电气工程及其自动化专业英语翻译.docx

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电气工程及其自动化专业英语翻译

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（二）1

谈论关于我们生活在一个电子学时代的论调是一种空泛的论调。

从无处不在的集成电路到同样无处不在的数字计算机，我们在日常活动中总会遇到电子设备和电子系统。

在我们日益发展的科技社会的方方面面——无论是在科学、工程、医药、音乐、维修方面甚至是在谍报方面——电子学的作用是巨大的，而且还将不断增强。

一般说来，我们将要涉及到的工作被归结为―信号——处理‖工作，让我们来探究这个术语的含义吧。

信号

信号就是其与时间有关的量值或变化包含信息的任何物理变量。

这种信息或许像无线电广播的演讲和音乐，或许是像室内温度的物理量，或许像股市交易记录的数字数据。

在电气系统中能够载有信息的物理变量是电压和电流。

因此当我们谈到―信号‖，我们不言而喻指的是电压和电流，然而，我们要讨论的大多数概念是可以被直接应用于载有不同信息的变量的系统，因此，一个机械系统（在这个系统中力和速度是其变量）或者液压系统（在这个系统中压力和流速是其变量）的性能通常可以用一个等效的电气系统来模拟或表示。

因此，我们对于电气系统性能的理解为理解更宽领域的现象打下了一个基础。

模拟和数字信号

一个信号可以以两种形式来承载信息。

在一个模拟信号中电压或电流随时间而产生的连续变化载有信息。

在图2-1中，当一对热电偶的接头处于不同的温度时由热电偶所产生的电压就是一个例子。

当两个接头之间的温度差改变时，一对热电偶两端的电压也将改变。

于是电压就提供了温度差的模拟表现形式。

另一种的信号是数字信号。

数字信号是在两个离散的范围内能够呈现一定数值的信号。

这种信号常用以表示―开—关‖或―是—不是‖信息。

一个普通的家用恒温器传递一种数字信号来控制炉子。

当房间的温度下降到预定温度以下时，恒温器的开关合上使炉子开始加热;一旦房间的温度上升到足够高，开关就断开使炉子关闭。

流过开关的电流提供了温度变化的数字表示:

ON即为―太冷‖而OFF即为―不太冷‖。

信号—处理系统

一个信号处理系统是某些元件或设备之间的相互连接，这些元件和设备能够接收一个输入信号或一组输入信号，信号处理系统以某种方式来处理这些信号即提取这些信号或提高这些信号的品质，然后在适当的时间以适当的形式把这个信号表示为输出量。

图2-2显示了这样一个系统的组成部分。

中间的圆圈代表了两种类型的信号处理（数字和模拟），而处于信号处理框之间的方框表示模拟信号向等效数字形式（A/D即模拟到数字）的转换，以及从数字信号向相应的模拟形式（D/A即数字到模拟）的逆转换。

剩下的方框涉及输入和输出——取得信号以及从处理系统输出信号。

从物理系统获得的很多电气信号是从被称为传感器的器件中输入的。

我们已经碰到了一个模拟传感器的例子。

即热电偶。

它把温度的变化（物理变量）转换成

电压（电气变量）。

通常，传感器是一种将物理或机械变量转换成等效电压或电流信号的器件。

然而，不同于热电偶例子，大多数传感器需要一些形式的电激励以驱动传感器。

一个系统的输出可以有多种形式，这取决于包含在输入信号中的信息所起的作用。

我们可以选择何种方式显示这些信息，无论是以模拟形式（例如，使用一种仪表，仪表的指针的位置指明我们所感兴趣的变量的大小）或是以数字形式（使用一套数字显示元件，显示对应于我们所感兴趣的变量的数字）。

其它的可能的情况下是将输出转换成声能（利用扬声器），或是将输出作为另一个系统的输入，

或是利用输出作为控制信号来产生某个动作。

Exercises

模拟电子电路是关于其中电压和电流是对物理量进行模拟的且连续变化那些系统。

复制音乐的电子电路必须具有与声音成正比的电压和电流。

一个高保真的放大系统要尽可能保持模拟量不失真，我们要仔细地设计模拟电子电路以使电压和电流反映输入信号。

如果输入信号在幅值上增大一倍，输出的电压和电流也应增大一倍。

这是可能的。

因为为了保证线性（度）我们使电路元件工作在限定范围AB=―AANDB‖。

而对与或门来说A+B=―AORB‖

‖，即析取，它们的代数形式必须遵循代数组合对于―与‖，即逻辑乘，以及―或

的三个法则。

在接下来的等式中，读者可以把变量A,B,C设为两个可能的值0和1来证明每个表达式的正确性。

例如采用A=0,B=0,C=0，或A=1,B=0,C=0等等，在每个表达式中，结合律表明如何把变量进行重组。

对于―与‖有（AB）C,A（BC）,（AC）B而对于―或‖有（A，B），C,A，（B，C）,（A，C），B

这个法则表明我们可以采用变量的不同组合而不改变代数表达式的正确性。

交换率表明了变量的顺序。

对于―与‖有AB,BA，而对于―或‖有A，B,B，A。

这个法则表明了可以如上式所示进行运算的组合和展开。

在我们展示数字设备布尔代数的剩下的那个法则之前，让我们通过写出真值表的方式即真值表2,1来验证对于―与‖的分配律。

我们将很快发现如何写出等式AB，C,（A，C）（B，C），这一等式由真值表证明了是一个正确的展开式。

更为复杂的表达式和它的一次式产生了相等的值。

由于二进制逻辑取决于某一代数，其单个变量之和等于一个变量，所以真值表允许我们在代数表达式中找出等效值，我们可以使用真值表来求出一个等效于变量之间较复杂的关系式的一次表达式。

如果这样的等效关系存在，我们将很快看到利用真值表以及其它方法以一种系统性的方式如何完成这样一个复杂步骤的简化工作。

表2,1对于―与‖的分配律的真值表

代数中另外的一些关系式，这些式子中使用单位一和零，是没有意义的，这里我们列举了运用分配律后―与‖和―或‖运算的性质，结果是1永远是1而零永远是0。

关系式A，A,I指出了一个重要事实，即I，也就是单位量，是全集，而零被称为空集。

我们已经研究了几种逻辑关系。

对于电子学的二值布尔代数来说，选择何种方

法取决于我们所期望的简化函数的性质。

一些简单的函数可以通过观察它们的真

值表很容易进行简化;而另一些函数需要通过计算布尔代数来揭示它们的关系。

当我们研究有关二进制数相加的电路时，我们将看到需要布尔代数来揭示该特定

应用中的简化过程。

Exercises

构建具有对应于不同数字运算的输入,输出特性的电子电路的方法有很多种，

某些类型的这些电路是以集成电路的形式制造的。

具有相同电路类型的集成电路

逻辑功能的集合被称为逻辑组合。

在每一个逻辑组合中，逻辑输出和逻辑输入的

接线路图等同于逻辑流程图（只有电源和接地必须加上）。

因此，我们通常选择

一个可以在特殊应用中实现所有数字电路的单一的逻辑组合。

偶尔我们必须连接

由逻辑组合所构造的不同的数字电路，这些数字电路具有相互之间不一致的输入

电压和输出电压范围。

在这种情况下，我们必须构造另外的电路，这些电路把不

同的逻辑组合在接口处连接在一起。

第六章

ElectricPowerSystems电力系统

Section1Introduction第一节介绍

Themodernsocietydependsontheelectricitysupplymoreheavilythaneverbefore.现代社会的电力供应依赖于更多地比以往任何时候。

Itcannotbeimaginedwhat

theworldshouldbeiftheelectricitysupplywereinterruptedallovertheworld.它无

法想象的世界应该是什么，如果电力供应中断了世界各地。

Electricpower

systems（orelectricenergysystems）,providingelectricitytothemodernsociety,havebecomeindispensablecomponentsoftheindustrialworld.电力系统（或电力能源系

统），提供电力到现代社会，已成为不可缺少的组成部分产业界的。

Thefirstcompleteelectricpowersystem（comprisingagenerator,cable,fuse,meter,andloads）wasbuiltbyThomasEdison–thehistoricPearlStreetStationinNewYorkCitywhichbeganoperationinSeptember1882.第一个完整的电力系统（包括发电

机，电缆，熔断器，计量，并加载）的托马斯爱迪生所建-站纽约市珍珠街的历

史始于1882年9月运作。

ThiswasaDCsystemconsistingofasteam-engine-drivenDCgeneratorsupplyingpowerto59customerswithinanarearoughly1.5kminradius.Theload,whichconsistedentirelyofincandescentlamps,wassuppliedat110Vthroughanundergroundcablesystem.这是一个半径直流系统组成的一个蒸汽

发动机驱动的直流发电机面积约1.5公里至59供电范围内的客户。

负载，其中

包括完全的白炽灯，为V提供110通过地下电缆系统。

Withinafewyearssimilar

systemswereinoperationinmostlargecitiesthroughouttheworld.WiththedevelopmentofmotorsbyFrankSpraguein1884,motorloadswereaddedtosuchsystems.Thiswasthebeginningofwhatwoulddevelopintooneofthelargestindustriesintheworld.InspiteoftheinitialwidespreaduseofDCsystems,theywerealmostcompletelysupersededbyACsystems.By1886,thelimitationsofDCsystemswerebecomingincreasinglyapparent.Theycoulddeliverpoweronlyashortdistancefromgenerators.

在一个类似的系统在大多数大城市在世界各地运行数年。

随着马达的弗兰克斯

普拉格发展在1884年，电机负载被添加到这些系统。

这是什么开始发展成为世

界上最大的产业之一。

在最初的直流系统

广泛使用尽管如此，他们几乎完全被空调系统所取代。

到1886年，直流系统

的局限性也日益明显。

他们可以提供功率只有很短的距离从发电机。

Tokeeptransmissionpowerlosses（I2R）andvoltagedropstoacceptablelevels,voltagelevelshadtobehighforlong-distancepowertransmission.Suchhighvoltageswerenotacceptableforgenerationandconsumptionofpower;therefore,aconvenientmeansforvoltagetransformationbecameanecessity.为了保持发射功率

损失（我2R）和电压下降到可接受的水平，电压等级，必须长途输电高。

如此

高的电压不发电和电力消耗可以接受的，因此，电压转换成为一个方便的手段的

必要性。

ThedevelopmentofthetransformerandACtransmissionbyL.GaulardandJDGibbsofParis,France,ledtoACelectricpowersystems.在发展的变压器，法国和

交流输电由L.巴黎戈拉尔和JD吉布斯导致交流电力系统。

In1889,thefirstACtransmissionlineinNorthAmericawasputintooperationinOregonbetweenWillametteFallsandPortland.1889年，第一次在北美交流传输线

将在俄勒冈州波特兰之间威拉梅特大瀑布和实施。

Itwasasingle-phaselinetransmittingpowerat4,000Voveradistanceof21km.WiththedevelopmentofpolyphasesystemsbyNikolaTesla,theACsystembecameevenmoreattractive.By1888,TeslaheldseveralpatentsonACmotors,generators,transformers,andtransmissionsystems.Westinghouseboughtthepatentstotheseearlyinventions,andtheyformedthebasisofthepresent-dayACsystems.这是一个

单相线路传输功率为4,000公里，超过21V系统的距离。

随着交流的发展多相

系统由尼古拉特斯拉，成为更具吸引力的。

通过1888年，特斯拉举行交流多项

专利电动机，发电机，变压器和输电系统。

西屋公司购买了这些早期的发明专利，

并形成了系统的基础，现在的交流。

Inthe1890s,therewasconsiderablecontroversyoverwhethertheelectricutilityindustryshouldbestandardizedonDCorAC.Bytheturnofthecentury,theACsystemhadwonoutovertheDCsystemforthefollowingreasons:

在19世纪90年

代，有很大的争议或交流电力行业是否应该统一于直流。

到了世纪之交的，在交

流系统赢得了原因出在下面的直流系统为:

（1）VoltagelevelscanbeeasilytransformedinACsystems,thusprovidingtheflexibilityforuseofdifferentvoltagesforgeneration,transmission,andconsumption.

（1）电压水平可以很容易地改变了空调系统，从而提供了传输的灵活性，发电

用不同的电压和消费。

（2）ACgeneratorsaremuchsimplerthanDCgenerators.

（2）交流发电机简单

得多比直流发电机。

（3）ACmotorsaremuchsimplerandcheaperthanDCmotors.（三）交流电机

和电机便宜简单得多，比直流。

Thefirstthree-phaselineinNorthAmericawentintooperationin1893——a2,300

V,12kmlineinsouthernCalifornia.前三个阶段的美国北线投产于1893年-1

2300五，南加州12公里路线研究。

IntheearlyperiodofACpowertransmission,

frequencywasnotstandardized.在电力传输初期交流，频率不规范。

Many

differentfrequencieswereinuse:

25,50,60,125,and133Hz.有许多不同频率的使

用:

25，50，60，125，和133赫兹。

Thisposesaproblemforinterconnection.

Eventually60HzwasadoptedasstandardinNorthAmerica,although50Hzwasusedinmanyothercountries.这对互连的问题。

最后60赫兹标准获得通过，成为

美国在北美，虽然是50赫兹在许多其他国家使用。

Theincreasingneedfortransmittinglargeamountsofpoweroverlongerdistancecreatedanincentivetouseprogressivelyhighvoltagelevels.Toavoidtheproliferationofanunlimitednumberofvoltages,theindustryhasstandardizedvoltagelevels.InUSA,thestandardsare115,138,161,and230kVforthehighvoltage（HV）class,and345,500and765kVfortheextra-highvoltage（EHV）class.InChina,thevoltagelevelsinuseare10,35,110forHVclass,and220,330（onlyinNorthwestChina）and500kVforEHVclass.较长的距离越来越需要大

量的电力传输多激励他们逐步使用高压的水平。

为了避免电压增殖数量无限，业

界标准电压水平。

在美国，标准是115，138，161，和230千伏的高电压（高

压）

类，345，500和765千伏级的特高电压（超高压）。

在中国，各级使用电压为

10，35，110级高压，220，中国330（仅在西北）和500千伏超高压类。

Thefirst750kVtransmissionlinewillbebuiltinthenearfutureinNorthwest

China.第一个750kVtransmission线将建在不久的将来在中国西北地区。

WiththedevelopmentoftheAC/DCconvertingequipment,highvoltageDC（HVDC）transmissionsystemshavebecomemoreattractiveandeconomicalinspecialsituations.随着交流的发展/直流转换设备，高压直流高压直流（HVDC）传输系

统已经成为更具吸引力的经济和情况特殊。

TheHVDCtransmissioncanbeused

fortransmissionoflargeblocksofpoweroverlongdistance,andprovidinganasynchronouslinkbetweensystemswhereACinterconnectionwouldbeimpracticalbecauseofsystemstabilityconsiderationorbecausenominalfrequenciesofthesystemsaredifferent.在高压直流输电可用于输电块以上的大长途电话，并提供不

同系统间的异步连接在AC联网系统将是不切实际的，因为稳定考虑，或因标称

频率的系统。

Thebasicrequirementtoapowersystemistoprovideanuninterruptedenergysupplytocustomerswithacceptablevoltagesandfrequency.基本要求到电源系统

是提供一个不间断的能源供应，以客户可接受的电压和频率。

Becauseelectricity

cannotbemassivelystoredunderasimpleandeconomicway,theproductionandconsumptionofelectricitymustbedonesimultaneously.Afaultormisoperationinanystagesofapowersystemmaypossiblyresultininterruptionofelectricitysupplytothecustomers.由于电力无法大量储存在一个简单的方法和经济，电力的生产

和消费必须同时进行。

系统的故障或误操作的权力在任何阶段可能导致电力供应

中断给客户。

Therefore,anormalcontinuousoperationofthepowersystemtoprovideareliablepowersupplytothecustomersisofparamountimportance.因此，

一个正常的电力系统连续运行的，提供可靠的电力供应给客户的重要性是至关重

要的。

翻译

Powersystemstabilitymaybebroadlydefinedasthepropertyofapowersystemthatenablesittoremaininastateofoperatingequilibriumundernormaloperatingconditionsandtoregainanacceptablestateofequilibriumafterbeingsubjectedtoa

disturbance.电力系统稳定，可广泛定义为干扰财产的权力系统，可继续经营的

状态下正常运行的平衡条件和后向遭受恢复一个可以接受的平衡状态。

Instabilityinapowersystemmaybemanifestedinmanydifferentwaysdependingonthesystemconfigurationandoperatingmode.在电力系统的不稳定可能会表现

在经营方式和多种不同的方式取决于系统配置。

Traditionally,thestabilityproblemhasbeenoneofmain