电力系统专业英语考试翻译.doc

Distribution Systems and Loads-Part 1Part 1 Introduction of Distribution Systems第六章配电系统和负荷 第一节配电系统概述一些工业用户的供电电压等级为34.5138kV，即输电电压等级，但大多数电力用户是由配电系统的馈电线供电的。一次配电电压等级是434.5kV，通常在1115kV之间。小型工业用户由一次系统中此电压等级的一次馈线供电。一次系统也给经过单相三线电路居民用电和商业用户提供120/240V二次电压的配电变压器供电。其他二次电路是三相四线系统。如图6-1所示，在输电变电站（母线）所给出的集合负荷，除了所连接的负荷设备以外，通常包括变电站降压变压器、中高压馈线、配电馈线、配电变压器、调压器、无功补偿设备的影响。Relays and Protection Design-Part2Part 2 Qualities Required of Protection第二节保护要求的性能现在介绍一下常常用来描述保护装置效果的几个术语。继电器的特性属于是衡量其性能质量的重要标准。第一项属性动作速度不言而喻。既然故障电流持续流通的时间越长对设备的损害就越大，那么在与其他外加要求相容的条件下，用于保护的继电器应该尽可能快的做出决定。继电器的选择性或识别性指的是，要求在系统故障后所隔离的部分应尽量少即能够仅仅隔离系统故障部分的效果。灵敏性（引发继电器）动作的故障电流幅值水平，可以用实际网络电流（一次电流）表示或作为电流互感器二次电流的百分数。可靠性的意思是继电器应该始终在按其设计应该动作的所有故障下动作，并且对于任何其他的系统条件避免动作。线路停电的一个主要原因就是保护自身的误动作。事件顺序显示，为正确地完成任务，继电器必须快速而且可靠（即可信赖和有选择性）。通常继电器的可靠动性要求与速度要求有冲突，在设计保护系统时必须折衷考虑，以实现这些属性的合理搭配。此外，经济上的考虑也是一个重要的方面。在配电系统中，由于馈电线、变压器等数目庞大，假如满足了基本的安全要求，则经济方面（的考虑）几乎超过了技术方面。保护相对来说很昂贵，但是被保护的系统或设备同样很贵，而且供电安全是至关重要的。Power System Protection-Part 1 Part 1 Unit Protection Schemes由于现代电力系统越来越复杂，目前所介绍的保护方法仍不足以提供严格的区分，特别是当并联线路上流过故障电流的时候。在组合方案中，保护限定在系统的一个确定部分或元件，如果内部发生故障则将其断开；否则，受保护的部分应保持连结，具有流向外部故障点的电流通路差动继电器 在保护区域的两端，配套的继电器不断对电流进行比较或使之平衡。倘若电流的幅度和相角都相等，则继电器不动作。然而，若发生内部故障（在保护区域内部），该平衡会被打破，继电器就会动作（图12.1）。位于线路末端的电流互感器通过称为“电缆附线”的绝缘导线连结。图12.1中的P和Q必须位于附线的电气中点，并且常常加入电阻以得到地理上方便处理的中点。如图12.2（a）所示，每相末端的电流互感器都应达到相同的特性，并且连接一个制动线圈或偏置线圈，该线圈带有与整个系统电流成正比的电流，遏制继电器动作直通故障电流。其特性曲线如图12.2（b）所示。该原理（循环电流）也适用于发电机、馈线、变压器及母线，且具有很好的选择性。Faults on Power System-Part 2 Distribution system faults在配电系统中，故障率比输电系统明显要高。鉴于配电系统的通道长度相当长，在这一等级的系统中发生明显更多的故扎根并不奇怪。据估计，高压配电系统中每年大概有25000次故障，其中70%包括对地连接。典型的，接地故障电流大小：132kV下为25kA，33kV和11kV变电站为1-2kA。66kV以下，系统被设计成能限制接地故障电流的大小虽然与输电系统相比配电系统故障电流幅度一般要小得多，但故障清除时间却要长得多。通常配电电压水平越低，故障切除时间越长。在启用保护的11kV系统中故障清除时间会超过1s。因为允许流经人体的电流水平取决于冲击存在时间（其通常被认为与故障持续时间相等），所以设定精度的故障清楚时间是很重要的。故障持续的越长，人体承受极限就越低。在英国，132kV屏蔽双回路系统最初作为输电系统运行。经过一段时间，由于发电机转移到275-400kV的超级电网，他演变成为一个配电系统。目前，132kV的新线路往往由于不接地的木杆单回路构成，而66kV及以下的大部分架空线设施一直是不接地的。因此，连接于架空线回路的配电变电站并不总是向右扩展接地系统的好处。另一方面，城区的大部分配电回路由地下电缆组成。依靠与电路沿线的接地点的连接，这些电缆的金属包皮形成一个扩展的接地系统。该系统能高度互联且能覆盖大片地区，提供很低的大地阻抗值。类似于架空线路屏蔽线的作用，电缆的套管也为接地故障电流返回电源提供可选路径。电缆缆芯和套管之间的相互耦合要远远大于单相导线和底线之间（的相互耦合），因此对电缆而言这种相互作用也就大得多。早期的地下电缆包有铅防护套且覆盖有浸沥青的粗麻布绝缘层（PILSSWA，用绝缘的铅皮皮甲钢线）。已发现，经过一段时间这种类型的绝缘会弱化，使得电缆铅防护套充分的直接接触土壤。因此折中电缆提供了额外的偶然接地。这些PILSSWA电缆被塑料绝缘电缆逐步替换，可以导致这些城市系统对地阻抗的全面提高。Stability of Power System-Part 1 and Part 3Part 1 Basic Concepts and Definitions电力系统稳定性可以广泛定义为电力系统的一个特性，即在非正常功过条件下保持运行平衡状态，在受到干扰后可以重新回到可接受的平衡状态按照系统构造或运行方式不同，系统稳定性有很多中表征方法。传统上稳定性问题就是能否同步运行。既然电力系统依靠同步电机发电，系统正常运行的一个必要条件是所有的同步电机保持同步，通俗一点讲就是“步调一致”。这方面的稳定性收发电机转子角度与功角的动态关系的影响。不失步也会遇到稳定性问题。例如，同步发电机通过输电线向感应电动机负载供电的系统，可能由于负载电压崩溃而失稳。在这种情况下保持同步并不是关键，取而代之的是电压稳定和控制。由大系统供电的覆盖区域很大的负荷也会发生这种形式的不稳定。稳定性评估关心的是系统在受到暂态扰动后的行为。扰动可能是大扰动或小扰动。形如负荷变化的小扰动不断发生，系统自动调节以适应变化的情况。在这些情况下系统必须能够照常运行并且成功的为最大数量的符合供电。还必须能够承受众多的性质恶劣的扰动，如输电线短路、大容量发电机或负荷退出运行、子系统间失去联络等。系统对扰动的响应包含着其中很多设备（的响应）。例如，某一重要部件发生短路后被保护继电器隔离会引起功率传输、电机转子速度和母线电压的变化，电压变化又会启动发电机和输电系统的电压调节器，速度变化会启动原动机调速器，联络线负载变化会启动发电控制，电压和频率变化会对系统负荷造成不同程度的影响，这取决与个体特性。另外，用于保护单个设备的装置会对系统变量的变化作出响应，因而影响系统性能。然而，在任何特定情况下只有有限数量的设备响应会比较重要。因此，通常要做很多假设，以把注意力集中在影响特定类型稳定性问题的因素上。把稳定性分为不同类别，非常有利于充分理解稳定性问题。Part 3 Angle Stability功角稳定性，又称同步稳定性，是反向力平衡的情况。相联的同步电机彼此保持同步的机理是利用回复力，当有一台或多台电机在外立作用下相对于其他电机加速或减速运转时，回复力起作用。稳态情况下，每台机器的输入机械转矩与输出电磁转矩平衡，转速保持不变。如果系统受到扰动，打破平衡，根据旋转体的运动定律，就会导致电机转子加速或减速。如果一台发电机暂时比另一台转的快，则其转子的角位比那太慢的发电机就相对超前。形成的角位差使部分负荷从慢的发电机转移到快的发电机，这取决与功角关系。这将减少速度差异，进而减少角度偏离。如上所述,功角关系是高度非线性的。超出特定的极限，角度分离的增加，伴随着功率转移的减少；这使得角度分离进一步增大，导致失稳。对于任何给定情况，系统稳定性取决与钻子角度的背离是够会产生足够的恢复转矩。当同步电机与系统其余部分失去同步或“步伐作乱”时，其转子转速要比产生系统频率的电压所需的转速偏离的转速偏高或偏低。旋转的定子磁场（对应系统频率）和转子磁场间的相对“滑动”导致电机输出功率、电流和电压的大波动。这导致保护系统将不稳定的电机与系统隔离。失步可能出现在一台电机与系统其余部分之间或多个机群之间。在后一种情况中，机群与其他部分隔离以后，其内部（多台电机）仍可保持同步。 电力系统中，一台同步电机失稳后电磁转矩改变量可以分为两部分：一部分是与转子角度改变量相应的转矩改变量，叫做同步转矩部分；另一部分是与速度改变量相应的转矩改变量，叫做阻尼转矩部分。.式中 Ts和Td-同步和阻尼转矩的系数。 系统稳定性取决与每台同步电机转矩两个构成部分的存在。同步转矩不足，会因转子角度的非周期行漂移而造成失稳。反之，阻尼转矩不足导致振荡失稳。为分析方便和得到稳定问题的内在本质，通常从以下两个方面来描述转子稳定问题的特征： （1）小信号（或小扰动）稳定性即电力系统在小扰动下保持同步的能力。由于负荷和发电量的小幅度变化，这中扰动频繁发生。为允许系统方程线性化以用于分析目的，认为扰动足够小。系统对小扰动的响应取决与许多因素，包括初始运行状态、输电系统迁都及采用的发电机励磁控制类型。（2）暂态稳定性即电力系统在受到剧烈的暂态扰动时保持同步的能力。引起的系统响应包括发电机转子的大幅度偏离并受到非线性的功角关系影响。稳定性同时取决与系统的初始运行转台和扰动的严重性。通常系统会发生变化，以致扰动后的稳定运行状态与扰动前不同。动态稳定行的说法也作为功角稳定的一个类被广泛用于文献中。然而，不同的作者用它表示同一现象的不同方面。在北美的文献中，他被用于表示在有自动控制专职（主要是发电机电压调节器）存在情况下的小信号稳定，以区别于无自动控制的经典稳态稳定性。在法国和的德国的文献中，它用于表示我们在此已经提到的暂态稳定。既然动态稳定性说法的使用导致很多混淆，国际大电网会议（CIGRE）与电气和电子工程师协会（IEEE）都建议不要使用它。有两个要素可作为电力系统内发电机组相对稳定性的指导原则，分别是故障期间及故障后电机的角度摇摆和临界切除时间。故障期间有能量输送时，应用等面积法则来切除故障。Voltage Regulation and Reactive Power Compensation-Part 1 and Part 2Part 1 Production and Absorption of Reactive Power第一节 无功功率的发生和吸收母线电压会随着负荷潮流的变化而变化，但却主要是受那些母线上无功功率发生和吸收的影响。同步发电机可以产生和吸收无功，取决于励磁。过励时提供无功，欠励时吸收无功。然而，其连续提供或吸收无功的能力受到励磁电流、电枢电流和端部发热的限制。架空线可以提供或吸收无功功率，取决于负荷电流。当负荷低于自然（特性阻抗）负荷时，线路产生净无功功率；高于自然负荷时，线路吸收无功功率。地下电缆因其电容大而具有较高的自然功率。负载总是低于其自然负荷，因而在所有运行条件下都产生无功功率。变压器一直吸收无功功率，与所带负载无关；空载时，并联激磁电抗起主导作用；满载时，串联漏感起主导作用。负荷通常吸收无功功率。由电力系统供电的典型负荷母线包含大量设备。其组成随日期、季节和天气状况变化。合成特性通常是负荷母线吸收无功。合成负荷的有功和无功功率都以电压幅值的函数规律发生变化。具有滞后的低功率因数的负荷导致输电网络中过大的电压降落而且供电不经济。工业用户通常既要为有功又要为无功付费；这就使其有意通过使用并联电容器来改善负荷功率因数。通常增加补偿装置来提供或吸收无功功率，从而以所希望的方式来控制无功功率平衡。Part2 Objectives and Methods of Voltage Regulation第二节 电压调节的目的和方法为了电力系统高效可靠地运行，电压和无功功率控制应满足下列目标；（1）电力系统中所有设备的端电压都在可以接受的限值以内。电力公司和用户的设备都被设计运行于一定的额定电压。设备在运行电压范围以外超长时间运行会对其性能产生不利影响而且可能会导致其受损。（2）加强系统稳定以最大限度的利用输电系统。正如一些学术论文中所述，电压和无功功率控制对系统具有重要影响。（3）最小化无功功率流动以使RI2和XI2损耗减至可以实现的最小值。这确保输电系统有效的运行，即主要用于有功功率传输。维持电压在所要求的限定范围之内，这个问题的复杂性在于电力系统供电给数目众多的负载，而且又是从很多发电机组得到电能。当负荷变化是，输电系统对无功功率的需求也发生变化。由输电线路的运行特性，这一点相当清楚。既然无功功率不能被远距离传输，必须采用散布于系统中的特定装置来实现电压控制。这与依赖于整个系统有功功率平衡的频率控制形成对照。无功和电压控制装置的合理选择与配合是电力系统工程所面临的主要挑战之一。电压水平的控制是通过对系统中各（电压）等级无功功率的产生、吸收和流动进行控制来完成。发电机提供了电压控制的基本手段；自动电压调节器（AVRs）控制励磁以维持发电机端预定的电压水平。系统中通常还需要其他的措施来控制电压。用于此目的的装置可分类如下: (1)无功功率源或接收器，如并联电容器、并联电抗器、同步调相机和无功功率补偿器（SVC）。 (2)线路电抗补偿器，如串联电容器。 (3)调节变压器，如可调分接头变压器和调压器。并联电容器和电抗器，以及串联电容器以提供无功补偿。它们永久性连接与输配电系统中或可进行投切。它们通过改变网络特性来作用与电压控制。同步调相机和SVC提供有源补偿；他们吸收/提供的无功功率都会自动调节，以维持与之相连的母线的电压。它们与发电机一起确定系统中特定点的电压。系统其他点的电压由流过各种电路元件（包括无源装置在内）的有功和无功功率来确定。Economical Operation and Optimization-Part 1 and Part 2Part 1 General Introduction of Economical Operation第一节 经济运行概述通常工程师总是要关心产品和服务的成本。对电力系统而言，适当的运行方式对所投资金的利润回收非常重要。规章制定机构确定的费率和节约燃料的重要性给电力公司造成了极大的压力，使其寻求最大运行效率并持续改善效率，以便面对燃料、劳动力、供应和维护的价格不断提高，可以维护用户每度电的价钱与电力公司输送每度电的成本之间的合理关系。工程师们已经非常成功地持续提高了锅炉、轮机和发电机效率，从而新加入一个系统中某电厂的每台机组都比该系统中任何旧机组的运行效率高。对于系统按任何负荷情况运行，每个电厂和电厂内每一机组的出力都必须确定，从而使电力的输送成本最低。工程师们如何应对和解决这一挑战性问题是一个意义重大的课题。旨在使输送功率成本最低的一个早期方法是，要求在轻载时只