电力系统自动装置
电力系统自动装置实验报告
电力系统自动装置实验报告
实验目的，通过实验，掌握电力系统自动装置的基本原理和操作方法，提高对电力系统自动装置的理解和应用能力。
实验内容：本次实验主要包括以下内容：
1. 了解电力系统自动装置的基本原理和组成结构；
2. 掌握电力系统自动装置的操作方法；
3. 进行实际操作，模拟电力系统故障情况，观察自动装置的响应和处理过程；
4. 分析实验结果，总结自动装置的优缺点及改进方法。
实验过程，在实验中，我们首先学习了电力系统自动装置的基本原理和组成结构，包括保护装置、自动调节装置和自动控制装置等。
然后，我们进行了实际操作，模拟了电力系统中的短路故障和过载故障，观察了自动装置的响应和处理过程。
通过实验，我们发现自动装置能够快速、准确地对电力系统故障进行处理，提高了电
力系统的安全性和稳定性。
实验结果，通过实验，我们深入了解了电力系统自动装置的工
作原理和操作方法，提高了对电力系统自动装置的理解和应用能力。
同时，我们也发现了一些自动装置的不足之处，例如在处理复杂故
障时可能存在误动作的问题，需要进一步改进和优化。
结论，电力系统自动装置在提高电力系统安全性和稳定性方面
发挥着重要作用，但也存在一些不足之处，需要不断改进和完善。
通过本次实验，我们对电力系统自动装置有了更深入的了解，也为
今后的实际应用提供了一定的参考和指导。
自查报告编写人，XXX 时间，XXXX年XX月XX日。
电力系统自动装置原理
电力系统自动装置原理电力系统自动装置是一种高科技电气装置，它的作用是消除电力系统中出现的故障，确保电力系统运行安全可靠，提高电力系统的自动化程度。
电力系统自动装置应用广泛，包括变电站自动化、电力线路故障隔离、保护配电系统、自动调控电力负载等。
下面将详细介绍电力系统自动装置的原理。
1. 电力系统自动装置的分类电力系统自动装置按照作用原理可以分为三种：（1）过电流保护过电流保护是一种常见的保护方式，它通过检测电路中的电流大小来判断是否存在故障。
当电流大于额定值或持续时间超过一定时间时，保护装置会触发，使故障线路与电力系统隔离。
（2）差动保护差动保护是一种常用的变压器保护和母线保护方式，它是通过检测两侧的电流差异，判断电路是否存在故障，来实现快速隔离故障电路。
（3）接地保护接地保护是针对系统接地故障而设计的保护装置，它是通过检测系统中的接地电流大小和存在的故障类型来进行分析，针对不同类型的故障进行自动隔离和恢复。
2. 电力系统自动装置的工作原理电力系统自动装置的工作原理主要包括三个步骤：检测、判断和操作。
（1）检测电力系统自动装置通过传感器或直接连接到线路的电流和电压信号检测电力系统中的各种信号，如故障电流、电压等。
（2）判断当检测到电力系统中存在异常信号时，电力系统自动装置会进行判断，判断出异常信号的类型和位置，并作出相应的处理。
例如，若判断出存在过电流故障，就会针对不同类型的故障进行不同的处理，如瞬时短路、接地故障或欠电压故障。
（3）操作电力系统自动装置会根据判断结果对电力系统进行相应的操作，如切断故障电路、自动重建回路、调整电力系统运行状态等，保证电力系统的运行安全和可靠性。
3. 电力系统自动装置的优点电力系统自动装置具有以下优点：（1）自动化程度高，能够快速准确地诊断和处理电力系统的各种故障。
（2）具有可靠性强的故障传递能力，当有部分装置发生故障时，其余装置仍能正常工作。
（3）能够大幅度提高电力系统的运行效率，减少电力损耗和能源浪费。
电力系统自动装置原理
电力系统自动装置原理电力系统自动装置是指利用自动化技术，对电力系统进行监测、控制和保护的装置。
它可以实现对电力系统的实时监测，及时发现故障并采取相应的措施，保障电力系统的安全稳定运行。
本文将从电力系统自动装置的原理入手，对其工作原理进行详细介绍。
首先，电力系统自动装置的原理基于电力系统的特点和运行需求。
电力系统是由发电厂、变电站、输电线路和配电设备等组成的复杂系统，其运行需要保持稳定的电压、频率和功率因数。
同时，电力系统还面临着各种故障和突发事件的影响，如短路、过载、接地故障等。
因此，电力系统自动装置需要具备对电力系统各种参数和状态进行监测和分析的能力，能够根据系统运行情况进行自动调节和控制。
其次，电力系统自动装置的原理基于先进的传感器和监测设备。
电力系统自动装置需要通过传感器对电力系统的各项参数进行实时监测，如电压、电流、频率、功率因数等。
这些传感器可以将监测到的数据传输给自动装置的控制器，实现对电力系统运行状态的实时监测。
同时，监测设备还可以对电力系统的各种故障和异常情况进行检测和诊断，为自动装置的控制和保护提供准确的依据。
此外，电力系统自动装置的原理基于先进的控制算法和逻辑。
自动装置需要根据监测到的数据和系统运行状态，通过预设的控制算法和逻辑进行分析和判断，实现对电力系统的自动控制和保护。
例如，当监测到电力系统发生过载或短路时，自动装置可以根据预设的保护逻辑，迅速切除故障部分，保护系统设备不受损坏。
同时，自动装置还可以根据系统运行需求，实现对电力系统的自动调节和优化，提高系统的运行效率和稳定性。
最后，电力系统自动装置的原理基于先进的通信技术和网络系统。
随着信息技术的发展，电力系统自动装置还需要具备远程通信和监控能力，实现对分布式电力系统的远程监测和控制。
通过先进的通信技术和网络系统，自动装置可以实现与电力系统各个部分的信息交互和数据传输，及时掌握系统运行情况，实现对电力系统的远程监控和调度。
电力系统自动装置原理
2、现场总线系统中路由器的功能：主要起到路由、中继、数据交换等功能。
3、发电机并列的理想条件：W G=W X或f G=f x （频率相等）；U G=U X （电压幅值相等）；6 e=0 （相角差为零）4、同步发电机的并列方法：准同期并列、自同期并列。
5、脉动电压波形中载有准同期并列所需检测的信息：电压幅值差、频率差以及相角差随时间变化的规律。
6、准同期并列装置主要组成：频率差控制单元、电压差控制单元、合闸信号控制单元。
7、同步发电机的准同期并列装置按自动化程度分为：半自动并列装置、自动并列装置。
8、同步发电机的励磁系统组成：励磁功率单元、励磁调节器。
9、直流励磁机励磁系统按励磁机励磁绕组供电方式的不同分为：自励式、他励式。
10、按照电压调节的原理来划分，电压调节可分为：反馈型、补偿型。
11、励磁控制系统动态特性指标：上升时间y、超调量。
p、调整时间ts.12、系统频率f和发电机转速n的关系：f=pn/60（p发电机极对数，n机组每分钟转数）13、负荷的频率调节效应系数：阮*=工n i=1ia i fi T* 发电机组的调差系数R=- f/A P G14、调速器分为：机械液压调速器、电气液压调速器。
（PI、PID）15、汽轮发电机组调速器的不灵敏区为0.1%~0.5%,水轮发电机组调速器的不灵敏区为0.1%~0.7%16、汽轮机长期低于49~49.5Hz以下运行时，叶片容易产生裂纹。
1、量化：把采样信号的幅值与某个最小数量单位的一系列整数倍比较，以最接近于采样信号幅值的最小数量单位倍数来表示该幅值。
编码：把量化信号的数值用二进制数码表示。
2、同步发电机自动并列过程中脉动电压：方向不变，大小随时间周期性变化的电压。
3、恒定越前相角并列装置：在脉动电压U S到达6 e=0之前的某一恒定越前6 YJ相角时发出合闸信号。
恒定越前时间并列装置：在脉动电压U S到达两电压相量U G、U X重合（6 e=0）之前的某一恒定t YJ时间差时发出合闸信号。
《电力系统自动装置》课程标准
《电力系统自动装置》课程标准一、课程根本信息适用专业：发电厂及电力系统适用对象：高职三年制课程类别：专业拓展课课程性质：选修教学时数：32 学时总学分数：2二、制订依据1.《国务院关于印发国家职业教育改革实施方案的通知》国发〔2023〕4号2.《高等职业学校发电厂及电力系统专业教学标准》3.发电厂及电力系统专业教学资源库《发电厂及电力系统专业人才培育方案》4.国家标准和行业标准:4.1《继电保护及安全自动装置技术规程》GB/T 14285-20234.2《高压配电装置设计标准》DL/T5352-20235.国家职业技能标准：《变配电运行值班员》、《变电设备检修工》三、课程定位及课程目标〔一〕课程定位《电力系统自动装置》是发电厂及电力系统专业的一门专业拓展课程，其理论性与实践性并重，课程内容选择主要依据“变电设备检修工”、“变配电运行值班员”等职业岗位需求，培育抱负信念坚决，德、智、体、美、劳全面进展，具备从事电力系统常用的自动装置运行、维护、检修等工作力量的高素养技术技能人才。
〔二〕课程目标1.总体目标本课程任务是帮助学生学习电力系统中常见的自动装置的根本学问和根本技能，教学过程中严密结合与电力系统自动装置相关的行业标准、法规及规程，结合职业岗位力量要求，强化学生的职业技能和职业素养的培育，为获得变配电运行值班员、变电设备检修工职业资格证书及胜任实际的发变电运行工作打下肯定的根底。
2.具体目标表1 课程具体目标序号目标要求（1）理解各类自动装置的组成；（2）把握各类电力系统自动装置的组成、简洁使用；（3）理解各类电力系统自动装置的运行特点及要求；1学问目标〔4〕理解各类电力系统自动装置的原理；（5）了解各类电力系统自动装置的参数整定方法；（6）会阅读相关原理图。
（1）能进展自动装置的参数调整；（2）能说出自动装置的构成；（3）能识读自动装置的接线图；2力量目标〔4〕能进展自动装置的接线；（5）能进展自动装置的维护；（6）能进展自动装置的操作；（1）养成擅长动脑，勤于思考，准时觉察问题的学习习惯；（2）培育细心、严谨、踏实的工作态度；素养目标〔3〕提升专业兴趣，增加对本专业的认同感；3〔4〕培育电力安全标准操作意识、团队合作意识；（5）增加民族骄傲感和爱国情怀；（6）培育精益求精、追求卓越、吃苦耐劳等职业精神。
电力系统自动装置原理第五版
电力系统自动装置原理第五版第一章介绍本书是关于电力系统自动装置原理的第五版，旨在向读者全面介绍电力系统自动装置的工作原理、设计方法和应用技术。
通过对电力系统自动装置原理的深入研究，读者将能够理解并掌握电力系统自动装置的运行机制，提高电力系统的稳定性和可靠性。
第二章电力系统自动装置的基本原理本章主要介绍电力系统自动装置的基本原理。
首先，需要了解电力系统的结构和组成，包括输电线路、变电站和负荷等。
其次，介绍电力系统的运行状态和故障类型，以及自动装置对故障的检测和处理的基本原理。
最后，介绍电力系统自动装置的分类和应用技术，例如保护自动装置、自动重合闸装置和补偿装置等。
第三章电力系统保护自动装置的原理和设计本章主要介绍电力系统保护自动装置的原理和设计方法。
首先，需要了解电力系统保护的基本概念和目标，以及保护自动装置在电力系统中的作用。
其次，介绍保护自动装置的基本工作原理，包括故障检测、故障定位和故障隔离等。
最后，介绍保护自动装置的设计方法和应用技术，例如差动保护、过电压保护和接地保护等。
第四章电力系统自动重合闸装置的原理和设计本章主要介绍电力系统自动重合闸装置的原理和设计方法。
首先，需要了解自动重合闸的基本概念和作用，以及在电力系统中的应用场景。
其次，介绍自动重合闸装置的工作原理，包括故障检测、故障排除和系统恢复等。
最后，介绍自动重合闸装置的设计方法和应用技术，例如自动重合闸时间的设置和重合闸控制策略的优化等。
第五章电力系统补偿装置的原理和设计本章主要介绍电力系统补偿装置的原理和设计方法。
首先，需要了解电力系统补偿的基本概念和目的，以及在电力系统中的应用场景。
其次，介绍补偿装置的工作原理，包括无功补偿、功率因数调节和电压调节等。
最后，介绍补偿装置的设计方法和应用技术，例如容性补偿和电容器组的选择与配置等。
第六章电力系统自动装置的现状与发展趋势本章主要介绍电力系统自动装置的现状和发展趋势。
首先，分析电力系统自动装置的发展历程和应用现状。
电力系统自动装置
一：填空1.电能在生产、传输和分配过程中遵循着功率平衡的原则。
2.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。
3.电压和功率是电能质量的两个重要指标。
4.电力系统自动装置的结构形式主要有四种：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、计算机网络系统。
5.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。
6.把量化信号的数值用二进制代码表示，这里就称为编码。
7.准同期并列装置主要由频率差控制单元、电压差控制单元和合闸信号控制单元组成。
8.同步发电机的准同期并列装置按自动化程度分为半自动并列装置和自动并列装置。
9.在准同期并列操作中，合闸信号控制单元是准同期并列装置的核心部件。
10.准同期并列装置可分为恒定越前相角和恒定越前时间两种原理。
11.频率差检测是在恒定越前时间之前完成的检测任务，用来判别是否符合并列条件。
12.频率差调整的任务是将待并发电机的频率调整到接近电网频率，是频率差趋向并列条件允许的范围，以促成并列的实现。
13.电压差调整的任务是在并列操作过程中自动调节待发电机的电压值，是电压差条件符合并列的要求。
14.同步发电机的励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两个部分组成。
15.电力系统的稳定分为静态稳定和暂态稳定两类。
16.静态稳定是指电力系统在正常运行状态下，经受微小扰动后恢复到原来运行状态的能力。
17.暂态稳定是指电力系统在某一正常方式下突然遭受大扰动后能否过渡到一个新的稳定运行状态、或者恢复到原来运行状态的能力。
18.自动励磁调节器应能保证同步发电机端电压静差率：半导体型的<1%；电磁型的<3%。
19.直流励磁机励磁系统是过去常用的一种励磁方式，只能在10万KW以下小容量机组使用。
20.三相桥式半空控整流电路在0到60度输出电压波形连续。
21.具有负调差特性的发电机是不能在公共母线上并联运行的。
电力系统中的继电保护与自动装置
电力系统中的继电保护与自动装置一、引言电力系统作为现代社会的重要基础设施之一，其稳定运行对保障国家经济和社会的发展至关重要。
然而，电力系统中存在着各类故障和异常情况，如短路、过载、地故障等，这些问题如果得不到及时有效的处理，将对电力系统的正常运行产生严重影响。
因此，继电保护与自动装置的设计与应用成为电力系统运行的重要组成部分。
本报告将全面介绍电力系统中继电保护与自动装置的相关知识，包括其定义、分类、原理、设计与应用等内容。
二、继电保护与自动装置的概述1. 继电保护的定义与作用1.1 继电保护的定义1.2 继电保护的作用2. 自动装置的定义与作用2.1 自动装置的定义2.2 自动装置的作用三、继电保护与自动装置的分类1. 继电保护的分类1.1 按保护对象分类1.2 按保护功能分类1.3 按保护原理分类2. 自动装置的分类2.1 按应用领域分类2.2 按功能分类四、继电保护与自动装置的基本原理1. 继电保护的基本原理1.1 故障检测原理1.2 信号传递原理1.3 判断决策原理1.4 动作指令原理2. 自动装置的基本原理2.1 自动控制原理2.2 传感器原理2.3 执行机构原理五、继电保护与自动装置的设计与应用1. 继电保护的设计与应用1.1 设计流程与方法1.2 保护设备的选型1.3 实例分析：过电流保护的设计与应用2. 自动装置的设计与应用2.1 设计流程与方法2.2 控制策略的选择2.3 实例分析：电力系统自动装置在变电站的应用六、继电保护与自动装置的发展趋势1. 智能化发展趋势1.1 智能继电保护与自动装置的概念1.2 智能化技术在继电保护与自动装置中的应用2. 可靠性与灵活性发展趋势2.1 继电保护与自动装置的可靠性改进2.2 灵活性技术在继电保护与自动装置中的应用七、结论继电保护与自动装置作为电力系统运行的重要保障手段，在保障电力系统安全稳定运行方面发挥着重要作用。
本报告全面介绍了继电保护与自动装置的相关概念、分类、原理、设计与应用，并展望了其未来的发展方向。
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1 明确系统的设计任务和要求
2 多个系统设计方案比较和选择
3单元电路设计、参数计算、元器件选择
4 单元电路及系统的计算机仿真
6 系统组装和调试
2021/3/2
5 原理图和线路板图的绘制
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第二章 电力系统自动装置和系统的软硬件原理
一、 电力系统自动装置和系统的设计方法
1、明确系统的设计任务和要求 •了解系统的性能、指标、内容及技术要求 •关键技术指标要量化
电容
2021/3/2
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第二章 电力系统自动装置和系统的软硬件原理 一、 电力系统自动装置和系统的设计方法
3、单元电路的设计、参数计算和元器件选择 （3）元器件的选择
电感
2021/3/2
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第二章 电力系统自动装置和系统的软硬件原理பைடு நூலகம்一、 电力系统自动装置和系统的设计方法
3、单元电路的设计、参数计算和元器件选择 （3）元器件的选择
（3）分块调试 （4）系统联调
6、排除故障方法 （1）信号跟踪法 （2）对分法 （3）电容旁路法 （4）开环测试法 （5）对比替代法
2021/3/2
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第二章 电力系统自动装置和系统的软硬件原理
二、 电力系统自动装置和系统的电磁兼容技术
我国电力系统强制规定：安装在变电站的继电保护装置和自 动装置等必须满足快速瞬变干扰试验、脉冲群干扰试验、静电放 电试验和辐射电磁场骚扰试验等多项电磁兼容检测
第一章 概述
2021/3/2
本课程使同学们对电力系统 自动化及其基本问题有一个基 础性的了解。
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中国电力系统及其互联运行（现状）
世界最大的同步互联电网
西电东送、三峡核心
南直北交、链式同步
东北
新疆 西藏
西北
华北
山东 华东
川渝 南方
华中
福建
台湾
2021/3/2
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电力系统：可怕的超级大系统
2021/3/2
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第二章 电力系统自动装置和系统的软硬件原理
一、 电力系统自动装置和系统的设计方法
2、多个设计方案的比较和选择
• 任务分解,构建单元电路
• 方案选择的重要任务是针对系 统的任务要求和条件完成系统的 功能设计，使设计方案达到设计 合理、可靠、功能齐全、技术先 进和性价比高。
案例：稳压电源的设计 开关电源？ 线性电源？集成电源？
单元电路的分解
2021/3/2
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第二章 电力系统自动装置和系统的软硬件原理 一、 电力系统自动装置和系统的设计方法
3、单元电路的设计、参数计算和元器件选择 （1）单元电路的设计
• 明确各单元电路的任务 • 拟订出单元电路的性能指标
• 确定前后级电路的关系
2021/3/2
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第二章 电力系统自动装置和系统的软硬件原理 一、 电力系统自动装置和系统的设计方法
5、绘制单元电路的电路原理图和线路板图
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第二章 电力系统自动装置和系统的软硬件原理
一、 电力系统自动装置和系统的设计方法
5、系统组装和调试
（1）通电前检查
（2）通电检查
2同步发电机励磁控制系统
3电力系统频率及有功功率调节
4变电站综合自动化
5电力系统调度自动化
6配电网自动化系统与远程抄表 7智能电网与智能变电站
2021/3/2
8 电力系统自动装置和系统的 软硬件原理
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第二章 电力系统自动装置和系统的软硬件原理 一、 电力系统自动装置和系统的设计方法
应用系统的电磁兼容方案
• 参考成熟的先进电路
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第二章 电力系统自动装置和系统的软硬件原理
一、 电力系统自动装置和系统的设计方法
3、单元电路的设计、参数计算和元器件选择 （2）电路参数计算
❖理解掌握电路工作原理 ❖正确应用计算方法 放大电路的增益 滤波器中各元件参数 振荡器中各元件数值和频率
2021/3/2
2021/3/2
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第二章 电力系统自动装置和系统的软硬件原理 二、 电力系统自动装置和系统的电磁兼容技术
二极管
2021/3/2
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第二章 电力系统自动装置和系统的软硬件原理 一、 电力系统自动装置和系统的设计方法
3、单元电路的设计、参数计算和元器件选择 （3）元器件的选择
三极管
2021/3/2
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第二章 电力系统自动装置和系统的软硬件原理
一、 电力系统自动装置和系统的设计方法
4、单元电路的计算机仿真
小扰动稳定 Small signal stability
长期电压稳定 Long term voltage stability
0.001 0.01
继电保护范围 局部功能
0.1
1
10
100
1000 Sec.
协调
系统功能
自动装置范围 自动化系统范围
人员操作范围
2021/3/2
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课程涉及的内容
1同步发电机的自动准同期并列
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第二章 电力系统自动装置和系统的软硬件原理 一、 电力系统自动装置和系统的设计方法
3、单元电路的设计、参数计算和元器件选择
（3）元器件的选择 电阻
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第二章 电力系统自动装置和系统的软硬件原理 一、 电力系统自动装置和系统的设计方法
3、单元电路的设计、参数计算和元器件选择 （3）元器件的选择
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美加大停电，就发生在昨天
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电力系统的能力
2021/3/2
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电力系统的过程+能力
电磁暂态
Electromagnetic Switching Transient
暂态稳定
Transient stability（angle and voltage）
系统运行
Power system operation
1882年到现在，120多年过去了。
作用越来越重要了 系统规模越来越大了 新装备和新技术的使用越来越多了 垄断下的机制和规范逐步不存在了
但是,大停电故障越来越多了
一个脆弱的庞然大物!
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保守如此，脆弱依然
上个世纪60年代进入大电网互联 时代后，大停电事故频繁发生。
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•各项设计内容和技术要求落实到设计文档
案例：稳压电源的设计
1、额定指标：功率、电压、电流范围和工作条件（温度、湿度） 2、质量指标：电压稳定度（负载不变时输入变化导致输出变化）
负载稳定度（负载变化时输出电压的变化） 电源内阻 （输入电压不变时电压与电流变化之比） 纹波电压 （叠加在输出电压上的交流分量） 3、保护和经济技术指标：过流、过压、过热保护、效率、功率因数 等