容量，
T ij ＝P maxij cos δij ，称为传输线的同步系数。
则 △P tij ＝T ij △δij ＝T ij （△δi －△δj ） ，
其中：△δi △δj ――输电线两端母线电压相角的变化量
补充end
相应的控制功率为：
△P GA ＝－K iA ∫(△P tA ＋K A △f A )dt △P GB ＝－K iB ∫(△P tB ＋K B △f B )dt
其中，K iA 、K iB 是积分增益，常数；负号表示控制功率与联络线功率增量△P t 和频率偏差△f 的方向相反，即当系统的△f 或△P t 为负值时，调频机组的控制功率△P G 为正的增加的输出功率。
任一控制区的负荷变动，调整结果在稳态条件下，必然使ACE A ACE B 为零，即：
△P ab ＋K A △f A ＝0
△P ab ＋K B △f B ＝0
负荷上述条件时，只有使△f ＝0，＝＝0，这正是我们所需要的控制要求。必须指出的是，如果A 系统采用了TBC 调节，而B 系统采用有差调节或甚至无二次调频，则仍有可能出现△f 和△P t ，为了更好的理解，从一般情况入手开始讨论。
设系统A 有二次调频，系统B 只有调速器一次调频，系统的负荷增量分别为△P LA 、△P LB ，联络线上的功率增量为△P tA ，在稳定条件下有：
△P Ti －△P Li ＝－K Li △f i ＋△P ti
即发电机功率增量与负荷增量间差值，由负荷频率调节效应＆联络线增量来平衡，又通常△P T 与△P G 相等，因此对系统A 、B 又下列关系：
△P GA －△P LA ＝K LA △f ＋△P tA △P GB －△P LB ＝K LB △f ＋△P tB
其中△P tA ＝－△P tB 。 所以
△P LA ＝△P GA －K A △f －△P tA
△ P LB ＝△P GB －K B △f －△P tB ＝－K B △f ＋△P tA （B 系统只有一次调频）
A 系统按频率及联络线功率进行调节时，最终使ACE A ＝△P tA ＋K A △f A ＝0 所以 由上面的两个式子可得： △P LA ＝△P GA
△P tA =－K A △f
再带回到上面两式可得LB
B
A P K K f ?+-
=?1
B
A A L
B tA K K K P P +?=
?
可见，A 系统维持了系统的就地平衡。整个系统的频率及联络线功率变化只与B 系统负荷增量△P LB 有关。由于B 系统没有自动调频，所以整个联合系统对B 系统的负荷波动，仍然是只有一次调频的。
3. 电力系统的经济调度与自动调频
电力系统的频率调节涉及系统中有功功率平衡和潮流分布。再保证频率质量和系统安全运行前提下，如何使电力系统运行具有良好的经济性，这就是电力系统经济调度控制（EDC ，economic dispatch control ）的任务。它是联合自动调频的重要目标之一，因此也有人把AGC 列为AGC 功能的一部分，称之为AGC/EDC 功能。一般的EDC 是按数据模型编制的程序，调用时需要一定的时间开销，但它可以较长时间启动一次（一般5分钟以上）。有人称EDC
为三次经济调节。
3.1 等微增率分配负荷的基本概念
《电力系统自动装置（第二版）》，上海交通大学，杨冠城，中国电力出版社。Page167
《电力系统稳态分析（第二版）》，东南大学，陈衍，中国电力出版社。Page203－电力系统中有功功率的最优分配在很久以前，曾误认为最经济的分配负荷是，当系统负荷增加时，使效率最好的机组先增加负荷，直至其最高效率；然后再让效率次之的机组也增加负荷直到其最高效率时的负荷为止，以次类推。这种方法已经被证明并不经济，最经济的是按照等微增率分配负荷。这一方法至今还被广泛应用。
微增率是指输入耗量的微增量与输出功率微增量的比值。对发电机组来说，为燃料消耗量（或消耗费用）的微增量与发电机输出功率微增量的比值。所谓等微增率法则，就是运行的发电机组按照微增率相等的原则来分配负荷，这样就可使系统的总的燃料消耗（或费用）为最小，从而是最经济的。
3.1.1 最优分配负荷的目标函数和约束条件
1.耗量特性
电力系统中有功功率负荷合理分配的目标是在满足一定的约束条件下，尽可能节约消耗的（一次）能源。因此，要分析这个问题，必须先确定发电设备单位时间内消耗的能源与发出的有功功率之间的关系，即发电设备输入与输出的关系，这种关系称为耗量特性。如图a 所示。图中纵坐标可以是单位时间内消耗的燃料F，例如每小时多少吨含热量为29.31MJ/kg 的标准煤；也可以为单位时间内消耗的水量W，例如每秒钟多少立方米。横坐标则为KW或MW为单位的电功率P G。
耗量特性曲线上某一点纵坐标与横坐标的比值，即单位时间内输入能量与输出功率之间的比值称为比耗量μ。显然，比耗量实际是原点和耗量特性曲线上某一点连线的斜率，μ＝F/P
或μ＝W/P。而当耗量特性纵横坐标单位相同时，它的倒数就是发电设备的效率η。
耗量特性曲线上某一点切线的斜率称为耗量微增率λ。耗量微增率是单位时间内输入能量微增量与输出功率微增量的比值，即λ＝△F/△P＝dF/dP或λ＝△W/△P＝dW/dP。
比耗量和比耗量微增率虽然通常具有相同的单位，如t/（MW.h），却是两个不同的概念。而且它们的数值一般也不相等。只有在耗量特性曲线上某一个特殊的点m，它们才相等。如图b所示。这个特殊的点m就是从原点做直线与耗量特性曲线相切时的切点。显然，在这个点上，比耗量的数值恰好最小。这个比耗量的最小值就称为最小比耗量μmin。合理组合发电设备的方法之一，就是按照这个最小比耗量由小到大的顺序，随负荷的由小到大增加，逐套投入发电设备；或负荷的由大到小减少，逐套推出发电设备。
比耗量和耗量微增率的变化如图c所示。
2．目标函数和约束条件
明确了有功功率负荷的大小和耗量特性，在系统中有一定备用容量时候，就可以考虑这些负荷在已经运行发电设备和发电厂之间的最优分配问题了。这个问题实际上属于非线性规划范畴。因在数学上，其性质是，在一定的约束条件下，使某一目标函数为最优，而这些约束条件和目标函数都是这种变量――状态变量、控制变量、扰动变量的非线性函数，换而言之，在数学上这个问题表达为：
在满足等约束调件：f（x、u、d）＝0和不等约束条件：g（x、u、d）≤0的前提下，使目标函数C=C（x、u、d）为最优。
现在的问题在于，如何表示分析有功功率负荷最优分配时的目标函数和约束调件。
由于讨论有功功率负荷最优分配的目的在于：在供应相同大小负荷有功功率的前提下，单位时间内的能源耗量最少。这里的目标函数就应该是总耗量。原则上，这总耗量应该与所有变量有关，但通常认为，它只是各发电设备所发有功功率P Gi的函数，即这里的目标函数写作：
F∑＝F1（P G1）＋F2（P G2）＋F3（P G3）＋…＋F n（P Gn）＝∑F i（P Gi）式中，F i（P Gi）表示某发电设备发出有功功率P Gi时单位时间内所消耗的能源。
这里的等约束条件也就是有功功率必须保持平衡的条件。就每个节点而言，这条件是：
P Gi―P Li―U i∑U j（G ij Cosδij＋B ij Sinδij）＝0
式中，i＝1，2。。。n
就整个系统而言，则为：
∑P Gi―∑P Li―△P∑＝0
式中△P∑为网络总损耗。
这里的不等约束条件有3，分别为各节点发电设备有功功率P Gi、无功功率Q Gi＆电压U i 的大小不能逾越限额，即：
P Gimin≤P Gi≤P Gimax
Q Gimin≤Q Gi≤Q Gimax
U imin≤U i≤U imax
式中，P Gimax就取发电设备的额定功率；P Gimin则因发电设备的类型的差异有所不同，例如火力发电设备的P Gimin不能低于额定有功功率的20％～75％。Q Gimax取决于发电机定子或转子绕组的温升；Q Gimin主要取决于发电机并列允许的稳定性和定子端部温升等等。U imax和U imin 则由对电能质量的要求决定。
系统中发电设备消耗的能源可能收到限制。例如，水电厂一昼夜消耗的水量受约束于水库调度。出现这种情况时，目标函数就不应再是单位时间内消耗的能源，而应是一段时间内消耗的能源，即应该为：F∑＝∑∫0t F i（P Gi）dt
而等约束条件增加：∫0t W j（P Gj）dt＝定值
这里的F i可以理解为单位时间内火力发电设备的燃料消耗；W j为单位时间内水利发电设备的水量消耗，t为时间段长，例如24h。而这里设I＝1，2，…m为火力发电设备，j＝(m+1),(m+2)…n为水力发电设备。
3.1.2 最优分配负荷时的等耗量微增率准则
所谓等微增率法则，就是运行的发电机组按照微增率相等的原则来分配负荷
我们以两台机组并联运行为例，说明等微增率法则。
如图所示两台发电机组，原来所带的负荷，
机组1为P1，微增率为b1，机组2为P2，微
增率为b2，且b1> b2，如果机组1的功率减
小△P，即功率变为P‘1，相应的微增率变为
b‘1，而机组2的增加相同的△P，使其功率
变为P‘2，微增率变为b‘2，此时总的负荷不
变。由图可知，机组1减少的燃料耗量（图
中阴影部分，由b1、b‘1、P1、P‘1所围的面
积）大于机组2增加的燃料耗量（由b2、b‘2、P2、P‘2所围的面积），这两个面积之差即为减少（或增加）的燃料消耗量，如果上述过程是使总的燃料消耗减少，则这样的转移负荷的过程就继续下去，总的燃料消耗就继续减少，直
到两台机组的微增率相等时为止。即b 1＝b 2时，总的燃料耗量为最小。
如果微增率曲线时反函数曲线，即微增率随负荷增加而减小，用上述同样的方法，可以证明，把机组负荷加到最大时则最经济。
当然，等微增率准则的严格证明应该由数学推导获得。 3.2 各类发电厂之间负荷的经济分配
电力系统中，有功功率的最优分配其实有两方面的内容，即有功功率负荷的最优分配和有功功率电源的最优组合。
有功功率电源的最优组合是指系统中发电设备或发电厂的合理组合，也就是通常所说机组的合理开停。它大体上包括三部分：机组的最优组合顺序、机组的最后组合数量，和机组的最优开停时间。简而言之，涉及的是电力系统中冷备用容量的合理分布问题。合理组合机组的方法，目前有最优组合顺序法，动态规划设计法、整数规划法等等。
各类发电厂的合理组合：一般，火电厂以承担基本不变的负荷为宜。这样可避免频繁开停设备或增减负荷。其中，高压高温电厂因为功率因数高，应优先投入，而且，它们可灵活调节的范围较窄，在负荷曲线的更基底部分运行更恰当。其次是中温中压电厂。低温低压电厂设备陈旧，效率很低，应该及早淘汰。而在淘汰前只能在高峰负荷期间用于发必要的功率。
核能电厂的可调容量虽大，但因核能电厂的一次投资大，运行费用小，建成后应尽可能利用，原则上是应该持续承担额定容量负荷，在负荷曲线的更基底部分运行。
无调节水库水电厂的全部功率和有调节水库水电厂的强迫功率都不可调，应首先投入。有调节水库水电厂的可调功率，在洪水季节，为了防止弃水，往往也优先投入；在苦水季节恰好相反，应承担高峰负荷。抽水蓄能电厂在低谷负荷时，其水轮发电机组做电动机-水泵方式运行，因而应做负荷考虑；在高峰负荷时发电，与常规水电厂无异。虽然这一抽水蓄能放水发电循环的总效率只有70％左右，但因这类电厂的介入，使火电厂的负荷进一步平稳，就系统总体而言，是很合理的。
另外，由于发电厂之间通过传输线路相联，所以考虑发电厂之间的负荷经济分配时，要考虑线路的功率损耗。在考虑线损的条件下，负荷经济分配的准则是每个电厂的微增率与相应的线损修正系数的乘积相等。调频电厂按照下式运行是最经济的（公式的推导省略）。
λσ
σ
σ=-=
=-=
-n
n b b b 1 (112)
21
1
式中：b i ――各电厂的微增率； i σ――各电厂线损微增率；λ――系统微增率；
4.电力系统自动低频减载
4.1 电力系统频率的动态特性
经过分析可知，当分发电机功率＆负荷功率
失去平衡的时候，系统频率f按指数曲线化。功
率缺额△P h*是一个随机不定的数，但系统的频
率f的变化总是可以归纳为如下几种情况。
1．由于△f*∞的值与功率缺额△P h*成比例，
当△P h*不同时，系统频率特性分别如左图中曲线
a、b所示。该两曲线表明，事故初期，频率的下
降速率与功率缺额的标要值成正比，即△P h*值越大，频率下降的速率也越大。它们的频率稳定值分别是f a∞f b∞。
2．设系统的功率缺额是△P h，当频率下降到f1时，切除负荷功率△P L，如果△P L等于△P h，则发电机发出的功率刚好与切除后的系统功率平衡。系统频率按照指数规律恢复到额定频率f e允许，如图中的c所示。
3．上述事故情况下，如果在f1时，切除负荷功率△P L小于功率缺额△P h值，则系统的稳定频率就低于额定值。设切除负荷△P L1后，正好使系统的频率f x维持在f1运行，那么，它的频率特性就如图中直线d所示。
4．设频率下降到f1时切除的负荷功率为△P L2，且小于上述情况的△P L1，这时，系统频率f x降继续下降，如果这时候系统功率缺额所对应的稳态频率也为f b∞，于是系统频率的变化过程如图中曲线e所示。比较b、e曲线也可以说明，如果能及早切除负荷功率，可以延缓系统频率下降的过程。
4.2 自动低频减载的工作原理
当系统发生严重功率缺额时候，自动低频减载装置的任务就是迅速断开相应数量的用户的负荷，时系统的频率在不低于某一允许值的情况下，达到有功功率的平衡，以确保电力系统安全允许，防止事故的扩大。
1最大功率缺额的确定
在电力系统中，自动低频减载装置是用来应付严重功率缺额事故的重要措施之一，它通
过切除负荷功率（通常是比较不重要的负荷）的办法来制止系统频率的下降，藉以取得逐步恢复系统正常工作的条件。因此，必须考虑即使系统发生最严重事故的情况下，即出现最大的可能功能缺额的情况下，接至低频减载装置的用户功率量也能使系统频率恢复在可运行的水平，以避免系统事故的扩大。可见，确定系统事故情况下的最大可能功率缺额，以及接入自动低频减载装置的相应的功率值，是保证系统安全允许的重要措施。确定系统中可能发生的功率缺额涉及到对系统事故的设想，为此应作具体分析。一般应该根据不利的允许方式下发生故障时，实际可能发生的最大功率缺额来考虑，例如按系统中断最大机组或某一电厂来考虑，如果系统有可能解列成几个子系统（即几个部分）运行时，还必须考虑各子系统可能发生的最大功率缺额。
自动低频减载装置是针对事故情况的一种反故障措施，并不要求系统频率恢复至额定值，一般希望它的恢复频率f h 低于额定值，约为49.5～50HZ 之间，所以接到低频减载装置最大可能的断开功率△P Lmax 可小于最大功率缺额△P hmax 。设正常允许时候系统负荷为P Le ，额定频率与恢复频率f h 之差△f h ，则有：
*
***m a x m a x **m a x
m a x m a x *1h L Le
h L h L h L L Le L h f K P f K P P f K P P P P P ?-?-?=
???=?-?-?=
?
其中： △P *――功率缺额；
△P Lmax ――切负荷总量； △P hmax ――系统最大功率缺额；
上式表明，当系统负荷P Le ，系统最大功率缺额△P hmax 已知后，只要系统恢复频率f h 确定，就可以求得接到自动低频减载装置的功率总数。 4.2.1 自动低频减载装置的动作顺序
在电力相同发生故障的情况下，被迫采取断开部分的负荷的办法以确定系统的安全运行，这对于被切除的用户来说，无疑会造成不少困难，因此，应该力求尽可能少的断开负荷。 如上所述，接于自动低频减载装置的总功率是按照系统最严重的事故的情况来考虑的。然而，系统的运行方式是很多的，而且事故的严重程度也是有差别的，对于各种可能发生的事故，都要求自动低频减载装置能作出恰当的反映，切除相当数量的负荷功率，既不能过多又不能过少，只有分批断开负荷功率采用逐步修正的办法，才能取得较为满意的结果。
绪论 1、葛洲坝水电厂，输送容量达120万科kW；大亚湾核电厂单机容量达90万kW；上海外高桥火电厂装机容量320万kW，最大单机容量90万kW。我国交流输电最高电压等级达500kV。 2、电能在生产、传输和分配过程中遵循着功率平衡的原则。 3、发电厂转换生产电能，按一次能源的不同又分为火电厂，水电厂，核电厂 3、自动控制装置对送来的信息进行综合分析，按控制要求发出控制信息即控制指令，以实现其预定的控制目标。 3、电力系统自动监视和控制，其主要任务是提高电力系统的安全、经济运行水平。 4、发电厂、变电所电气主接线设备运行的控制与操作的自动装置，是直接为电力系统安全、经济和保证电能质量服务的基础自动化设备。 5、同步发电机是转换产生电能的机械，它有两个可控输入量——动力元素和励磁电流。 6、电气设备的操作分正常操作和反事故操作。 7、发电厂、变电所等电力系统运行操作的安全装置，是为了保障电力系统运行人员的人身安全的监护装置。 8、电压和频率是电能质量的两个主要指标。 9、同步发电机并网运行操作是电气设备正常运行操作的重要内容。 10、电力系统自动装置有两种类型：自动调节装置和自动操作装置 11、计算机控制技术在电力系统自动装置中已广泛应用，有微机控制系统、集散控制系统、以及分布式控制系统等。 12、频率是电能质量的重要指标。有功功率潮流是电力系统经济运行和系统运行方式中的重要问题。 13、电力系统自动低频减载及其他安全自动控制装置：按频率自动减载装置是电力系统在事故情况下较为典型防止系统事故的安全自动装置。 第一章 14、自动装置的首要任务是将连续的模拟信号采集并转换成离散的数字信号后进入计算机，即数据采集和模拟信号的数字化。 15、自动装置的结构形式主要有三种，微型计算机系统、工业控制计算机系统、集散控制系统和现场总线系统。 16、（简答）微型计算机系统的主要部件 1）传感器 2）模拟多路开关 3）采样/保持器 4）A/D转换器 5）存储器 6）通信单元 7）CPU 16、传感器的作用是把压力、温度、转速等非电量或电压、电流、功率等电量转换为对应的电压或电流的弱电信号。 17、采样/保持器一般由模拟开关、保持电容器和缓冲放大器组成 18、A/D转化器是把模拟信号转换为数字信号，影响数据采集速度和精度的主要因素之一。 19、一般把运算器和控制器合称中央处理单元（CPU）。/ 20、工业控制计算机系统一般由稳压电源、机箱和不同功能的总线模板，以及键盘等外设接口组成。 21、定时器是STD总线的独立外设，具有可编程逻辑电路、选通电路和输出信号，可完成定时、计数以及实现“看门狗”功能等。 22、键盘显示板主要有键盘输入、显示输出、打印机接口等部分。 23、路由器的功能主要起到路由、中级、数据交换等功能。 24、采样过程：对连续的模拟信号x（t），按一定的时 间间隔 S T，抽取相应的瞬时值。 25、采样周期Ts决定了采样信号的质量和数量。 26、香农采样定理指出采样频率必须大于原模拟信号
一．填空题 1、输电线路的网络参数是指（电阻）、（电抗）、（电纳）、（电导）。 2、所谓“电压降落”是指输电线首端和末端电压的（相量）之差。“电压偏移”是指输电线某点的实际电压和额定 电压的（数值）的差。 3、由无限大的电源供电系统，发生三相短路时，其短路电流包含（强制/周期）分量和（自由/非周期）分量，短路 电流的最大瞬时的值又叫（短路冲击电流），他出现在短路后约（半）个周波左右，当频率等于50HZ时，这个时间应为（0.01）秒左右。 4、标么值是指（有名值/实际值）和（基准值）的比值。 5、所谓“短路”是指（电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接），在三相系统中短路的基本 形式有（三相短路），（两相短路），（单相短路接地），（两相短路接地）。 6、电力系统中的有功功率电源是（各类发电厂的发电机），无功功率电源是（发电机），（电容器和调相机），（并联 电抗器），（静止补偿器和静止调相机）。 7、电力系统的中性点接地方式有（直接接地）（不接地）（经消弧线圈接地）。 8、电力网的接线方式通常按供电可靠性分为（无备用）接线和（有备用）接线。 9、架空线是由（导线）（避雷线）（杆塔）（绝缘子）（金具）构成。 10、电力系统的调压措施有（改变发电机端电压）、（改变变压器变比）、（借并联补偿设备调压）、（改变输电线路参 数）。 11、某变压器铭牌上标么电压为220±2*2.5%，他共有（5）个接头，各分接头电压分别为（220KV）（214.5KV）（209KV） （225.5KV）（231KV）。 二：思考题 1.电力网，电力系统和动力系统的定义是什么？（p2） 答: 电力系统：由发电机、发电厂、输电、变电、配电以及负荷组成的系统。 电力网：由变压器、电力线路、等变换、输送、分配电能的设备组成的部分。 动力系统：电力系统和动力部分的总和。 2.电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？（p4-5） 答：电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径以及它们相互间的连接。但难以表示各主要电机电器间的联系。 电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电机电器、线路之间的电气结线。但难以反映各发电厂、变电所、电力线路的相对位置。 3.电力系统运行的特点和要求是什么？（p5） 答：特点：（1）电能与国民经济各部门联系密切。（2）电能不能大量储存。(3)生产、输送、消费电能各环节所组成的统一整体不可分割。（4）电能生产、输送、消费工况的改变十分迅速。（5）对电能质量的要求颇为严格。 要求：（1）保证可靠的持续供电。（2）保证良好的电能质量。（3）保证系统运行的经济性。 4.电网互联的优缺点是什么？（p7） 答：可大大提高供电的可靠性，减少为防止设备事故引起供电中断而设置的备用容量；可更合理的调配用电，降低联合系统的最大负荷，提高发电设备的利用率，减少联合系统中发电设备的总容量；可更合理的利用系统中各类发电厂提高运行经济性。同时，由于个别负荷在系统中所占比重减小，其波动对系统电能质量影响也减小。联合电力系统容量很大，个别机组的开停甚至故障，对系统的影响将减小，从而可采用大容高效率的机组。 5.我国电力网的额定电压等级有哪些？与之对应的平均额定电压是多少？系统各元件的额定电压如何确定？ （p8-9） 答：额定电压等级有（kv）：3、6、10、35、110、220、330、500 平均额定电压有（kv）：3.15、6.3、10.5、37、115、230、345、525 系统各元件的额定电压如何确定：发电机母线比额定电压高5%。变压器接电源侧为额定电压，接负荷侧比额定电压高10%，变压器如果直接接负荷，则这一侧比额定电压高5%。 6.电力系统为什么不采用一个统一的电压等级，而要设置多级电压？（p8） S 。当功率一定时电压越高电流越小，导线答：三相功率S和线电压U、线电流I之间的固定关系为
电力系统实验指导书
第四章 电力系统功率特性和功率极限实验 一、实验目的 1． 初步掌握电力系统物理模拟实验的基本方法； 2． 加深理解功率极限的概念，在实验中体会各种提高功率极限措施的作用； 3． 通过对实验中各种现象的观察，结合所学的理论知识，培养理论结合实 际及分析问题的能力。 二、原理与说明 所谓简单电力系统，一般是指发电机通过变压器、输电线路与无限大容量母线联接而且不计各元件的电阻和导纳的输电系统。 对于简单系统，如发电机至系统d 轴和q 轴总电抗分别为X d 和X q ，则发电机的功率特性为： δδ2sin 2sin 2∑ ∑∑ ∑∑?-?+= q d q d d q Eq X X X X U X U E P 当发电机装有励磁调节器时，发电机电势E q 随运行情况而变化。根据一般励磁调节器的性能，可认为保持发电机E q （或E ）恒定。这时发电机的功率特 性可表示成： δδ2sin 2sin 2∑ ∑∑∑∑?'-'?+''='q d q d d q Eq X X X X U X U E P 或 δ'''='∑sin d q E X U E P 这时功率极限为 ∑ '='d Em X U E P 随着电力系统的发展和扩大，电力系统的稳定性问题更加突出，而提高电力系统稳定性和输送能力的最重要手段之一是尽可能提高电力系统的功率极限，从
简单电力系统功率极限的表达式看，提高功率极限可以通过发电机装设性能良好的励磁调节器以提高发电机电势、增加并联运行线路回路数或串联电容补偿等手段以减少系统电抗、受端系统维持较高的运行电压水平或输电线采用中继同步调相机或中继电力系统以稳定系统中继点电压等手段实现。 三、实验项目和方法 （一）无调节励磁时功率特性和功率极限的测定 1．网络结构变化对系统静态稳定的影响（改变x） 在相同的运行条件下（即系统电压U x、发电机电势保持E q保持不变，即并网前U x=E q），测定输电线单回线和双回线运行时，发电机的功一角特性曲线，功率极限值和达到功率极限时的功角值。同时观察并记录系统中其他运行参数（如发电机端电压等）的变化。将两种情况下的结果加以比较和分析。 实验步骤： （1）输电线路为单回线； （2）发电机与系统并列后，调节发电机使其输出的有功和无功功率为零； （3）功率角指示器调零； （4）逐步增加发电机输出的有功功率，而发电机不调节励磁； （5）观察并记录系统中运行参数的变化，填入表4-1中； （6）输电线路为双回线，重复上述步骤，填入表4-2中。 表4-1 单回线 020406080
电子电路基础知识点总结 1、 纯净的单晶半导体又称本征半导体，其内部载流子自由电子空 穴的数量相等的。 2、 射极输出器属共集电极放大电路，由于其电压放大位数约等于 1，且输出电压与输入电压同相位，故又称为电压跟随器 （ 射极跟随器 ）。 3、理想差动放大器其共模电压放大倍数为 0,其共模抑制比为乂。 般情况下，在模拟电器中，晶体三极管工作在放大状态，在 数字电器中晶体三极管工作在饱和、截止状态。 限幅电路是一种波形整形电路， 因它削去波形的部位不同分为 4、 5、 上限幅、 下限幅和双向限幅电路。 6、 主从 JK 触发器的功能有保持、计数、置 0、置 1 。 7、 多级放大器的级间耦合有阻容耦合、直接耦合、变压器耦合。 8、 带有放大环节串联稳压电路由调整电路、基准电路、取样电路 和比较放大电路分组成。 9、 时序逻辑电路的特点是输出状态不仅取决于当时输入状态，还 与输出端的原状态有关。 10、 当PN 结外加反向电压时，空间电荷区将变宽。反向电流是由 少数载流子形成的。
11、 半导体具有热敏性、光敏性、力敏性和掺杂性等独特的导电 特性。 12、 利用二极管的单向导电性，可将交流电变成脉动的直流电。 13、 硅稳压管正常工作在反向击穿区。在此区内，当流过硅稳压 管的电流在较大范围变化时，硅稳压管两端的电压基本不变。 电容滤波只适用于电压较大，电流较小的情况，对半波整流 电路来说，电容滤波后，负载两端的直流电压为变压级次级电压的 倍，对全波整流电路而言较为倍。 15、处于放大状态的NPN 管，三个电极上的电位的分布必须符合 UC>UB>UE 而PNP 管处于放大状态时，三个电极上的电位分布须符合 UE>UE>UC 总之，使三极管起放大作用的条件是：集电结反偏，发射 结正偏。 16、 在 P 型半导体中，多数载流子是空穴，而 N 型半导体中，多 数载流子是自由电子。 晶体管放大器设置合适的静态工作点，以保证放大信号时， 三极管应始终工作在放大区。 般来说，硅晶体二极管的死区电压大于锗管的死区电压。 14、 17、 二极管在反向截止区的反向电流基本保持不变。 18、 当环境温度升高时，二极管的反向电流将增大。 19、 20、
实验三 电力系统暂态稳定分析 电力系统暂态稳定计算实际上就是求解发电机转子运动方程的初值问题，从而得出δ-t 和ω-t 的关系曲线。每台发电机的转子运动方程是两个一阶非线性的常微分方程。因此，首先介绍常微分方程的初值问题的数值解法。 一、常微分方程的初值问题 （一）问题及求解公式的构造方法 我们讨论形如式（3-1）的一阶微分方程的初值问题 ?? ?=≤≤='00 )(),,()(y x y b x a y x f x y （3-1） 设初值问题（3-1）的解为)(x y ，为了求其数值解而采取离散化方法，在求解区间[b a ,]上取一组节点 b x x x x x a n i i =<<<<<<=+ΛΛ110 称i i i x x h -=+1（1,,1,0-=n i Λ）为步长。在等步长的情况下，步长为 n a b h -= 用i y 表示在节点i x 处解的准确值)(i x y 的近似值。 设法构造序列{}i y 所满足的一个方程（称为差分方程） ),,(1h y x h y y i i i i ??+=+ （3-2） 作为求解公式，这是一个递推公式，从（0x ，0y ）出发，采用步进方式，自左相右逐步算出)(x y 在所有节点i x 上的近似值i y （n i ,,2,1Λ=）。 在公式（3-2）中，为求1+i y 只用到前面一步的值i y ，这种方法称为单步法。在公式（3-2）中的1+i y 由i y 明显表示出，称为显式公式。而形如（3-3） ),,,(11h y y x h y y i i i i i ++?+=ψ （3-3） 的公式称为隐式公式，因为其右端ψ中还包括1+i y 。 如果由公式求1+i y 时，不止用到前一个节点的值，则称为多步法。 由式（3-1）可得
电路理论总结 第一章 一、重点： 1、电流和电压的参考方向 2、电功率的定义：吸收、释放功率的计算 3、电路元件：电阻、电感、电容 4、基尔霍夫定律 5、电源元件 二、电流和电压的参考方向： 1、电流（Current ） 直流: I ①符号 交流:i ②计算公式 ③定义：单位时间内通过导线横截面的电荷（电流是矢量） ④单位：安培A 1A=1C/1s 1kA=1×103A 1A=1×10-3mA=1×10-6μA=1×10-9nA ⑤参考方向 a 、说明：电流的参考方向是人为假定的电流方向，与实际 ()()/i t dq t dt =
电流方向无关，当实际电流方向与参考方向一致时电流取正，相反地，当实际电流方向与参考方向不一致时电流取负。 b 、表示方法：在导线上标示箭头或用下标表示 c 、例如： 2、电压（V oltage ） ①符号：U ②计算公式： ③定义：两点间的电位（需确定零电位点⊥）差，即将单位正电 荷从一点移动到另一点所做的功的大小。 ④单位：伏特V 1V=1J/1C 1kV=1×103V 1V=1×10-3mV=1×10-6μV=1×10-9Nv i > 0 i < 0 实际方向 实际方向 ————> <———— 参考方向（i AB ） U =dW /dq
⑤参考方向（极性） a 、说明：电压的实际方向是指向电位降低的方向，电压的 参考方向是人为假定的，与实际方向无关。若参考方向与实际方向一致则电压取正，反之取负。 b 、表示方法：用正极性(＋)表示高电位，用负极性（﹣） 表示低电位，则人为标定后，从正极指向负极的方向即为电压的参考方向或用下标表示（U AB ）。 c 、例如： 3、关联与非关联参考方向 ①说明：一个元件的电流或电压的参考方向可以独立的任意的 人为指定。无论是关联还是非关联参考方向，对实际方向都无影响。 ② 关联参考方向：电流和电压的参考方向一致，即电流从 所标的正极流出。 i i U < 0 > 0 参考方向 U + – + 实际方向 + 实际方向 参考方向 U + – U
电力系统分析实验指导书 实验一、 电力系统功率特性和功率极限实验 （一）实验目的 1、初步掌握电力系统物理模拟实验的基本方法； 2、加深理解功率极限的概念，在实验中体会各种提高功率极限措施的作用； 3、通过对实验中各种现象的观察，结合所学的理论知识，培养理论结合实际及分析问题的能力。 （二）原理 所谓简单电力系统，一般是指发电机通过变压器、输电线路与无限大容量母线联接而且不计各元件的电阻和导纳的输电系统。 对于简单系统，如发电机至系统d 轴和q 轴总电抗分别为X d ∑和X q ∑，则发电机的功率特性为： δδ2sin 2sin 2∑ ∑∑ ∑∑?-?+= q d q d d q Eq X X X X U X U E P 当发电机装有励磁调节器时，发电机电势E q 随运行情况而变化。根据一般励磁调节器 的性能，可认为保持发电机E 'q （或E '）恒定。这时发电机的功率特性可表示成： δδ2sin 2sin 2∑ ∑∑∑∑?'-'?+''='q d q d d q Eq X X X X U X U E P 或 δ'''='∑sin d q E X U E P 这时功率极限为 ∑ '='d Em X U E P 随着电力系统的发展和扩大，电力系统的稳定性问题更加突出，而提高电力系统稳定性和输送能力的最重要手段之一是尽可能提高电力系统的功率极限，从简单电力系统功率极限的表达式看，提高功率极限可以通过发电机装设性能良好的励磁调节器以提高发电机电势、增加并联运行线路回路数或串联电容补偿等手段以减少系统电抗、受端系统维持较高的运行电压水平或输电线采用中继同步调相机或中继电力系统以稳定系统中继点电压等手段实现。
电力系统基本知识题库 出题人： 1．电力系统中输送和分配电能的部分称为（B） A、电力系统； B、电力网； C、动力系统； D、直流输电系统2．发电机的额定电压与系统的额定电压为同一等级时，发电机的额定电压规定比系统的额定电压（D） A、低10%； B、高10% ； C、低5%； D、高5% 3．下面那种负荷级造成国民经济的重大损失，使市政生活的重要部门发生混乱（A） A、第一级负荷； B、第二级负荷； C、第三级负荷； D、无 4．系统向用户提供的无功功率越小用户电压就（A） A、越低； B、越高； C、越合乎标准； D、等于0 5．电力系统不能向负荷供应所需的足够的有功功率时，系统的频率就（B） A、要升高； B、要降低； C、会不高也不低； D、升高较轻6．电力系统在很小的干扰下，能独立地恢复到它初始运行状况的能力称（B） A、初态稳定； B、静态稳定； C、系统的抗干扰能力； D、动态稳定 7．频率主要决定于系统中的（A） A、有功功率平衡； B、无功功率平衡； C、电压； D、电流
8．电压主要决定于系统中的（B） A、有功功率平衡； B、无功功率平衡； C、频率； D、电流 9．用户供电电压的允许偏移对于35kV及以上电压级为额定值的（C）A、5%； B、10%； C、±5%； D、±10% 10．当电力系统发生短路故障时，在短路点将会（B） A、产生一个高电压； B、通过很大的短路电流； C、通过一个很小的正常的负荷； D、产生零序电流 11．电力系统在运行中发生短路故障时，通常伴随着电压（B） A、上升； B、下降； C、越来越稳定； D、无影响 12．根据国家标准，10kV及以下三相供电电压的允许偏差为额定电压的（D） A、3%； B、±3%； C、5%； D、±5% 13．系统频率波动的原因（B） A、无功的波动； B、有功的波动； C、电压的波动； D、以上三个原因 14．系统的容量越大允许的频率偏差越（C） A、大； B、不一定； C、小； D、不变 15．以下短路类型中（A）发生的机会最多。 A、单相接地短路； B、两相接地短路； C、三相短路； D、两相相间短路
电路图：用规定的符号表示电路连接情况的图。填写以下电路图符号： 二、探究不同物质的导电性能 四、电压 1 电压的作用 1 ）电压是形成电流的原因：电压使电路中的自由电荷定向移动形成了电流。电源是 提供电压的装置。 （2）电路中获得持续电流的条件：①电路中有电源（或电路两端有电压）；②电路是 连通的。 、认识电路 1. 电路的基本组成： 将其他能转化为电能的装置 用电器——将电能转化为其他形式能的装置 开关——控制电路的通断 导线——起连接作用，传输电能 2. 电源 开关 灯泡 变阻器 电流表 电压表 3. 电路的连接方式：串联和并联 1. 导体：容易导电的物体。如：常见金属、 酸碱盐的水溶液、人体、大地、石墨等。 容易导电的原因：有大量的自由电荷。 具体情况：金属中有大量的自由电子；酸碱 盐的水溶液中有大量的自由离子） 2. 绝缘体：不容易导电的物体。如：油、酸碱盐的晶体、陶瓷、橡胶、纯水、空气等。 不容易导电的原因：几乎没有自由电荷。 3. 良好的导体和绝缘体都是理想的电工材料，导体和绝缘体没有明显的界限。 三、电流 1. 电流的形成：电荷的定向移动形成电流。（在金属导体中，能够做定向移动的是自由电 子；在酸 碱盐溶液中，能够做定向移动的是正离子和负离子） 2. 电流的方向：正电荷定向移动的方向为电流方向。按照这个规定， 负电荷定向移动的方 向和电流方向相反。 3. 电流用字母 I 表示，国际单位是安培，简称安，符号 A 。 比安小的单位还有毫安（mA 和微安（卩A ）: 1A=10 mA 1 mA=10 3 卩 A 4. 实验室常用的电流表有两个量程：0— 0.6A （分度值0.02A ）； 0—3A （分度值 0.1A ）
电力系统静态、暂态稳定实验报告 一、实验目的 1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围；2．通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解 3．通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施 二、原理与说明 实验用一次系统接线图如图1所示： 图1. 一次系统接线图 实验中采用直流电动机来模拟原动机，原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。 为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。 电力系统静态稳定问题是指电力系统受到小干扰后，各发电机能否不失同步恢复到原来稳定状态的能力。在实验中测量单回路和双回路运行时，发电机不同出力情况下各节点的电压值，并测出静态稳定极限数值记录在表格中。 电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否过渡到新的稳定状态，继续保持同步运行的问题。在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。 正常运行时发电机功率特性为：P1＝（Eo×Uo）×sinδ1/X1； 短路运行时发电机功率特性为：P2＝（Eo×Uo）×sinδ2/X2； 故障切除发电机功率特性为：P3＝（Eo×Uo）×sinδ3/X3； 对这三个公式进行比较，我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。而系统保持稳定条件是切除故障角δc小于δmax，δmax可由等面积原则计算出来。本实验就是基于此原理，由于不同短路状态下，系统阻抗X2不同，同时切除故障线路不同也使X3不同，δmax也不同，使对故障切除的时间要求也不同。 同时，在故障发生时及故障切除通过强励磁增加发电机的电势，使发电机功率特性中Eo增加，使δmax增加，相应故障切除的时间也可延长；由于电力系统发生瞬间单相接地故障较多，发生瞬间单相故障时采用自动重合闸，使系统进入正常工作状态。这两种方法都有利于提高系统的稳定性。 三、实验项目与结果 双回路对称运行与单回路对称运行比较实验
In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编订：XXXXXXXX 20XX年XX月XX日 电力系统的基本知识简易 版
电力系统的基本知识简易版 温馨提示：本安全管理文件应用在平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。文档下载完成后可以直接编辑，请根据自己的需求进行套用。 1、什么叫电力系统的稳定和振荡？ 答：电力系统正常运行时，原动机供给发 电机的功率总是等于发电机送给系统供负荷消 耗的功率，当电力系统受到扰动，使上述功率 平衡关系受到破坏时，电力系统应能自动地恢 复到原来的运行状态，或者凭借控制设备的作 用过度到新的功率平衡状态运行，即谓电力系 统稳定。这是电力系统维持稳定运行的能力， 是电力系统同步稳定（简称稳定）研究的课 题。 电力系统稳定分为静态稳定和暂态稳定。 静态稳定是指电力系统受到微小的扰动（如负
载和电压较小的变化）后，能自动地恢复到原来运行状态的能力。暂态稳定对应的是电网受到大扰动的情况。 系统的各点电压和电流均作往复摆动，系统的任何一点电流与电压之间的相位角都随功角δ的变化而改变、频率下降等我们通常把这种现象叫电力系统振荡。 2、电力系统振荡和短路的区别是什么？ 答：电力系统振荡和短路的主要区别是： 振荡时系统各点电压和电流值均作往复摆动，而短路时电流、电压值是突变的。此外，振荡时电流、电压值的变化速度较慢，而短路时的电流、电压值突变量很大。 振荡时系统任何一点电流与电压之间的相位角随功角δ的变化而改变；而短路时，电流
第五章基础知识 一、电荷 1、摩擦过的物体物体具有吸引轻小物体的性质，我们就说物体带了电，或者说带了电荷； 二、两种电荷： 1、用绸子摩擦的玻璃棒带的电荷叫正电荷； 2、用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷； 3、基本性质：同中电荷相互排斥，异种电荷相互吸引； 三、验电器 1、用途：用来检验物体是否带电； 2、原理：同种电荷相互排斥； 四、电荷量（电荷） 1、电荷的多少叫电荷量、简称电荷； 2、电荷的单位：库仑（C）简称库； 五、元电荷： 1、原子是由位于中心的带正电的原子核和核外带负电的电子组成； 2、把最小的电荷叫元电荷（一个电子所带电荷）用e表示；e=1.60×10-19C; 4、在通常情况下，原子核所带正电荷与核外电子总共所带负电荷在数量上相等，整个原子呈中性； 六、摩擦起电 1、原因：不同物体的原子核束缚电子的本领不同； 2、摩擦起电的实质：摩擦起电并不是创造了电荷，而是电子从一个物体转移到了另一个物体，失去电子的带正电。得到电子的带负电； 七、导体和绝缘体 1、善于导电的物体叫导体；如：金属、人体、大地、酸碱盐溶液； 2、不善于导电的物体叫绝缘体，如：橡胶、玻璃、塑料等； 3、金属导体靠自由电子导电，酸碱盐溶液靠正负离子导电； 4、导体和绝缘体在一定条件下可以相互转换； 八、电流 1、电荷的定向移动形成电流； 2、能够供电的装置叫电源。 3、规定：真电荷定向移动的方向为电流的方向（负电荷定向移动方向和电流方向相反） 4、在电源外部，电流的方向从电源的正极流向负极； 九、电路：用导线将用电器、开关、用电器连接起来就组成了电路； 1、电源：提供持续电流，把其它形式的能转化成电能； 2、用电器：消耗电能，把电能转化成其它形式的能（电灯、电风扇等） 3、导线：输送电能的； 4、开关：控制电路的通断；十、电路的工作状态 1、通路：处处连同的电路； 2、开路：某处断开的电路； 3、短路：用导线直接将电源的正负极连同；(不允许发生) 十一、电路图及元件符号： 1、用符号表示电路连接的图叫电路图，常用的符号如下： 画电路图时要注意：整个电路图是长方形；导线要横平竖直；元件不能画在拐角处。 十二、串联和并联 十三、电路的连接方法 1、线路简其捷、不能出现交叉； 2、连出的实物图中各元件的顺序一定要与电路图保持一致； 3、一般从电源的正极起，顺着电流方向，依次连接，直至回到电源的负极； 4、并联电路连接中，先串后并，先支路后干路，连接时找准分支点和汇合点。 5、在连接电路前应将开关断开； 十四、电流的强弱 1、电流：表示电流强弱的物理量，符号I 2、单位：安培，符号A，还有毫安(mA)、微安（μA）1A＝1000mA 1mA＝1000μA 十五、电流的测量：用电流表；符号A 1、电流表的结构：接线柱、量程、示数、分度值 2、电流表的使用 （1）先要三“看清”：看清量程、指针是否指在临刻度线上，正负接线柱 （2）电流表必须和用电器串联；（相当于一根导线） （3）电流表必须和用电器串联；（相当于一根导线） （4）选择合适的量程（如不知道量程，应该选较大的量程，并进行试触。） 注：试触法：先把电路的一线头和电流表的一接线柱固定，再用电路的另一线头迅速试触电流表的另一接线柱，若指针摆动很小（读数不准），需换小量程，若超出量程（电流表会烧坏），则需换更大的量程。 3、电流表的读数 （1）明确所选量程(0-3A和0-0.6A)（2）明确分度值（每一小格表示的电流值） （3）根据表针向右偏过的格数读出电流值 4、电流表接入电路时，如果指针迅速偏到最右端（所选量程太小）如果指针向左偏转（正负接线柱接反）如果指针偏转角度很小（所选量程太大） 5、使用电流表之前如果指针不在零刻度线上，就进行调零。 十六、串、并联电路中电流的特点：串联电路中电流处处相等；（I=I1+I2+……+I n） 并联电路干路电流等于各支路电流之和；（I=I1=2=……I n ）
电力系统暂态稳定实验 一、实验目的 1．通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解，使课堂理论教学与实践结合，提高学生的感性认识。 2．学生通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施 3．用数字式记忆示波器测出短路时短路电流的非周期分量波形图，并进行分析。 二、原理与说明 电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否继续保持同步运行的问题。在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。 正常运行时发电机功率特性为：P1＝（Eo×Uo）×sinδ1/X1； 短路运行时发电机功率特性为：P2＝（Eo×Uo）×sinδ2/X2； 故障切除发电机功率特性为： P3＝（Eo×Uo）×sinδ3/X3； 对这三个公式进行比较，我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。而系统保持稳定条件是切除故障角δc小于δmax，δmax可由等面积原则计算出来。本实验就是基于此原理，由于不同短路状态下，系统阻抗X2不同，同时切除故障线路不同也使X3不同，δmax也不同，使对故障切除的时间要求也不同。 同时，在故障发生时及故障切除通过强励磁增加发电机的电势，使发电机功率特性中Eo增加，使δmax增加，相应故障切除的时间也可延长；由于电力系统发生瞬间单相接地故障较多，发生瞬间单相故障时采用自动重合闸，使系统进入正常工作状态。这二种方法都有利于提高系统的稳定性。 三、实验项目与方法 （一）短路对电力系统暂态稳定的影响 1．短路类型对暂态稳定的影响 本实验台通过对操作台上的短路选择按钮的组合可进行单相接地短路，两相相间短路，两相接地短路和三相短路试验。 固定短路地点，短路切除时间和系统运行条件，在发电机经双回线与“无穷大”电网联网运行时，某一回线发生某种类型短路，经一定时间切除故障成单回线运行。短路的切除时间在微机保护装置中设定，同时要设定重合闸是否投切。 在手动励磁方式下通过调速器的增（减）速按钮调节发电机向电网的出力，测定不同短路运行时能保持系统稳定时发电机所能输出的最大功率，并进行比较，分析不同故障类型对暂态稳定的影 为系统可以稳定输出的极限，注意观察有功表响。将实验结果与理论分析结果进行分析比较。P max 的读数，当系统出于振荡临界状态时，记录有功表读数，最大电流读数可以从YHB－Ⅲ型微机保护装置读出，具体显示为： GL-三相过流值 GA- A相过流值
1.3低频减载的意义 《电力系统安全稳定导则》将电力系统的扰动分为三类:第一类为常见的普通故障，要求系统在承受此类故障时能保持稳定运行与正常供电;第二类故障为出现概率较低的较严重的故障，要求系统在承受此类故障时能保证稳定运行，但允许损失部分负荷〔’幻;第三类故障为罕见的严重复杂故障，电力系统在承受此类故障时，如不能保持系统稳定运行，则必须防止系统崩溃并尽量减少负荷损失。针对上述三种情况所采取的措施，即所谓保证安全稳定的三道防线。其中第三道防线就是要保证电力系统在严重复杂的故障下，防止事故扩大，防止导致长时间的大范围停电，以免造成巨大经济损失和社会影响。这也是设置第三道防线的意义。 调节系统功率不平衡主要有两种措施:增加功率输入或裁切负荷。如果事故发生出现功率缺额时，系统旋转备用容量将积极、尽可能快的阻止系统崩溃，这一方案称为低频调速控制(证GC)〔’‘，。FuGc必须在系统频率刚开始下降时动作，并且是一种独立于能量管理系统E(MS)地区性的控制。但当系统发生严重事故，旋转备用容量不足以弥补系统功率缺额时，就应该有选择地切掉一部分负荷，从而阻止频率下降，这一方案称为低频减载控制(UFLS)。由于现代电网经济运行的要求，系统的备用容量偏低，低频减载成为严守第三道防线，防止系统崩溃的主要手段。 电网事故暴露的问题包括:低频减载切除容量严重不足;低频减载方案同机组低频跳闸定值不协调;电网结构不合理等。 根据故障严重程度的不同，有必要加强电网防止稳定破坏和大面积停电的三道防线:第一道防线，电网快速保护及预防控制;第二道防线，稳定控制;第三道防线，就是在主系统发生稳定破坏时的电压及频率紧急控制，有计划、合理地实施解列的自动装置或手动方案，以及解列后为防止小系统崩溃而设置的低频减载装置，以维持整个电网的稳定运行。 1．2低频减载技术发展现状 防止电力系统频率崩溃事故有效的措施就是采用低频自动减载和解列装置，在系统频率下降时及时切除足够数量较次要的负荷，或在合适的点上将系统解列，以保证系统的安全稳定运行，并保证重要负荷供电。国内外几乎所有的电网都采取了低频减载措施，做为安全运行的最后一道防线。前苏联早在20世纪40年代就采取了低频减载措施。我国在50年代即开始在电力系统中使用低频减载装置。考虑低频减载方案时，应从以下几点出发：首先，在各种运行方式和功率缺额下有效地防止系统频率下降至系统安全运行的最低频率值，即频率危险点；
电力系统分析基础 稳态部分 一、填空题 1、我国国家标准规定的额定电压有3kV、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV。 2、电能质量包含电压质量、频率质量、波形质量三方面。 3、无备用结线包括单回路放射式、干线式、链式网络。 4、有备用界结线包括双回路放射式、干线式、链式，环式、两端供电网络。 5、我国的六大电网：东北、华北、华中、华东_ 西南、西北。 6、电网中性点对地运行方式有：直接接地、不接地、经消弧线圈接地三种，其中直接接地为大接地电流系统。 7、我国110kV及以上的系统中性点直接接地，35kV及以下的系统中性点不接地。 二、简答题 1、电力网络是指在电力系统中由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的部分。 2、电力系统是指由发电机、各类变电所和输电线路以及电力用户组成的整体。 3、总装机容量是指电力系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和。 4、电能生产，输送，消费的特点: （1）电能与国民经济各个部门之间的关系都很密切 （2）电能不能大量储存 （3）生产，输送，消费电能各个环节所组成的统一整体不可分割 （4）电能生产，输送，消费工况的改变十分迅速 （5）对电能质量的要求颇为严格 5、对电力系统运行的基本要求 （1）保证可靠的持续供电 （2）保证良好的电能质量 （3）保证系统运行的经济性 6、变压器额定电压的确定： 变压器的一次侧额定电压应等于用电设备额定电压（直接和发电机相连的变压器一次侧额定电压应等于发电机的额定电二次侧额定电压才可能较线路额定电压仅高5%
压），二次侧额定电压应较线路额定电压高10%。只有漏抗很小的、二次直接与用电设备相联的和电压特别高的变压器，其7、所谓过补偿是指感性电流大于容性电流时的补偿方式，欠补偿正好相反，实践中，一般采用欠补偿。 一、填空题 1、按绝缘材料，电缆可分为纸绝缘、橡胶绝缘、塑料绝缘三种类型。 2、架空线路由导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等构成。 3、电缆线路由导线、绝缘层、保护层等构成。 4、、导线主要由铝（Z）、钢（G）、铜（T）等材料构成。 5、线路电压超过220KV时为减小电晕损耗或线路电抗，采用扩径导线或分裂导线。 6、为了减少三相参数的不平衡采取架空线路的换位。 二、简答题 1、⑴ 普通钢芯、铝线，标号为LGJ,铝线和钢线部分截面积的比值为 5.3?6.0。 ⑵ 加强型钢芯铝线，标号为LGJT,铝线和钢线部分截面积的比值为 4.3~4.4。 ⑶轻型钢芯铝线，标号为LGJQ,铝线和钢线部分截面积的比值为8.0?8.1。 2、整换位循环，指一定长度内，有两次换位而三相导线都分别处于三个不同位置，完成一次完整的循环。 3、钢芯铝线的电阻，由于可只考虑主要载流部分一一铝线部分的载流作用，可认为与同样额定截面积的铝线相同。 4、分裂导线的采用改变了导线周围的磁场分布，等效的增大了导线半径，从而减小了导线电抗。 5、单位长度钢导线的电抗就是单位长度外电抗和内电抗之和。 6、电缆线路的电阻路略大于相同面积的架空线路，而电抗则小得多，电抗小是因为电缆三相导体间的距离远小于同样电压级的架空线路。 7、所谓长线路是指在长度>300km的架空线路和>100km的电缆线路。 &一般线路，指中等及中等以下长度线路，对架空线路，对长度大约为300km,对电缆线路，大约为100km。 9、短线路是指长度不超过100km的架空线路，线路电压不高时，这种线路电纳的影响一般不大，可略去。 10、电力系统负荷的运行特性广义分为负荷曲线和负荷特性，负荷曲线是指负荷随时间而变化的规律，负荷特性是指负荷随电压或频率变化的规律。 11、综合用电负荷是将工业、农业、邮电交通、市政、商业以及城乡居民所消耗的相加功率，因而称电力系统的供电负荷； 12、供电负荷再加各发电厂本身所消耗的功率一一厂用电，是系统中各发电机应发的功率，称电力系统中的发电负荷。 13、平均额定电压是约定的，较线路额定电压约高5%的电压系列。 14、各个量基准值的关系：S B=??? 3 U B I B，U B= 3 I B Z B。
电力系统基础知识科普 1．电力系统、动力系统和电力网的划分 电力网：由变电所和不同电压等级输电线路组成的网络。 电力系统：由发电设备、输电设备和用电设备组成的网络。 动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分包含在内的系统。 2．电力系统运行的特点 电力系统运行特点： 电能不能大量存储；各环节组成的统一整体不可分割；过渡过程非常迅速（百分之几秒到十分之几秒）；电力系统的地区性特点较强；对电能质量的要求颇为严格；与国民经济各部门和人民生活关系极其密切 3．电力系统运行的基本要求 保证供电的可靠性：减少停电损失，要求元件有足够的可靠性，要求提高系统运行的稳定性 保证良好的供电质量：电压、频率、波形 提高电力系统运行的经济性：降低能耗 4．发电厂的类型 发电厂的类型： 常规能源发电（主要发电形式）：火力发电厂，水力发电厂，核能电厂 新能源发电：地热电厂、潮汐电厂、风力发电厂、太阳能电站、海洋能发电、磁流体发电、氢能发电、核聚变发电 5．电力系统的中性点接地方式 四种中性点接地方式：（前两种属于小电流接地，后两种属于大电流接地） 中性点不接地；中性点经消弧线圈接地；中性点直接接地；中性点经电阻接地 6．日负荷曲线、年最大负荷曲线的用途。 日负荷曲线对电力系统有很重要的意义，它是安排日发电计划，确定各发电厂发电任务以及确定系统运行方式等的重要依据。每日的最大负荷不尽相同，一般是年初底，年末高。夏季小于冬季。把每天的最大负荷抽取出来按年绘成曲线，成为年最大负荷曲线。年最大曲线的用途：安排各发电厂检修计划的依据；安排新装机组计划的依据。 7．电力系统的电压等级。 我国电力系统的电压等级分为： 电力系统的标称电压 3、6、10、35、60、110 、220、330、500、750 KV 对应的最高电压 3.6、7.2、12、40.5、72.5、126、252、363、550、800 KV 8．架空线路的结构组成 架空线路由导线，避雷线（架空地线），绝缘子，金具，杆塔等主部件组成。 9. 架空线路换位的目的 消除由于位置原因引起的不对称电抗，从而消除产生的电流畸变。 10. 分裂导线的优点 增大导线的有效半径，减少导线的电晕损耗，减少导线的电抗 11．导纳阵的特点 稀疏矩阵，对称矩阵
第二节低频减载及低压减载 一、自动低频减载的基本原理 这部分我们将要介绍自动低频减载的基本原理：低频减载又称自动按频率减负载，或称低周减载（简称为AFL），是保证电力系统安全稳定的重要措施之一。当电力系统出现严重的有功功率缺额时，通过切除一定的非重要负载来减轻有功缺额的程度，使系统的频率保持在事故允许限额之内，保证重要负载的可靠供电。 图11-7 自动低频减载（负载）的工作原理 基本级的作用是根据系统频率下降的程序，依次切除不重要的负载，以便限制系统频率继续下降。例如，当系统频率降至f1时，第一级频率测量元件启动，经延时△t1后执行元件CA1动作，切除第一级负载△P1；当系统频率降至f2时，第二级频率测量元件启动，经延时△t2后元件CA2动作，切除第二级负载△P2。如果系统频率继续下降，则基本级的n级负载有可能全部被切除。 当基本级全部或部分动作后，若系统频率长时间停留在较低水平上，则特殊级的频率测量元件fsp启动，以延时△tsp1后切除第一级负载△Psp1；若系统频率仍不能恢复到接近于fn，则将继续切除较重要的负载，直至特殊级的全部负载切除完。 基本级第一级的整定频率一般为47.5-48.5Hz，最后一级的整定频率一般为46-46.5 Hz，相领两级的整定频率差取0.4-0.5 Hz。当某一地区电网内的全部自动按频率减负载装置均已动作时，系统频率应恢复到48-49.5 Hz以上。 特殊级的动作频率可取47.5～48.5Hz，动作时限可取15～25s，时限级差取5s左右。 1. AFL的基本要求： 能在各种运行方式和功率缺额的情况下，有效地防止系统频率下降至危险点以下。 切除的负载应尽可能少，无超调和悬停现象。 应能保证解列后的各孤立子系统也不发生频率崩溃。 变电站的馈电线路故障或变压器跳闸造成失压，负载反馈电压的频率衰减时，低频减负载装置应可靠闭锁。 电力系统发生低频振荡时，不应误动。 电力系统受谐波干扰时，不应误动。 2. 对自动低频减载闭锁方式的分析： （1）时限闭锁方式。该闭锁方式是通过带0.5s延时出口的方式实现，曾主要用于由电磁式