电网频率变化对开关电器性能的影响.
电力系统频率调节
第一节 安全用电知识
二、安全距离 为了保证电气工作人员在电气设备运行操作、维护检修时不致误碰带
电体，规定了工作人员离带电体的安全距离;为了保证电气设备在正常运 行时不会出现击穿短路事故，规定了带电体离附近接地物体和不同相带 电体之间的最小距离。安全距离主要有以下几方面: 1.设备带电部分到接地部分和设备不同相部分之间的距离，如表7-1所 示; 2.设备带电部分到各种遮栏间的安全距离，如表7-2所示; 3.无遮栏裸导体到地面间的安全距离，如表7-3所示; 4.电气工作人员在设备维修时与设备带电部分间的安全距离，如表7-4 所示。
由上式可知，要控制发电机频率就得控制机组转速。 在稳态电力系统，机组发出的功率与整个系统的负荷功率加上系统总损
耗之和是相等的。
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4. 1电力系统的频率特性
当系统的负荷功率增加时，系统就出现了功率缺额。此时，机组的转速 下降，整个系统的频率降低。
可见，系统频率的变化是由于发电机的负荷功率与原动机输入功率之间 失去平衡所致，因此调频与有功功率调节是分不开的。
流 可达正常电流的几十倍甚至上百倍，产生的热量(正比于电流的平方)是 温度上升超过自身和周围可燃物的燃点引起燃烧，从而导致火灾。 (2)过载引起电气设备过热选用线路或设备不合理，线路的负载电流量 超过了导线额定的安全载流量，电气设备长期超载(超过额定负载能力)， 引起线路或设备过热而导致火灾。
(1)具有足够大的容量和可调范围。 (2)允许的出力调整速度满足系统负荷变化速度的要求。 (3)符合经济运行原则。 (4)联络线上交换功率的变化不致影响系统安全运行。
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4. 1电力系统的频率特性
水轮发电机组的出力调整范围大，允许出力变化速度快，一般宜选水电 厂担任调频。
浅谈频率对变压器运行性能的影响
82科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald1 对空载电流的影响空载电流是指当变压器的一个绕组施加额定电压时,其余各绕组开路,流过该绕组的电流。
其主要作用使铁芯励磁产生主磁通。
如图1所示的变压器中,设此变压器的一次侧额定电压为U IN ,匝数为N 1,磁路所通过的磁通为φ=φm ·sinωt,则根据电磁感应定律有:tN tN e u tN m d d d d sin 1111 即:2sin(211t fN u m N则有效值:S B N f E U m N 11144.4其中:m B 为磁感应强度最大值f 为交流电频率S 为变压器铁芯的有效截面积对于一个给定变压器,U I N 、N 1、S 均保持不变,则有变压器所流过的最大磁感应强度B m与频率f成反比,即频率f 降低时,B m 增加。
再分析B m与空载电流Ⅰ0的关系。
由磁饱和曲线(图2):一般变压器从经济角度考虑,B m均设计在ab这一段近饱和区域内。
如图2所示,当B m 增大时,磁场强度H 增加较大。
再由全电流定律N 1·Ⅰ0=H ·L(其中L为磁路的长度)得Ⅰ0=(H ·L )/N 1,故当H 增加很大时,Ⅰ0也会增加较大。
综上分析,频率降低使空载电流增加较大。
空载电流大大增加而引起的负作用表现在:其一,由于空载电流的增大引起电压或电流波形的失真。
其二,由于空载电流的增大使得传输电流减小,从而降低了功率的传输,导致变压器的使用容量降低。
空载电流增加超过一定限度可以使变压器不能正常工作,严重者烧坏变压器。
笔者曾经遇过这样的情况,某企业从国外成套引进一套电气设备,在安装调试过程中发现其中的变压器在空载时电流很大,带负载运行时输出功率又达不到要求,用户怀疑变压器发生故障,请求我们提供技术支持助。
我们在了解产品的技术条件后,根据出现的现象分析认为:由于此变压器使用电网频率从60Hz降低到50Hz,造成磁感应强度B m增大了1.2倍,使磁场强度H的大大增加,导致空载电流的增大。
开关电源有哪些技术指标？
开关电源有哪些技术指标？开关电源的性能指标可分为输入、输出、保护、显示和指示功能、系统功能、电气绝缘和电磁兼容等：1.开关电源的电气性能指标。
①输入特性：输入电压类型及电压范围，电网频率，谐波失真。
②输出特性：额定输出电压，额定输出电流，稳压精度（电压调整率和负载调整率），瞬态响应，输出纹波电压及纹波电流，输出噪声电压。
③电气绝缘。
开关电源的电气绝缘是安全指标中的重要内容，出厂的开关电源必须经过电气绝缘试验，才能够投入市场使用。
交流输入端对直流输出端的电气绝缘测试、漏电流测试。
④控制方式及控制功能：电压型控制方式，电流型控制方式，外部关断功能，远程遥控功能，数控功能。
⑤保护功能：开关电源必须有完善的保护措施，常有的保护是过流保护、短路保护、过压保护、放反接的极性保护和过热保护等。
必要时还可增加输入、输出电压及电流监视器，保护继电器，报警器，自动/手动复位电路等。
有条件的还应对样机进行电磁兼容性试验。
2.机械性能指标。
体积、重量等。
3.环境工作条件。
环境温度、存储温度、相对湿度、高度、散热条件（自然冷却、风扇冷却）等。
4.可靠性指标。
可靠性指标通常用平均故障间隔时间（Mean Time Between Failures,MTBF）来表示。
MTBF一般应大于100000小时。
开关电源中的输入、输出、保护、电气绝缘和电磁兼容是电源的基本要求，显示和指示功能、系统功能是通信的特殊要求。
在一般电源规范中，还有电源工作的环境条件、结构尺寸和质量等，由此决定电源的冷却和结构设计以及元器件的选择。
电源设计者必须充分研究以上条件，设计过程自始至终贯彻技术规范，并且充分考虑研制的开关电源的生产成本和制造方法，所设计的开关电源才能获得成功。
因此，产品设计不同于理论研究，这里电路先进是远远不够的。
产品应当采用成熟的先进电路技术，最低的生产成本，包括器件、制造、结构、劳动力、设备等，直至维护成本，同时要达到最高的可靠性。
电网调度运行人员考试：电网调度调控考试必看考点(题库版)
电网调度运行人员考试：电网调度调控考试必看考点（题库版）1、单选热稳定是指电器通过短路电流时，电器的导体和绝缘部分不因短路电流的热效应使其温度超过它的O而造成损坏妨碍继续工作的性能。
A.长期工作时的最高允许温度B.长期（江南博哥）工作时的最高允许温升C.短路时的最高允许温度D.短路时的最高允许温升正确答案：C2、单选新建、改建、扩建的发、输、变电工程投入运行前，调度机构应适时编制O和有关技术要求，并协调组织实施。
A.新设备调试方案B.新设备启动并网调度方案C.新设备验收大纲D.新设备运行规定正确答案：B3、填空题向省调值班调度员提交检修申请内容（）、检修性质、主要项目、（）、（）、紧急恢复时间。
正确答案：停电范围；检修时间；综合出力4、单选使用刀闸可以拉合电容电流不超过O的空载线路.A、2AB、5AC、IOA正确答案：B5、多选出现（）情况时，应停用母线差动保护。
A.母线差动保护故障、异常B.直流电源消失、交流电流回路断线C.差回路的不平衡电流（电压）值超过允许值（由继保人员给出，运行人员每班交接班时检查）的30%D.线路、变压器所连接母线的位置信号指示灯不对应正确答案：A,B,C,D6、单选线路两侧的高频保护必须同时投、停，当线路任一侧开关断开时，高频保护OOA,可不停用B.停用C.一侧停用、一侧运行D.投信号正确答案：A7、单选变压器瓦斯保护动作原因是由于变压器OoA.内部故障B.套管故障C.电压过高D.一、二次侧之间电流互感器故障正确答案：A8、多选变压器重瓦斯动作跳闸处理OoA.外部检查B.取气检查分析C.二次回路上有无工作正确答案：A,B,C9、单选发电能力申报的周期是O oA每日B.每周C.每季度D.每年正确答案：A10、填空题调度员值班期间，不得离开调度室，如必须离开时，应经领导同意，由具有()的人员代替。
发电厂值长离开值班室时，应指定专人负责调度联系，并事先报告值班调度员。
正确答案：值班资格11、单选电力系统在较大的干扰下，能从原来的运行状态过渡到新的运行状态的能力，称为O oA.初时稳定B.静态稳定C.暂态稳定D.小扰动稳定正确答案：C12、多选发现运行中的断路器严重漏油时，应如何处理，下列说法正确的是O OA.立即将重合闸停用B.可通过其他断路器串带方式将断路器退出运行C.可通过其他断路器旁路带路后隔离开关接环流将断路器退出运行D.立即将断路器拉开正确答案：B,C13、判断题省调值班调度员是山东电网调度、运行、操作和事故处理的指挥人. 正确答案：对14、多选发电机进相运行时，主要应注意()问题。
(完整版)频率对电器的影响
电网频率变化对开关电器性能的影响按50/60HZ设计的开关电器如果用于其他额定频率时，下列特性必须进一步考核。
（1）载流部件的负载能力和直流电流不同，交流电流不能沿直导线的整个截面均匀分布，越靠近导体表面，电流密度越大，这种情况随频率的增加而愈加严重。
这种集肤效应使得导体截面只有一部分承载电流，导体的阻抗也随频率的升高而增大。
在1KHZ频率下，导体的截面的利用率仅为20%，而在10KHZ时又降为8%。
同时，高频交流电还会造成磁滞损耗和涡流损耗，且这种损耗随频率的升高而迅速增加。
工作电流的频率对导体本身和邻近的铁磁零件的影响会对载流部件的负载能力产生下列作用：按50/60HZ交流电压设计的开关电器在较低的频率下至少可按相同的额定电流使用；但在较高的频率（100HZ以上）时，工作电流便常须降低，以便保证不会超过允许温升。
例如在400HZ时，开关电器的允许负载能力会随钢制零部件所占比例的不同而下降到50%~80%。
(2)通断能力和直流电路比较，交流电路在灭弧方面有一个优点，即电弧在电流每次过零时熄灭。
为了成功地分断燃弧电流，交流灭弧过程通过反电离使电弧间隙延长到恢复电压不能再使电弧重燃来实现。
在高频条件下，电流过零点一个接一个出现很快，电弧在每个半周保持的时间较短，因而使灭弧室内反电离的条件比50HZ时更为不利。
1）控制电动机的通断能力高频条件下电动机的起动电流通常比50HZ时要高得多，200HZ时的起动电流可达额定电流的15倍，400HZ时则会高达额定电流的20倍。
这些电动机的功率因数还可能降低到0.25程度。
接触器用于高频条件时，其热特性会有所改变，因而必须降低其额定工作电流见表。
频率f 允许工作电流100HZ 0．933Ie200HZ 0．871 Ie300HZ 0．836 Ie400HZ 0．812 Ie2)50/3HZ和低于50/3HZ时接触器的通断能力接触器在50/3HZ频率条件下，需二极串联（380V）或三极串联（500V）才能通断其在50HZ 时的三极额定工作电流。
技能培训资料：电网中的频率偏差影响
在正常情况下，系统频率是电力系统保持一致的运行参数。
对系统中每一台发电机来说，其频率和转速的关系为：，其中：f 一系统频率P-发电机的极对数PI-发电机的转速。
电网的频率是由发电功率与用电负荷大小决定的，当发电功率与用电负荷大小相等时，电网频率稳定；发电功率大于用电负荷时，电网频率升高；发电功率小于用电负荷时，电网频率降低。
要想保持频率不变，就要保持发电机的转速不变；要想维持发电机的转速不变，就要保持稳定的负荷。
通过调整发电机的有功功率，可保持系统功率的供需平衡，使频率维持在一个变化较小的范围内。
频率调整是由一次调频和二次调频共同完成的：一次调频。
根据中华人民共和国电力行业标准《电网运行准则》要求，电力系统的发电机组均应参与一次频率调整。
一次调频，是指电网的频率一旦偏离额定值时，电网中机组的控制系统就自动地控制机组有功功率的增减，限制电网频率变化，使电网频率维持稳定的自动控制过程。
当电网频率升高时，一次调频功能要求机组利用其蓄热快速减负荷，反之，机组快速增负荷。
机组一次调频性能,是指电网频率发生偏离额定值的变化时，机组出力与电网频率的相关性，传统上用汽机调速系统的速度变动率（调差系数）及迟缓率（死区）表示。
当频差或转速差超过死区值时一次调频开始动作，速度变动率（调差系数）是指令一次调频动作的比例，其值越大，一次调频的负荷变化越小，反之就越大。
一次调节频功能在DCS内实施，可以转换成一次调频的变负荷要求与频差或转速差之间的关系。
电网运行中最为重要的两项指标频率和电压，电压和频率分别用来衡量无功功率与有功功率是否满足负荷要求的标准。
首先说说频率，频率关系到整个系统是否有功功率平衡，单机系统可以用功角稳定概念来解释，多机系统可以用相对功角来解释。
当系统发生故障时，可以通过观察系统的频率是否偏差来衡量系统的稳定性，即小扰动回归到原有的频率和相角，大扰动建立新的稳定点，但是频率仍保持，发电机的相对相角可以改变。
关于配电网电能质量的监测与控制分析
关于配电网电能质量的监测与控制分析发布时间：2022-07-16T01:19:07.937Z 来源：《当代电力文化》2022年3月第5期作者：曾涛[导读] 目前，随着经济的发展，电力需求不断增加，配电网建设也在加强，对于配电网电能质量也有了更高的要求。
对于电力系统来说，电能质量是电力行业需要重点关注的问题。
曾涛南京灿能电力自动化股份有限公司，江苏省南京市210000摘要：目前，随着经济的发展，电力需求不断增加，配电网建设也在加强，对于配电网电能质量也有了更高的要求。
对于电力系统来说，电能质量是电力行业需要重点关注的问题。
因此，建立一个能实时监测配电网电能质量和临界负荷的质量控制系统，是提高电能质量、降低能耗的必要手段。
本文在此基础上，对于导致配电网电能质量问题的原因进行了深入分析，从而提高电能质量监测与控制工作的水平，实现对配电网电能质量的全方位控制。
关键词：配电网；电能质量；监测；控制随着科学技术的不断发展，监测与控制配电网电能质量有了更多的手段，不但大大提高了监测人员的工作效率，还增强了控制力度，真正意义上实现对配电网电能质量的实时控制。
由于我国电能质量监测技术发展起来的时间还比较短，许多方面并不成熟，无法始终保持对电能质量的控制，很容易出现电能质量不过关的情况，影响到居民日常生活和工业生产。
所以，对配电网电能质量进行监测和控制还是非常有必要的。
工作人员可以通过各种手段监测电能质量，一旦发现配电网电能质量出现问题，就立即安排工作人员进行维修，将电能质量不合格的影响降到最低，确保配电网始终能够正常运行，避免人们的生产生活活动造成不利的影响。
1、配电网电能质量问题1.1谐波污染谐波是电网中的电流或电压，作为谐波，属于无效功率的范畴。
谐波源包括以下几个方面：第一，电气设备制造；第二是电力质量过低制造；第三是电力输送和分配系统制造。
当电网的正弦主电压落在非线性负载的两侧时，负载在附加电压和吸收电流方面会变得不均匀，由此产生的畸变电流会影响电气设计。
开关电源指标
开关电源的性能指标可分为输入、输出、保护、显示和指示功能、系统功能、电气绝缘和电磁兼容等：1. 开关电源的电气性能指标。
①输入特性：输入电压类型及电压范围，电网频率，谐波失真。
②输出特性：额定输出电压，额定输出电流，稳压精度（电压调整率和负载调整率），瞬态响应，输出纹波电压及纹波电流，输出噪声电压。
③电气绝缘。
开关电源的电气绝缘是安全指标中的重要内容，出厂的开关电源必须经过电气绝缘试验，才能够投入市场使用。
交流输入端对直流输出端的电气绝缘测试、漏电流测试。
④控制方式及控制功能：电压型控制方式，电流型控制方式，外部关断功能，远程遥控功能，数控功能。
⑤保护功能：开关电源必须有完善的保护措施，常有的保护是过流保护、短路保护、过压保护、放反接的极性保护和过热保护等。
必要时还可增加输入、输出电压及电流监视器，保护继电器，报警器，自动/手动复位电路等。
有条件的还应对样机进行电磁兼容性试验。
2. 机械性能指标。
体积、重量等。
3. 环境工作条件。
环境温度、存储温度、相对湿度、高度、散热条件（自然冷却、风扇冷却）等。
4. 可靠性指标。
可靠性指标通常用平均故障间隔时间（Mean Time Between Failures,MTBF ）来表示。
MTBF 一般应大于100000小时。
开关电源中的输入、输出、保护、电气绝缘和电磁兼容是电源的基本要求，显示和指示功能、系统功能是通信的特殊要求。
在一般电源规范中，还有电源工作的环境条件、结构尺寸和质量等，由此决定电源的冷却和结构设计以及元器件的选择。
电源设计者必须充分研究以上条件，设计过程自始至终贯彻技术规范，并且充分考虑研制的开关电源的生产成本和制造方法，所设计的开关电源才能获得成功。
因此，产品设计不同于理论研究，这里电路先进是远远不够的。
产品应当采用成熟的先进电路技术，最低的生产成本，包括器件、制造、结构、劳动力、设备等，直至维护成本，同时要达到最高的可靠性。
这样的产品才能够生存。
基础理论
1)我国66千伏及以下电压等级的电网中，中性点采用中性点不接地方式或经消弧线圈接地方式。
这种系统被称为小接地电流系统。
（√）2)在中性点不接地系统中，发生单相接地时，电压互感器开三角电压有零序电压产生，是因为一次系统电压不平衡产生的。
（×）3)在中性点不接地系统中，如果忽略电容电流，发生单相接地时，系统一定不会有零序电流。
（√）4)只要出现非全相运行状态，一定会出现负序电流和零序电流。
（×）5)在零序序网中图中没有出现发电机的电抗是发电机的零序电抗为零。
（×）6)中性点直接接地系统，单相接地故障时，两个非故障相的故障电流一定为零。
（×）7)为保证选择性，对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两个元件，其灵敏系数及动作时间，在一般情况下应相互配合。
（√）8)本侧收发信机的发信功率为20W，如对侧收信功率为5W，则通道衰耗为6dB。
（√）9)在中性点直接接地系统中，如果各元件的阻抗角都是80°，当正方向发生接地故障时，3U。
落后3I。
110°；当反方向发生接地故障时，3U。
超前3I。
80°。
（√）10)变压器励磁涌流含有大量的高次谐波分量，并以2次谐波为主。
（√）11)当线路出现不对称运行时，因为没有发生接地故障，所以线路没有零序电流。
（×）12)零序电流和零序电压一定是三次谐波。
（×）13)只要系统零序阻抗和零序网络不变，无论系统运行方式如何变化，零序电流的分配和零序电流的大小都不会发生变化。
（×）14)三次谐波的电气量一定是零序分量。
（√）15)TA采用减极性标注的概念是：一次侧电流从极性端通入，二次侧电流从极性端流出。
（√）16)TV的一次内阻很大，可以认为是电压源。
TA的一次内阻很小，可以认为是电流源。
（√）17)振荡时，系统任何一点电流与电压之间的相位角都随功角的变化而变化，而短路时，电流与电压的角度基本不变。
电网频率
电网频率异常的事故处理什么是频率？交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数，就叫做电流的频率。
（同步发电机的发电频率与转子转速成正比，转速越高，频率也越高。
f＝np/60）电网的最重要的质量指标是：频率和电压。
频率：对电网而言，该指标全网共用一个，频率的稳定靠用电负荷和发电功率的平衡，这主要有系统调度员根据每天每时每刻电网频率变化调整电网中发电机功率来稳定，当然也有很多自动化的辅助手段。
电压：尽管电网是连在一起的，但电压影响一般是局部性的，影响电压的因数有：电网关键节点的电压、负荷大小、性质、线路负载比例、功率因数等等，调节电压的手段是无功补偿，一般无功补偿的手段：发电机调压、变压器调压、投切电容器、投切电抗器、投切线路等等。
电网频率指标：50±0.2HZ电网频率一般是稳定的。
（发电机的总有功出力与总有功负荷相等时，频率是稳定的）电网频率稳定。
在正常情况下，电力系统中发电机发出的总的有功功率和负载消耗的总的有功功率是平衡的，系统频率可以保持在额定值。
系统频率的变化直接反映了有功功率的平衡状况。
发的大于用的，系统频率升高。
用的大于发的，系统频率降低。
所以电网调度人员要不停地向发电厂下达调频命令（汽机的调速系统有一定的调节功能，但还是需要人为调节），以保证频率在合格范围。
在极端情况下，频率过高可以减负荷停机，频率过低出力加足时只能拉路停电。
电网频率异常的原因导致电网频率异常的原因主要有两个方面，这两方面原因：一是发电机的问题，一是负荷的问题。
1、发电机出力与负荷功率不平衡引起系统频率变化。
当电力系统中的有功负荷变化时，系统频率也将发生变化。
当电力系统由于负荷变化引起频率变化，依靠一次调频作用已不能保持在允许范围内时，就需要由发电机组的频率调整器动作，使发电机组的有功功率一频率静态特性平移来改变发电机的有功功率，以保持电力系统的频率不变或在允许范围内。
同理，如果发电机减出力，系统频率也将明显降低，要靠系统稳定装置或调度员干预来维持频率合格。
电力系统频率控制
④ 电力系统频率下降时,异步电动机和变压器的励磁电流增 加,使无功消耗增加,引起系统电压下降。
V=E∝f: f ↓V → 不变 →
Im↑→ Qm↑V → ↓电 →压崩溃
2、电力系统有功功率控制的必要性
A 维持电力系统频率在允许范围之内
电力系统频率是靠电力系统内并联运行的所有发电机 组发出的有功功率总和与系统内所有负荷消耗(包括网损) 的有功功率总和之间的平衡来维持的。但是电力系统的负 荷是时刻变化的,从而导致系统频率变化。为了保证电力 系统频率在允许范围之内，就是要及时调节系统内并联运 行机组有功功率。
B 频率对电力系统的影响
① 频率下降时,汽轮机叶片的振动会变大。
② 频率下降到47-48Hz时,火电厂由异步电动机驱动的辅机 （如送风机）的出力随之下降,从而使火电厂发电机发出 的有功功率下降。不能及时制止, 出现频率雪崩会造成 大面积停电,甚至使整个系统瓦解。
③ 发电厂的厂用机械多使用异步电动机带动的，系统频率 降低将使电动机功率降低，影响电厂正常运行。
电力系统频率控制
5-1 频率调整必要性
1、电力系统频率控制的必要性
A 频率对电力用户的影响
(1) 电力系统频率变化会引起异步电动机转速变化, 出现次品 和废品。 （2）电力系统频率波动会影响某些测量和控制用的电子设备 的准确性和性能,频率过低时有些设备甚至无法工作。 （3）电力系统频率降低将使电动机的转速和输出功率降低,导 致其所带动机械的转速和出力降低,影响电力用户设备的正常 运行。
或
由上式可见，调差系数越小的机组增加的有功出力（相 对于本身的额定值）就越多。
※频率一次调整小节
1. δ整定过小，KG*整定过大，设δ→0，KG*→∞：负荷的变 动不会引起频率的变动，从而保证频率恒定。但负荷变化 量在各发电机组的分配无法固定，使得各机组的调速系统 无法稳定工作。因此，为了调速系统的稳定性，不能采用 过小的调差系数δ或者过大的单位调节功率KG*。
电网频率变化对开关电器性能的影响
电网频率变化对开关电器性能的影响按50/60HZ设计的开关电器如果用于其他额定频率时，下列特性必须进一步考核。
1、载流部件的负载能力和直流电流不同，交流电流不能沿直导线的整个截面均匀分布，越靠近导体表面，电流密度越大，这种情况随频率的增加而愈加严重。
这种集肤效应使得导体截面只有一部分承载电流，导体的阻抗也随频率的升高而增大。
在1KHZ频率下，导体的截面的利用率仅为20%，而在10KHZ时又降为8%。
同时，高频交流电还会造成磁滞损耗和涡流损耗，且这种损耗随频率的升高而迅速增加。
工作电流的频率对导体本身和邻近的铁磁零件的影响会对载流部件的负载能力产生下列作用：按50/60HZ交流电压设计的开关电器在较低的频率下至少可按相同的额定电流使用；但在较高的频率（100HZ以上）时，工作电流便常须降低，以便保证不会超过允许温升。
例如在400HZ时，开关电器的允许负载能力会随钢制零部件所占比例的不同而下降到50%~80%。
2、通断能力和直流电路比较，交流电路在灭弧方面有一个优点，即电弧在电流每次过零时熄灭。
为了成功地分断燃弧电流，交流灭弧过程通过反电离使电弧间隙延长到恢复电压不能再使电弧重燃来实现。
在高频条件下，电流过零点一个接一个出现很快，电弧在每个半周保持的时间较短，因而使灭弧室内反电离的条件比50HZ时更为不利。
1）控制电动机的通断能力高频条件下电动机的起动电流通常比50HZ时要高得多，200HZ时的起动电流可达额定电流的15倍，400HZ时则会高达额定电流的20倍。
这些电动机的功率因数还可能降低到0. 25程度。
接触器用于高频条件时，其热特性会有所改变，因而必须降低其额定工作电流见表。
频率f 允许工作电流100HZ 0．933Ie200HZ 0．871 Ie300HZ 0．836 Ie400HZ 0．812 Ie2)50/3HZ和低于50/3HZ时接触器的通断能力接触器在50/3HZ频率条件下，需二极串联（380V）或三极串联（500V）才能通断其在50HZ时的三极额定工作电流。
调峰调频原理及对比
调峰与调频调峰由于用电负荷是不均匀的。
在用电高峰时，电网往往超负荷。
此时需要投入在正常运行以外的发电机组以满足需求。
这些发电机组称调峰机组。
调峰机组的要求是启动和停止方便快捷，并网时的同步调整容易。
一般调峰机组有水电机组、燃气轮机机组和抽水蓄能机组等等。
水电机组由于其良好的调节特性和方便的开停机性能，具备在电网的调频、调峰和事故备用过程中发挥重要的作用，其增减负荷的迅速灵敏性有利于满足电网调峰和紧急事故支援对上网容量的高标准要求，同时由于其上网电价大多数低于火电和其它能源，调峰成本是比较便宜的，在调峰容量充裕时应优先安排。
而在汛期调峰较为紧张的时段，调节能力差的水电站又应尽量少调峰多发电，充分利用其季节性电能，降低电网购电成本费用，减少火电燃煤和大气污染。
从50年代开始，尤其在国外，燃气轮机发电技术是与蒸汽轮机发电技术同步发展的。
随着热力参数的提高，燃气轮机的供电效率以及单机容量都已获得巨大发展，目前，单机功率超过600MW，不仅能作为调峰机组使用，甚至能担负基本负荷。
燃气轮机用于调峰具有许多优点：启停方便、迅速、接载负荷时间短(从点火启动至满负荷仅需10多分钟)；机组简单紧凑，占地少；调峰电站建设周期短，用水量少等。
简单循环的燃机电站造价约为2500元/KW，低于常规燃煤火电机组。
由于燃气轮机主要燃用天然气、焦炉煤气等气体燃料或石油等液体燃料，运行成本较高，年利用率不宜太高。
抽水蓄能电厂有上下两个水库，电厂中有发电和抽水两类设施，电厂在系统峰荷时发电（调峰），系统低谷时抽水耗电（填谷），另有调相、调频和备用的作用。
调频1. 频率是电力系统运行的一个重要的质量指标，直接影响着负荷的正常运行。
负荷要求频率的偏差一般应控制在（±~ ±0. 5）Hz的范围内。
一般而言，系统综合负荷的有功功率与频率大致呈线性关系。
要维持频率在正常的范围内，其必要的条件是系统必须具有充裕的可调有功电源。
微电网孤岛运行时的频率控制策略
微电网孤岛运行时的频率控制策略一、概述随着分布式可再生能源，如太阳能和风能的大规模并网，微电网作为一种能够整合这些分散能源的有效方式，正日益受到关注。
微电网不仅可以提高能源利用效率，降低传输损耗，而且能够在主电网发生故障时，以孤岛模式独立运行，保证关键负荷的连续供电。
微电网孤岛运行时的频率稳定性是一个亟待解决的问题。
由于分布式电源的随机性和不可预测性，微电网中的有功功率和无功功率的平衡容易受到影响，从而导致频率波动。
研究微电网孤岛运行时的频率控制策略，对于提高微电网的稳定性和可靠性具有重要意义。
本文旨在探讨微电网孤岛运行时的频率控制策略。
将简要介绍微电网的基本结构和运行特性，以及孤岛运行时面临的挑战。
将重点分析几种常见的频率控制策略，包括基于下垂控制的策略、基于有功功率和无功功率控制的策略以及基于储能系统的策略。
将讨论这些策略的优势和局限性，以及未来可能的研究方向。
通过本文的研究，期望能为微电网的频率控制提供有益的参考和启示。
1. 微电网的定义与特点微电网（MicroGrid），也称作微网，是一种由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组件构成的小型发配电系统。
这种系统是一个可以实现自我控制、保护和管理的自治系统，通过其内部的控制和管理机制，实现功率平衡控制、系统运行优化、故障检测与保护、电能质量治理等功能。
分散化：微电网的能源和负载分布在不同的地点，减少了对传统大电网的依赖，提高了系统的可靠性和灵活性。
可靠性高：微电网中的设备可以互相备份，当某一设备出现故障时，其他设备可以迅速补充能量，保证微电网的正常运行。
节能环保：微电网中的能源来源多种多样，如太阳能、风能、水能等可再生能源，符合节能环保的理念。
灵活性强：微电网既可以独立运行，也可以与主电网相连，实现能量互补和互联互通，具有较强的适应性和灵活性。
经济性优：微电网的建设成本相对较低，能源使用效率高，可以在一定程度上降低用户的能源成本。
系统频率60 Hz对中压开关柜及其元器件的影响
科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·142·2020年第17期文章编号：2095－6835（2020）17－0142－02系统频率60Hz对中压开关柜及其元器件的影响李立（厦门ABB开关有限公司，福建厦门361000）摘要：GB生产标准未对60Hz系统频率提出确切的技术要求，因此参考IEC标准可研究系统频率为60Hz的电力系统对其中压开关柜及元器件的具体影响。
对中压开关柜及其元器件的种类进行了分类，并重点思考了系统60Hz对中压开关柜中各方面元器件的实际影响。
关键词：中压开关柜；元器件；电力系统；系统频率中图分类号：TM591文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2020.17.061目前中国装备制造业正呈现快速发展趋势，中压开关柜也逐渐走出国门，在海外市场中大展身手。
中压开关柜自身作为电力系统中接受、分配、测量、保护和控制电能的重要设备，它所存在的一次回路频率不同的问题可能会严重影响开关柜的电气性能。
1中压开关柜及其元器件种类中压开关柜满足GB3906—2006《3～35kV交流金属封闭开关设备》标准中的有关要求，它主要由柜体与断路器两大部分组成，其中具有架空进出线、电缆进出线、母线联络等功能内容。
而柜体外部则包括了壳体、电器元件、绝缘件、各种分支机构、二次端子和连线。
中压开关柜作为一种电器设备，它主要用于电力系统发电、输电、配电与电能转换，可确保开关柜开合有效控制并保护用电设备，中压开关柜代表了开关柜的一种电压等级，它一般用于变电站、石油化工、冶金轧钢生产等领域[1]。
中压开关柜包括半封闭式中压开关柜、金属封闭中压开关柜、金属铠装式中压开关柜、间隔式开关柜、箱式开关柜、绝缘封闭式开关柜等。
还可根据元件在柜内安装方式的不同，将中压开关柜中划分为两种抽出形式，分别为可移开元件形式与可抽出元件形式。
前者代表了在主回路带电条件下，整个单元都可移走并随意更换；而后者代表了可以将活动的元件直接移动到隔离位置，并在触头之间形成隔离断口或分隔，合理化设置隔离位置与试验位置，有效处理抽出式元件部分[2]。
开关电源的性能指标和测试规范标准
开关电源的性能指标和测试规范第一部分：电源指标的概念、定义一．描述输入电压影响输出电压的几个指标形式。
1．绝对稳压系数。
A．绝对稳压系数：表示负载不变时，稳压电源输出直流变化量△U0与输入电网变化量△Ui之比。
既：K=△U0/△Ui。
B．相对稳压系数：表示负载不变时，稳压器输出直流电压Uo的相对变化量△Uo与输出电网Ui的相对变化量△Ui之比。
急：S=△Uo/Uo / △Ui/Ui2. 电网调整率。
它表示输入电网电压由额定值变化+-10%时，稳压电源输出电压的相对变化量，有时也以绝对值表示。
3. 电压稳定度。
负载电流保持为额定范围内的任何值，输入电压在规定的范围内变化所引起的输出电压相对变化△Uo/Uo （百分值），称为稳压器的电压稳定度。
二．负载对输出电压影响的几种指标形式。
1．负载调整率（也称电流调整率）。
在额定电网电压下，负载电流从零变化到最大时，输出电压的最大相对变化量，常用百分数表示，有时也用绝对变化量表示。
2．输出电阻（也称等效内阻或内阻）。
在额定电网电压下，由于负载电流变化△IL引起输出电压变化△Uo，则输出电阻为Ro=|△Uo/△IL| 欧。
三．纹波电压的几个指标形式。
1．最大纹波电压。
在额定输出电压和负载电流下，输出电压的纹波（包括噪声）的绝对值的大小，通常以峰峰值或有效值表示。
2．纹波系数Y（%）。
在额定负载电流下，输出纹波电压的有效值Urms与输出直流电压Uo之比，既y=Umrs/Uo x100%3．纹波电压抑制比。
在规定的纹波频率（例如50HZ）下，输出电压中的纹波电压Ui~与输出电压中的纹波电压Uo~之比，即：纹波电压抑制比=Ui~/Uo~ 。
这里声明一下：噪声不同于纹波。
纹波是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关频率同步的成分，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的%以下；噪声是出现在输出端子间的纹波以外的一种高频成分，也用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的1%左右。
电力系统自动化第3章电力系统频率
分布式电源对电力系统频率的影响与应对策略
分布式电源的接入
随着可再生能源等分布式电源的广泛应用，其接入对电力系统频率的影响逐渐凸显。分 布式电源的随机性和间歇性可能引起电力系统的频率波动，影响电力系统的稳定运行。
应对策略
为应对分布式电源对电力系统频率的影响，需要采取一系列应对策略。包括加强分布式 电源的调度管理，提高其并网技术水平，以及建立健全的电力市场机制，鼓励分布式电
现代电力系统通常采用自动发电控制（AGC）系统来实现电力系 统的频率控制，该系统能够根据电力系统的实时运行状态自动调 节发电机组的出力，以保证电力系统的频率稳定。
2
03
频率静态特性定义
指在稳态运行条件下，电 力系统有功功率与系统频 率之间的关系。
频率静态特性分析
源参与电力系统的频率调节。
未来电力系统频率技术的发展方向
高级算法的应用
随着人工智能和大数据技术的发展，高级算法在电力系统频率分析和管理方面的应用将更加广泛。通过运用机器 学习、优化算法等高级算法，能够更加精准地预测和调控电力系统的频率，提高电力系统的稳定性和可靠性。
智能化监测与控制
未来电力系统频率技术的发展方向还包括智能化监测与控制。通过集成传感器、通信和控制技术，实现对电力系 统频率的实时监测和智能调控，提高电力系统的自适应能力和智能化水平。
根据分析结果采取相应的措施，如优化调度 策略、加强设备维护等，以提高电力系统的 频率稳定性。
03
电力系统频率调整与控 制
电力系统频率调整的方法
1 2
一次调频
通过发电机组的调速系统，快速响应系统负荷变 化，调整发电机组出力以维持频率稳定。
自动发电控制（AGC） 利用计算机系统对区域电网内的机组出力进行自 动控制，以满足负荷需求，并维持频率稳定。
交流电频率误差范围
交流电频率误差范围引言随着现代工业的发展和电气设备的普及，交流电频率的稳定性变得尤为重要。
交流电频率误差范围指的是实际工作中交流电的频率与标准频率之间的偏差范围。
本文将深入探讨交流电频率误差范围对电气设备和电力系统的重要性，以及影响频率误差范围的因素和如何减小频率误差范围。
交流电频率误差的定义交流电的频率是指单位时间内交流电周期的数量。
在国际上，50Hz或60Hz被广泛采用作为标准频率。
如果实际工作中交流电的频率偏离标准频率，就会引起频率误差。
频率误差范围表示实际频率与标准频率之间允许的最大差值。
例如，对于标准频率为50Hz的系统，频率误差范围为±0.2Hz，即实际频率在49.8Hz到50.2Hz之间均视为合格。
交流电频率误差范围对电气设备的影响交流电频率的误差范围直接影响着电气设备的正常运行和性能。
降低设备寿命交流电频率的变化会引起电气设备内部电路参数的变化，进而影响设备正常工作。
如果频率误差范围超过设备所能容忍的范围，将导致设备工作不稳定，增加设备的运行负荷，从而缩短设备的寿命。
影响设备性能一些电气设备对交流电频率的精确控制要求比较高，例如电机驱动控制系统、电子设备、医疗设备等。
当实际频率偏离标准频率时，这些设备的工作效率、精度和稳定性会发生变化，可能导致设备无法正常工作或性能下降。
增加能耗交流电频率误差范围的扩大会影响电气设备的能效。
当实际频率偏离标准频率时，设备的能耗也会相应增加。
这对于大型电力系统来说，将导致电能供应的不稳定和能源浪费。
影响交流电频率误差范围的因素交流电频率误差范围受到多种因素的影响，包括电源压力的稳定性、电网的运行状态、电源调节装置的性能等。
电源压力稳定性交流电的频率和电压密切相关，电源压力的稳定性是影响频率误差范围的关键因素。
如果电源压力波动较大，将直接导致交流电频率的波动增大，从而使频率误差范围扩大。
电网负荷变化电网负荷的变化也会对交流电频率的稳定性产生影响。
电网调频方法与调频厂
熟悉影响频率的因素，掌握电网调频方式和频率调整方法和主、辅调频厂的选择方法。
（一）影响频率的因素1.发电机出力与负荷功率不平衡引起系统频率变化当电网中的有功负荷变化时。
系统频率也将发生变化。
发电机的频率调整是由原动机的调速系统来实现的，当系统有功功率平衡遭到破坏引起频率变化时，原动机和调速系统将自动改变原动机的进汽（水）量，相应增加或减少发电机的出力。
2.短路功率引起频率降低系统发生三相短路时，在短路电流所流经的元件上都要消耗一定的有功功率，若Rc、Xc是系统基准处至故障点的短路电阻和电抗，最严重的短路发生在Rc=Xc处的三相短路，有功损耗为无功损耗的一半。
对于容量在300MW以下的小系统，在低压网络内发生故障，且切除时间较长时，这种附加的功率损耗对系统的影响是不可忽略的；对于大容量系统，短路功率损耗的相对值较小，且切除故障时间较短，故短路有功损耗对频率的影响可忽略不计。
3.系统振荡及异步运行引起频率变化当系统振荡及异步运行时，由于均衡电流的流动而使有功损耗增加。
随着电势夹角的增大，电流也增大。
当电势夹角达到180？时，电流达最大值，即相当于系统的电气中心发生三相短路一样，该电流在系统中引起的有功损耗是很大的，在功率缺额较大的受端系统将引起附加的频率降低。
异步运行时，各发电机的频率不同而造成各点脉动电压频率不等。
4.感应及同步电机反馈电压的频率变化当供电线路切除时，受端变电站的电压不会立刻消失，这是由于同步电机和感应电机惯性转动而维持一个频率衰减的电压所致。
同步电机在励磁断路器未断开情况下转动就如同发电机一样运行，感应电机也因系统有电容器而形成自激发电方式。
一般情况下，感应电机在断开电源2~2.5s的时间内保持一个高于额定电压20%左右的低电压。
（二）电网的调频方式电网的调频方式分为一次调频和二次调频。
为使负荷得到经济合理分配，达到运行成本最小目标，电力系统还进行三次调频。
1.一次调频电网的一次调频是指由发电机组调运系统的频率特性所固有的能力，是随频率变化而自动进行调整频率的有差调节过程。
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在500HZ以下，直热式双金属片主要由电流加热，其他各种附加的感 应温升都小得可以忽略，因此其动作特性只比50HZ时稍快一点。但在 500HZ以上，感应温升变得不可忽略，对动作特性也有相当大的影响。 当双金属片热继电器与具有较高过流系数的电流互感器相连时，在 50~400HZ的频率下的动作特性会比50HZ时要快。 用于重载起动条件的带有速饱和电流互感器的双金属热继电器具有延 时动作特性。在400HZ以下的频率范围内，其动作特性就会变得很快。 2）电磁脱扣器 使电磁脱扣器动作的决定因素是所加电流的幅值和持续时间，50HZ 时，电磁脱扣器的衔铁可在电流半波峰值时动作。半周时间内所产生的 吸力就可以将衔铁完全拉到其终端位置。在高频条件下，半周的时间过 短，不能完成这个过程，所以衔铁只能按电流有效值动作，从而使动作 电流值提高。 例如：某电动机保护断路器的额定电流10A，其电磁脱扣器的动作电 流整定值为120A，当频率提高到100HZ时，动作电流可增加约30%而达 到155A。 动作电流的增大，可造成电磁脱扣器失去对直热式热脱器的正常保护作 用。 3）欠电压脱扣器和分励脱扣器 欠电压脱扣器和分励脱扣器的动作方式和螺线管相似，都具有频率特 性。根据我国标准，脱扣器在下列电压范围内必须保证动作： 欠电压脱扣器 0..7~0.35Ue 分励脱扣器 0.7~1.1 Ue 当频率变化时,为保持这个工作电压范围不变,其线圈必须按额定工作 电压和额定频率绕制. 5、螺线管机构和电动机的性能 1)螺线管机构 交流电磁铁的拉力与其磁通密度的平方成正比,同时又和线圈电压的频
率成正比.为保持拉力不变,工作电压必需随频率的变化而相应增减. 例如:某接触器线圈铭牌上给出的数据为220V,50HZ,欲用于60HZ的频 率条件,其工作电压应变为U=60/50X220V=264V线圈的功率也按60:50 的比例增加. 上面这种换算关系在40~60HZ的频率范围内应用.对于再高或再低的 频率,按50HZ设计的螺线管机构就不能再用了. 2)电动机机构 三相电动机在频率偏差±5%的情况下仍能保持额定输出. 通用式电动机选择表中给出的1000W以下的输出功率适用于在样本给出 的电压和频率,即110,120和220V交流50HZ条件下连续工作.不过在电压 频率偏离额定值±5%,频率处于40~60HZ范围时,电动机仍可保持额定输 出功率.和螺线管机构时一样,电动机机构的工作电压也须随频率偏离 50HZ的程度相应调节. 6、结论 从上面的叙述中可以看出,只要考虑频率的变化对通断特性的影响,交 流开关电器在约500HZ以下的其他频率条件下一般仍可使用.但对于操作 机构,包括接触器的电磁线圈和辅助脱扣器(欠电压脱扣器和分励脱扣器), 则推荐采用不受电网频率变化影响的辅助电源,以便保持标准规定的工 作电压范围.电磁脱扣器必须按具体条件进行校验.
电动机的功率因数还可能降低到0.25程度。 接触器用于高频条件时，其热特性会有所改变，因而必须降低其额定 工作电流见表。 频率f 允许工作电流 100HZ 0．933Ie 200HZ 0．871 Ie 300HZ 0．836 Ie 400HZ 0．812 Ie 2)50/3HZ和低于50/3HZ时接触器的通断能力 接触器在50/3HZ频率条件下，需二极串联（380V）或三极串联 （500V）才能通断其在50HZ时的三极额定工作电流。 3）断路器的通断能力 中频发电机一般只能发出较低的短路电流。因此在较高频率条件下断 路器的通断能力与50HZ时相比，虽有所降低，但通常不会造成什么问 题。 在单相电源时，如果三极断路器二极串联使用，样本中给出的 220~380V条件下交流额定通断能力可以保持不变。在380V~500V的交 流条件下，为达到额定通断能力，断路器必须三极串联使用，在这种情 况下只有一个极起开关作用。 3、电器寿命 对适合于频繁操作的开关电器例如接触器，电器寿命高是其特点之 一。当频率偏离50/60HZ时电弧腐蚀的速率将变化，电寿命也会变化， 实际寿命须按具体情况确定。 4、脱扣器和热继电器的动作性能 1)热脱扣器和热继电 热脱扣器和热继电器通常有双金属片。双金属片可由负载电流直接加 热或由电流互感器的输出电流加热。
电网频率变化对开关电器性能的影响源自按50/60HZ设计的开关电器如果用于其他额定频率时，下列特性必须进 一步考核。 1、载流部件的负载能力 和直流电流不同，交流电流不能沿直导线的整个截面均匀分布，越靠 近导体表面，电流密度越大，这种情况随频率的增加而愈加严重。这种 集肤效应使得导体截面只有一部分承载电流，导体的阻抗也随频率的升 高而增大。在1KHZ频率下，导体的截面的利用率仅为20%，而在 10KHZ时又降为8%。同时，高频交流电还会造成磁滞损耗和涡流损 耗，且这种损耗随频率的升高而迅速增加。 工作电流的频率对导体本身和邻近的铁磁零件的影响会对载流部件的 负载能力产生下列作用： 按50/60HZ交流电压设计的开关电器在较低的频率下至少可按相同的 额定电流使用；但在较高的频率（100HZ以上）时，工作电流便常须降 低，以便保证不会超过允许温升。例如在400HZ时，开关电器的允许负 载能力会随钢制零部件所占比例的不同而下降到50%~80%。 2、通断能力 和直流电路比较，交流电路在灭弧方面有一个优点，即电弧在电流每 次过零时熄灭。为了成功地分断燃弧电流，交流灭弧过程通过反电离使 电弧间隙延长到恢复电压不能再使电弧重燃来实现。 在高频条件下，电流过零点一个接一个出现很快，电弧在每个半周保 持的时间较短，因而使灭弧室内反电离的条件比50HZ时更为不利。 1）控制电动机的通断能力 高频条件下电动机的起动电流通常比50HZ时要高得多，200HZ时的起 动电流可达额定电流的15倍，400HZ时则会高达额定电流的20倍。这些