工频变化量原理及应用分析

工频变化量原理及应用分析

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在我国电力系统继电保护领域,南瑞继保公司无疑是占尽技术优势和市场优势的领头羊。之所以能够取得这样辉煌的成就,是与南瑞继保公司董事长、中国工程院院士沈国荣先生和他创立的“工频变化量”理论紧密联系在一起的。基于这种原理的保护装置在安全性、快速性、灵敏性和选择性等各方面都有很大的提高,但是在传统的教科书中并没有具体的理论讲述,厂家的说明书也很不详细。下面将从原理和实际应用方面进行具体地分析。

1 工频变化量Deviation of Power Frequency Component (DPFC)原理分析

工频变化量的理论基础为叠加原理,即电力系统发生故障时,经过渡电阻短路,可认为是过渡电阻下面的一点金属性短路,即该点对系统中性点电压为零,可认为该点与中性点之间串联2个大小相等、相位相反的电压源,依然保持该点与中性点间电压为零,见图1。

“叠加”有2个含义:①短路后任一点的电压,如保护安装处M母线的电压(即M点到中性点电压,是我们关心的,箭头向上表示电位为升,M母线为正,中性点为负,),等于2个图中相

应点的电压之和(二种状态)。②短路后某个支路的电流,如流过保护的电流,等于2图中相应支路的电流之和。从重叠原理本身来说,对△UF没有要求,可以任意取值,但在保护装置里△UF取短路点短路以前的电压,Es、ER为电源电势,在短路前后不变,因此,图1称为正常负荷状态,图2称短路附加状态,目的就是凑出这二种状态。

与常规的稳态量保护装置不同,基于工频变化量原理的保护装置只是“考虑”短路附加状态的各种电气量,而不考虑正常负荷状态的各种电气量。在附加状态中,只有短路点有一个电压源,电气量全部为变化量用符号△表示。微机保护中正在采样的U、I减去“历史”上采样出来的U、I,即为加在继电器上的△U、△I。Zs为保护背后电源的等值阻抗,ZR为保护正方向的所有阻抗,S为保护背后中性点,由下图4、图5可得出2个基本关系式:

2 变压器的工频变化量比率差动保护

变压器有70%左右的故障是匝间短路,为了提高小匝间短路时差动保护的灵敏度,常规的比率制动特性差动保护中的起动电流往往整定得较小,例如整定成0.3~0.5倍的额定电流,而且初始部份没有制动特性,见下图6。

但运行实践证明这样的差动保护往往在区外短路或短路切除的恢复过程中由于各侧电流互感器暂态或稳态特性不一致或者2次回路时间常数的差异或者电流互感器饱和造成保护误动。南瑞继保公司RCS978系列保护装置在传统的差动保护基础上另外又增加了工频变化量差动继电器,提高了变压器小匝数的匝间短路时的灵敏度,由于制动系数取得较高,在发生区外各种故障、功率倒方向、区外故障中出现TA饱和与TA暂态特性不一致等状态下也不会误动作。使得保护的安全性与灵敏度同时得到了兼顾。

工频变化量比率差动保护的动作方程为:

理论上,工频变化量比率差动制动系数可取较高的数值,这样有利于防止区外故障时电流互感器饱和等因素所造成的差动保护误动。

变压器工频变化量比率差动继电器的动作特性见图7所示,阴影部分为动作区。

工频变化量比率差动继电器的特点:

(1)负荷电流对它没有影响。对于稳态量的比率差动继电器,负荷电流是一个制动量,会影响内部短路的灵敏度。随着内部故障严重程度的增大,其灵敏度会下降。

(2)受过渡电阻影响小。

(3)由于上述原因工频变化量比率差动继电器比较灵敏。提高了小匝数的匝间短路时的灵敏度。由于制动系数取得较高,在发生区外各种故障、功率倒方向、区外故障中出现TA饱和与TA暂态特性不一致等状态下也不会误动作。使得保护的安全性与灵敏度同时得到了兼顾。

图8为变压器发生小匝间短路时的实际波形图,可以看出,当变压器C相发生1.5%的匝间短路故障时,常规差动保护(图中直线2)不会动作,而工频变化量差动保护(图中曲线1)要灵敏得多,会正确动作。

(4)不必输入定值。从工频变化量的比率差动保护的动作方程式中可以看出,工频变化量比率差动保护中不必输入定值,其固定门槛与浮动门槛由其他公式得出,是公司的专利技术,在此不作讨论。

3 超高压输电线路保护中的工频变化量差动继电器和阻抗继电器

3.1 输电线路电流纵差保护的主要问题

当重负荷情况下线路内部经高电阻接地短路时,常规保护的灵敏度可能不够。由于负荷电流是穿越性的电流,它只产生制动电流而不产生动作电流,而此时经高电阻短路,短路电流小而制动电流大,因此保护装置的灵敏度会下降。采用工频变化量比率差动继电器可以有效地解决输电线路的这个老大难问题。

工频变化量分相差动继电器的构成:

工频变化量分相差动继电器的动作特性见下图9。

工频变化量差动继电器的特点:①不受负荷电流的影响。因此负荷电流不会产生制动电流;②受过渡电阻的影响也较小;③在单侧电源线路上发生短路,只要短路前有负荷电流,短路后无电源侧的工频变化量电流也会形成动作电流;

由于上述原因该继电器很灵敏。提高了重负荷线路上发生经高电阻短路时的灵敏度。

3.2 工频变化量阻抗继电器的构成:

用于构成快速的距离Ⅰ段

其动作方程为:

工频变化量阻抗继电器的特点:①保护过渡电阻的能力很强,该能力有很强的自适应能力。②由于?驻?砖∑与?驻?砖相位相同,所以过渡电阻附加阻抗是纯阻性的。因此区外短路不会超越。③正向出口短路没有死区。④正向出口短路动作速度很快。保护背后运行方式越大,本线路越长,动作速度越快。⑤系统振荡时不会误动,不必经振荡闭锁控制。⑥适用于串补线路。

南瑞继保公司的RCS931系列保护装置中采用工频变化量距离继电器自适应能力的浮动门槛,对系统不平衡和干扰具有极强的预防能力,因而测量元件能在保证安全性的基础上达到特高速,起动元件有很高的灵敏度而不会频繁起动。由于工频变化量距离继电器动作速度非常快,现场曾有3ms动作出口的记录,因而工频变化量距离I段与纵联电流差保护一起构成线路的主保护。

4 结论

工频变化量保护原理先进、构成简单,便于在微机保护中实现,而且不受负荷电流、非全相运行等方式影响,抗干扰性能非常突出、自适应能力极强,最突出的特点是动作灵敏可靠而速度非常快,在继电保护领域具有很强的竞争优势,是我国继电保护工作者智慧的结晶,体现了我国继电保护的独特风格和先进的技术水平。

参考文献:

[1]戴学安.继电保护原理的重大突破综论工频变化量继电器.新技术新产品,1995

[2]沈国荣.工频变化量方向继电器原理的研究.电力系统自动化,1983,7(1).

[3]陈松林,李海英,乔勇,等.RCS-978变压器成套保护装置.电力系统自动化,2000,24(22):

[4]李园园,郑玉平,沈国荣.串补电容对工频变化量距离保护的影响.电力系统自动化,2001,25(24):

第五章全线速动保护

第五章输电线路保护的全线速动保护 《电力系统继电保护及安全自动装置技术规程》规定 一、110～220kV中性点直接接地电力网中的线路保护，符合下列条件之一时，应装设一套全线速动保护 1．根据系统稳定要求有必要时； 2．线路发生三相短路，如使发电厂厂用母线电压低于允许值(一般约为70%额定电压)，且其他保护不能无时限和有选择地切除短路时； 3．如电力网的某些主要线路采用全线速动保护后，不仅改善本线路保护性能，而且能够改善整个电网保护的性能。 二、对220kV线路，符合下列条件之一时，可装设二套全线速动保护。 （一）根据系统稳定要求； （二）复杂网络中，后备保护整定配合有困难时。 对于220kV以上电压等级线路，应按下列原则实现主保护双重化： 1．设置两套完整、独立的全线速动主保护； 2．两套主保护的交流电流、电压回路和直流电源彼此独立； 3．每一套主保护对全线路内发生的各种类型故障（包括单相接地、相间短路、两相接地、三相短路、非全相运行故障及转移故障等），均能无时限动作切除故障； 4．每套主保护应有独立选相功能，实现分相跳闸和三相跳闸； 5．断路器有两组跳闸线圈，每套主保护分别起动一组跳闸线圈； 6．两套主保护分别使用独立的远方信号传输设备。若保护采用专用收发信机，其中至少有一个通道完全独立，另一个可与通信复用。如采用复用载波机，两套主保护应分别采用两台不同的载波机。 三、对于330~500kV线路，应装设两套完整、独立的全线速动保护。接地短路后备保护可装设阶段式或反时限零序电流保护，亦可采用接地距离保护并辅之以阶段式或反时限零序电流保护。相间短路后备保护可装设阶段式距离保护。 500kV线路的后备保护应按下列原则配置 1．线路保护采用近后备方式。 2．每条线路都应配置能反应线路各种类型故障的后备保护。当双重化的每套主保护都有完善的后备保护时，可不再另设后备保护。只要其中一套主保护无后备，则应再设一套完整的独立的后备保护。 3．对相间短路，后备保护宜采用阶段式距离保护。 4．对接地短路，应装设接地距离保护并辅以阶段式或反时限零序电流保护；对中长线路，若零序电流保护能满足要求时，也可只装设阶段式零序电流保护。接地后备保护应保证在接地电阻不大于300Ω时，能可靠地有选择性地切除故障。 5．正常运行方式下，保护安装处短路，电流速断保护的灵敏系数在1．2以上时，还可装设电流速断保护作为辅助保护。 第一节输电线路的纵联差动保护 一、概述 超高压输电电网要求继电保护快速动作。继电保护的快速动作可以减轻故障元件的损坏程度，提高线路故障后自动重合闸的成功率，特别是有利于故障后电力系统的稳定性。在近几十年，我国继电保护工作者为提高保护的动作速度作了很大努力，取得显著成效，其中对电力系统影响最大的是反映故障分量的超高速继电保护原理的应用。

工频变化量方向继电器原理的研究

工频变化量方向继电器原理的研究 继电器是电气控制系统中常见的一种电器元件，在工业自动化、电力系统、交通运输、航空航天等领域都有广泛的应用。工频变化量方向继电器是一种特殊的继电器，它能够实现对交流电源电流或电压的检测和控制，其中变化量方向的判断是其核心原理之一。 工频变化量方向继电器的工作原理是基于电流或电压的变化量方向来进行判断。在交流电路中，电流或电压的变化方向是由正向和反向两种状态来表示的。利用这一特性，工频变化量方向继电器可以通过对电流或电压的采样和比较，来实现对变化量方向的判断。 在实际应用中，工频变化量方向继电器通常由采样电路、比较电路和控制电路三部分组成。采样电路用于对电流或电压进行采样，一般采用电流互感器或电压互感器来实现。比较电路则用于对采样信号进行比较，一般采用比较器或运算放大器等电子元件来实现。控制电路则用于通过比较电路的输出信号来控制继电器的动作，一般采用触发器、计数器等电子元件来实现。通过这三部分电路的协同作用，可以实现对工频变化量方向的判断和控制。 工频变化量方向继电器的应用范围广泛，主要包括电力系统、电气控制系统、自动化设备等领域。在电力系统中，工频变化量方向继电器可以用于断路器的保护，实现对电力设备的安全控制。在电气控制系统中，工频变化量方向继电器可以用于控制电机的正反转，

实现对机械设备的控制。在自动化设备中，工频变化量方向继电器可以用于实现对机器人的控制，实现自动化生产。 工频变化量方向继电器是一种特殊的继电器，它通过对电流或电压的变化量方向的判断来实现对电气设备的控制和保护。随着电气自动化技术的不断发展，工频变化量方向继电器将在更广泛的领域得到应用，并为人们的生产和生活带来更多的便利和安全。

工频变化量保护原理

工频变化量保护原理 工频变化量保护是电力系统中常用的一种保护手段，其原理是通 过监测电力系统中的工频电压和电流的变化量，以判断系统是否存在 异常情况，并及时采取相应的保护措施。 首先，我们来了解一下为什么需要工频变化量保护。在电力系统 运行过程中，由于各种原因可能会出现电网故障、设备故障等异常情况，这些异常情况会导致工频电压和电流的变化。如果这些变化超过 了正常范围，就可能对电力系统的稳定运行造成危害。因此，采用工 频变化量保护来监测这些变化，并及时做出相应的响应措施，对于保 障电力系统的安全运行具有重要意义。 工频变化量保护的原理可以简单概括为：通过对工频电压和电流 的采集，计算相邻采样点之间的变化量，并根据设定的阈值进行判断。当变化量超过设定的阈值时，就会触发保护装置，并通过断路器等控 制手段，将异常区域从电力系统中隔离，以避免异常扩大和对系统造 成损害。其中，阈值的设定需要根据具体情况进行分析，可以考虑电 力系统的稳定性要求、设备能承受的极限值等因素。 工频变化量保护的指导意义体现在以下几个方面： 1. 及时发现异常情况：工频变化量保护能够实时监测电压和电流 的变化情况，一旦发现异常，就能够及时作出响应。这样能够避免异 常情况扩大，保护电力系统的安全运行。

2. 规避故障风险：通过对工频变化量的监测，可以判断电力系统是否存在潜在的故障风险。一旦发现潜在风险，就可以采取预防性措施，避免故障的发生，保障电力系统的连续供电。 3. 提高系统可靠性：工频变化量保护能够在系统异常时及时切除故障区域，尽可能减小对整个系统的影响。这样能够提高系统的可靠性，减少停电时间和经济损失。 4. 辅助故障诊断：工频变化量保护记录了电力系统中电压和电流的变化情况，这些数据对于故障的诊断和定位具有重要意义。通过分析这些数据，可以帮助工程师快速准确地找出故障原因，并采取相应的修复措施。 总之，工频变化量保护是电力系统中一项非常重要的保护措施。通过监测电压和电流的变化量，及时发现异常情况，规避故障风险，并提高系统可靠性。未来，随着电力系统的发展，工频变化量保护在电力系统保护中的作用将愈发重要，我们需要不断深入研究和探索，提高其应用水平，为电力系统的安全稳定运行提供强有力的支撑。

继电保护知识讲义

继电保护课教案（№3）授课教师：钱嘉

浙西电力教育培训中心课时教案 授课时间：2010年1月日 第三章RCS－941A(B)输电线路保护 第一节RCS－941A线路保护装置 一、装置的应用 RCS－941A(B)为由微机实现的数字式高压线路成套快速变化装置。它包括完整的三段相间和接地距离及四段零序方向过流保护。RCS-941B还包括复合式距离方向元件和零序方向元件为主体的纵联保护，由工频变化量距离元件构成的快速Ⅰ段保护。 RCS－941A用于无特珠要求的110KV高压输电线路。 RCS－941B用于要求全线快速跳闸的110KV高压输电线路。 二、装置的整体结构 装置的正面面板布置图。 装置的背面面板布置图。

具体硬件模块图见图 各插件原理说明 组成装置的插件有：电源插件（DC）、交流插件（AC）、低通滤波器（LPF），CPU插件（CPU）、通信插件（COM）、24V 光耦插件（OPT）、跳闸出口插件（OUT）、操作回路插件（SWI）、电压

切换插件（YQ）、显示面板（LCD）。 输入电流电压先经隔离互感器传变至二侧，成为小信号电压，然后一组进入VFC插件，将电压信号经压频变换器转换为频率信号，供CPU1,CPU2作保护测量 另一组信号进入MONI(CPU3)插件，由内部数模转换后作装置总起动元件。 1、直流电源模件（DC） 作用是将220V（或110V）直流电压变换成能满足各元件要求的弱电电源电压，有±12V、两路+24V、+5V电压。±12V供运算放大器用，一路+24V供信号、出口继电器用，另一路供光耦用，+5V为CPU使用。 2、交流输入模件(AC) 作用是将电压或电流变换成满足模/数变换器量程的电压。（电力系统的过压对数据采集系统有干扰作用，所以这一环节要采取一定的过电压防护措施和干扰抑制措施）交流电压互感器的变比时15：1共四组，为A,B,C三相母线电压和线路电压。U A 、U B 、U C 为三相电压输入，额定电压为 100 /√3 V；U X 为重合闸中检无压、检同期元件用的电压输入，额定电压为 100V 或 100 / √3V，当输入电压小于30V 时，检无压条件满足，当输入电压大于40V时，检同期中有压条件满足；如重合闸不投或不检重合，则该输入电压可以不接。如果重合闸投入且使用检无压或检同期方式（由定值中重合闸方式整定），则装置在正常运行时检查该输入电压是否大于40V，若小于40V，经10秒延时报线路TV断线告警，BJJ继电器动作。正常运行时测量 U X 与 U A 之间的相位差，与定值中的固定角度差定值比较，若两者的角度差大于。10°，则经500ms报“角差整定异常”告警。 电流电抗器变换比为In：0.35V,共四组,为A,B,C三相电流和零相电流I A、 I B、 I C、I0，分别为三相电流和零序电流输入，值得注意的是：虽然保护中零序方向、零序过过流元件均采用自产的零序电流计算，但是零序电流起动元件起动元件仍由外部的输入零序电流计算，因此如果零序电流不接，则所有与零序电流相关的保护均不能动作，如纵联零序

工频变化量距离继电器原理分析

对工频变化量距离继电器的一点认识 为了帮助大家对工频变化量距离继电器的理解，我从电压的角度来分析这个继电器。看下图（以对称故障为例，继电器装在M侧）： In △ M N △Im、△In分别为正、反方向故障时与负荷电流无关的由故障引起的突变量电流。 正方向F1点故障时，故障前M侧母线电压： Um′﹦Em﹣I fh*Zs ， 工作电压： Uop′﹦Um′﹣I fh*Zzd 。 故障后M侧母线电压： Um〞﹦Em﹣(△Im＋I fh) *Zs ， 工作电压： Uop〞﹦Um〞﹣(△Im＋I fh) *Zzd。 F1点短路时工作电压的变化量： △Uop﹦Uop〞﹣Uop′﹦Um〞﹣Um′﹣(△Im＋Ifh)*Zzd﹣(﹣Ifh*Zzd) ﹦﹣△Im(Zzd＋Zs)。 正方向F1点故障时，故障前F1点的电压： U k1′﹦Um′﹣I fh*Z k1， 故障后F1点的电压： U k1〞﹦Um〞﹣(△Im＋I fh) Z k1。 F1点的电压变化量：△U k1﹦U k1〞﹣U k1′﹦﹣△Im*( Z k1＋Zs)。 比较︱△Uop︱与︱△U k1︱, 显然F1点故障时，Z k1﹤Zzd，︱△Uop︱﹥

︱△U k1︱。F3点故障时，由于Z k3﹥Zzd，︱△Uop︱﹤︱△U k3︱。 反方向F2点故障时，流进M侧CT的电流由对侧电源提供，分析时既以对侧电源为电源，故障前M侧母线电压： Um′﹦I fh*Zs′＋En， 工作电压： Uop′﹦Um′﹣I fh*Zzd 。 故障后M侧母线电压： Um〞﹦En＋[（﹣△In）＋I fh]* Zs′， 工作电压：△Uop〞﹦Um〞﹣[（﹣△In）＋I fh]* Zzd]。 △Uop﹦△Uop〞﹣△Uop′﹦Um〞﹣Um′﹣[（﹣△In） ＋I fh]* Zzd＋I fh*Zzd﹦﹣△In （Zs′﹣Zzd）。 反方向F2故障时，故障前F2点的电压： U k2′﹦En＋I fh*（Z k2＋Zs′）， F2故障点后： U k2〞﹦En＋[（﹣△In）＋I fh]*（Z k2＋Zs′）， F2点的电压变化量：△U k2﹦U k2〞﹣U k2′﹦﹣△In*（Z k2＋Zs′）。 比较︱△Uop︱与︱△U k2︱，显然F3点故障时，（Z k2＋Zs′）﹥（Zs′﹣Zzd）既︱△Uop︱﹤︱△U k3︱。 从以上分析得出：正方向区内故障时︱△Uop︱﹥△Uz，区外及背后故障时︱△Uop︱﹤△Uz。 通过以上分析,我们看出工频变化量距离继电器原理的由来是基于发生故障前后故障点电压的变化与整定点工作电压的变化之间的关系遵循一定的规律，这两个变化量与负荷电流无关。还有发生故障前后，电源的输出电压是不变的 （△E=0）。设故障前各点电压U k1、U k2、U k3都为Uz(Uz取故障前工作电压的半波积分值的记忆量，空载时约为1.05倍的母线测量电压)，故障后电压变为零，电压的变化量既为Uz，这个电压的变化量相当于在故障点投入了一个新电源△Uz。 另外， TV断线时，此继电器不用退出，△Uz（故障点电压变化量）自动抬高至1.5Un。在正方向故障时继电器灵敏度不受影响，但保护范围会缩短。反方向故障时，︱△Uop︱﹦︱△In* Zzd︱﹦︱[En／（Z k2＋Zs′）]* Zzd︱﹤1.5Un，所以也不会动作，但在实际应用中Zzd的值整定得大于（Z k2＋Zs′），工频变化

频谱分析的工作原理及应用

频谱分析的工作原理及应用 1. 工作原理 频谱分析是一种将时域信号（波形）转换为频域信号（频谱）的方法。它通过对信号的频谱进行分析，可以揭示信号的频率、幅度、相位等特征，从而帮助我们更好地了解信号的性质和行为。 频谱分析的工作原理主要基于以下两个重要的数学概念： 1.1 傅里叶变换 傅里叶变换是把一个连续时间域信号转换为连续频率域信号的过程，可以将信号分解为一系列不同频率的正弦和余弦函数的叠加。傅里叶变换的数学表达式为： $$X(f) = \\int_{-\\infty}^{\\infty} x(t)e^{-i2\\pi ft} dt$$ 其中，x(t)是时域信号，X(f)是频域信号，f是频率。 1.2 快速傅里叶变换 快速傅里叶变换（FFT）是一种高效的算法，用于将离散时间域信号转换为离散频率域信号。FFT 通过将信号划分为多个子信号进行计算，然后合并得到频谱。快速傅里叶变换的数学表达式为： $$X(k) = \\sum_{n=0}^{N-1} x(n)e^{-i2\\pi kn/N}$$ 其中，x(n)是离散时间域信号，X(k)是离散频率域信号，k是频率的索引，N 是信号的长度。 快速傅里叶变换是频谱分析中最常用的算法，能够快速、准确地计算信号的频谱。 2. 应用 频谱分析在众多领域中具有广泛的应用。以下是几个常见的应用领域： 2.1 通信领域 在通信领域中，频谱分析被广泛应用于信号的调制与解调、信道估计、误码率分析等方面。通过对信号的频谱进行分析，可以了解信号的频率分布情况，从而优化通信系统的设计与性能。

2.2 电力系统 在电力系统中，频谱分析可以用于电力质量监测与分析。通过对电力信号的频谱进行分析，可以判断电力系统中是否存在谐波、电压波动、频率偏差等问题，从而优化电力系统的运行。 2.3 音频与音乐领域 在音频与音乐领域中，频谱分析可以用于音频信号的处理与分析。通过对音频信号的频谱进行分析，可以提取信号中的音调、音频特征等信息，实现音频合成、音频识别等应用。 2.4 振动分析 在振动分析中，频谱分析被广泛用于机械故障诊断与预测。通过对振动信号的频谱进行分析，可以判断机械系统中是否存在振动频率异常、共振等问题，从而实现对机械系统的状态监测与预测。 2.5 医学领域 在医学领域中，频谱分析可以用于生物信号的分析与诊断。通过对生物信号（如心电信号、脑电信号等）的频谱进行分析，可以了解生物信号的频率特征，从而诊断疾病、分析生理状态等。 总之，频谱分析作为一种强大的信号处理技术，被广泛应用于各个领域。它能够揭示信号的频率、幅度、相位等特征，帮助我们更好地理解信号的本质，优化系统设计与性能，并在许多实际应用中发挥重要作用。

变频器工作原理及应用

一、变频器的定义 CVCF 是Constant Voltage and Constant Frequency 的缩写，意为恒电压、恒频率，也就是人们所说的恒压恒频。 我们使用的电源分为交流电源和直流电源，一般的直流电源大多是由交流电源通过变压器变压，整流滤波后得到的。交流电源在人们使用电源中占总使用电源的95%左右。 无论是用于家庭还是用于工厂，单相交流电源和三相交流电源，其电压和频率均按各国的规定有一定的标准，如我国大陆规定，直接用户单相交流电为220V，三相交流电线电压为380V，频率为50Hz，其它国家的电源电压和频率可能于我国的电压和频率不同，如有单相100V/60Hz，三相200V/60Hz等等，标准的电压和频率的交流供电电源叫工频交流电。 通常，把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。 为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（DC），这个过程叫整流。 把直流电（DC）变换为交流电（AC）的装置，其科学术语为“inverter”(逆变器)。· 一般逆变器是把直流电源逆变为一定的固定频率和一定电压的逆变电源。对于逆变为频率可调、电压可调的逆变器我们称为变频器。 变频器输出的波形是模拟正弦波，主要是用在三相异步电动机调速用，又叫变频调速器。 对于主要用在仪器仪表的检测设备中的波形要求较高的可变频率逆变器，要对波形进行整理，可以输出标准的正弦波，叫变频电源。一般变频电源是变频器价格的15－－20倍。 由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”，故该产品本身就被命名为“inverter”，即：变频器 变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中，不仅有电机（例如空调等），还有荧光灯等产品。 用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。 变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电，在该项应用中，变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电 》 二、变频器的结构与分类简介 变频器的基本结构 变频器是把工频电源（50HZ或则60HZ）变换成各种频率的交通电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应电路。 变频器的分类 变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式份类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关式分类，可以分为PAM控制变频器和高载频PWM控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/F控制变频器、转差变频控制变频器和矢量控制变频器等；按照用

发电机工频变化量

发电机工频变化量 发电机工频变化量是指发电机在正常运行过程中，输出电压或电流的频率发生变化的情况。这种变化量对于电力系统的稳定运行和电气设备的正常工作具有重要影响。 发电机工频变化量的原因主要有两个方面：一是负荷变化，二是发电机自身特性引起的变化。 负荷变化是指电力系统中负荷的增减或负荷特性的变化，如电力消耗的增加或减少、负荷的突变等。当负荷发生变化时，电力系统需要调整发电机的输出，保持电力平衡。这种调整会导致发电机的工频发生变化，即发电机工频变化量。负荷的增加会导致发电机输出电压降低，使得电力系统频率下降；而负荷的减少则会导致发电机输出电压升高，使得电力系统频率上升。因此，负荷变化是引起发电机工频变化量的主要原因之一。 发电机自身特性引起的变化是指发电机在运行过程中由于其特性造成的频率变化。发电机的特性主要包括磁通变化、电机参数变化等。磁通变化是指发电机中的磁场强度发生变化，这会导致发电机输出电压的变化，进而引起频率的变化。电机参数变化是指发电机内部电机参数的变化，如电阻、电感、电容等参数的变化，这也会对发电机的输出频率产生影响。 发电机工频变化量的影响主要体现在以下几个方面：

1. 电力系统稳定性：发电机工频变化量会影响电力系统的频率稳定性。当频率变化较大时，会导致电力系统的负荷不平衡，进而引起电力系统的不稳定运行，甚至引发电力系统的故障。 2. 电气设备的正常工作：发电机工频变化量会对电气设备的正常工作产生影响。许多电气设备，特别是一些精密仪器和电子设备，对电源的频率要求较高。当发电机的频率发生变化时，可能会导致这些设备无法正常工作，甚至损坏设备。 3. 发电机寿命：频繁的工频变化量会对发电机的寿命产生影响。由于发电机在频率变化过程中需要不断调整输出，这会增加发电机的负荷，加速发电机的磨损，降低其使用寿命。 针对发电机工频变化量的影响，需要采取一系列的措施来降低其影响： 1. 加强电力系统的负荷管理，合理规划负荷分布，避免负荷突变，减少发电机工频变化量。 2. 定期检查和维护发电机，确保其内部电机参数的稳定性，减少因电机参数变化引起的工频变化量。 3. 在电力系统设计和运行过程中，考虑到电气设备的频率要求，合理配置发电机和电力设备，以满足电气设备对频率的要求，减少因

工频变化量继电保护原理

工频变化量继电保护原理 工频变化量继电保护是电力系统中常用的一种保护装置，它主要用来检测电网中的电压、电流等参数的变化情况，以保证电力系统的正常运行。本文将介绍工频变化量继电保护的原理和作用。 工频变化量继电保护的原理是基于电力系统中的频率和幅值的变化来进行判断和保护的。在电力系统中，电压、电流等参数的频率和幅值都是有一定范围的，当这些参数的变化超出了设定的范围时，就会触发继电保护装置进行动作，以保护电力系统的安全运行。 工频变化量继电保护需要检测电网中的频率变化情况。在电力系统中，频率是指电压或电流的周期性变化的次数，单位是赫兹（Hz）。正常情况下，电网的频率是比较稳定的，一般在50Hz或60Hz左右。当电网的频率超出了设定的范围，如低于47Hz或高于53Hz，就会触发继电保护装置进行动作。这种情况可能是由于电网负荷变化、发电机故障或电网故障等原因引起的，继电保护装置的动作将及时切断电力系统与电网的连接，以防止故障扩大或对电力设备造成损坏。 工频变化量继电保护还需要检测电网中的幅值变化情况。在电力系统中，幅值是指电压或电流的最大值，单位是伏特（V）或安培（A）。正常情况下，电网的幅值也是比较稳定的，一般在设定的范围内变化。当电网的幅值超出了设定的范围，如低于90%或高于

110%，就会触发继电保护装置进行动作。这种情况可能是由于电网负荷过大、设备故障或电网故障等原因引起的，继电保护装置的动作将及时切断电力系统与电网的连接，以保护电力设备不受损坏。 工频变化量继电保护是一种基于电力系统中频率和幅值变化的保护装置。通过检测电网中的频率和幅值的变化情况，继电保护装置可以及时切断电力系统与电网的连接，以保护电力系统的安全运行。在实际应用中，工频变化量继电保护通常与其他保护装置相结合，共同保障电力系统的稳定性和可靠性。同时，为了保证继电保护装置的准确性和可靠性，还需要定期对其进行检测和校准，以确保其正常工作和保护功能的可靠性。 工频变化量继电保护是电力系统中常用的一种保护装置，它通过检测电网中的频率和幅值的变化情况来保护电力系统的安全运行。在电力系统中，频率和幅值的变化可能会引起电力设备的故障或损坏，因此及时的继电保护是十分重要的。通过合理的设置和调整，工频变化量继电保护可以保障电力系统的稳定性和可靠性，为电力供应提供保障。

工频变化量原理及应用分析

工频变化量原理及应用分析 来源：[https://www.sodocs.net/doc/4719213325.html,]机电之家·机电行业电子商务平台！ 在我国电力系统继电保护领域,南瑞继保公司无疑是占尽技术优势和市场优势的领头羊。之所以能够取得这样辉煌的成就,是与南瑞继保公司董事长、中国工程院院士沈国荣先生和他创立的“工频变化量”理论紧密联系在一起的。基于这种原理的保护装置在安全性、快速性、灵敏性和选择性等各方面都有很大的提高,但是在传统的教科书中并没有具体的理论讲述,厂家的说明书也很不详细。下面将从原理和实际应用方面进行具体地分析。 1 工频变化量Deviation of Power Frequency Component (DPFC)原理分析 工频变化量的理论基础为叠加原理,即电力系统发生故障时,经过渡电阻短路,可认为是过渡电阻下面的一点金属性短路,即该点对系统中性点电压为零,可认为该点与中性点之间串联2个大小相等、相位相反的电压源,依然保持该点与中性点间电压为零,见图1。 “叠加”有2个含义:①短路后任一点的电压,如保护安装处M母线的电压(即M点到中性点电压,是我们关心的,箭头向上表示电位为升,M母线为正,中性点为负,),等于2个图中相

应点的电压之和(二种状态)。②短路后某个支路的电流,如流过保护的电流,等于2图中相应支路的电流之和。从重叠原理本身来说,对△UF没有要求,可以任意取值,但在保护装置里△UF取短路点短路以前的电压,Es、ER为电源电势,在短路前后不变,因此,图1称为正常负荷状态,图2称短路附加状态,目的就是凑出这二种状态。 与常规的稳态量保护装置不同,基于工频变化量原理的保护装置只是“考虑”短路附加状态的各种电气量,而不考虑正常负荷状态的各种电气量。在附加状态中,只有短路点有一个电压源,电气量全部为变化量用符号△表示。微机保护中正在采样的U、I减去“历史”上采样出来的U、I,即为加在继电器上的△U、△I。Zs为保护背后电源的等值阻抗,ZR为保护正方向的所有阻抗,S为保护背后中性点,由下图4、图5可得出2个基本关系式: 2 变压器的工频变化量比率差动保护 变压器有70%左右的故障是匝间短路,为了提高小匝间短路时差动保护的灵敏度,常规的比率制动特性差动保护中的起动电流往往整定得较小,例如整定成0.3~0.5倍的额定电流,而且初始部份没有制动特性,见下图6。

(工作分析)频谱分析仪工作原理和应用

（工作分析）频谱分析仪工作原理和应用

频谱分析仪工作原理和应用 《频谱分析仪工作原理和应用》原始文档 本章除了说明频谱分析仪工作原理、操作使用说明之外，也将其应用领域范围作详细的介绍，尤其应用于天线特性的量测技术将有完整说明。本章的内容包括： 本章要点 1-1概论 1-2频谱分析仪的工作原理 1-3频谱分析仪的应用领域 实习一频谱分析仪 1-1概论

就量测信号的技术观之，时域方面，示波器为一项极为重要且有效的量测仪器，它能直接显示信号波幅、频率、周期、波形与相位之响应变化，目前，一般的示波器至少为双轨迹输出显示装置，同时也具有与绘图仪连接的 IEEE-488、IEEE-1394 或 RS-232 接口功能，能将屏幕上量测显示的信息绘出，作为研究比较的依据，但它仅局限于低频的信号，高频信号则有其实际的困难。频谱分析仪乃能弥补此项缺失，同时将一含有许多频率的信号用频域方式来呈现，以识别在各个频率的功率装置，以显示信号在频域里的特性。图 1.1 说明方波在时域与频域的关系，此立体坐标轴分别代表时间、频率与振幅。由傅立叶级数(Fourier Series)可知方波包含有基本波(Fundamental Wave)及若干谐波(Harmonics)，信号的组合成份由此立体坐标中对应显示出来。 低频时，双轨迹模拟与数字示波器为目前信号时域的主要量测设备，模拟示波器可量测的输入信号频率可达 100 MHz，数字示波器有 100 MHz 与 400（或 500）MHz 等多种。屏幕上显示信号的意义为横轴代表时间，纵轴代表信号电压的振幅，用示波器量测可得到信号时间的相位及信号与时间的关系，但无法获知信号失真的数据，亦即无法获知信号谐波分量的分布情况，同时量测微波领域(如 UHF 以上的频带)信号时，基于设备电子组件功能的限制、输入端杂散电容等因素，量测的结果无可避免地将产生信号失真及衰减，为解决量测高频信号上述的问题，频谱分析仪为一适当而必备的量测仪器，频谱分析仪的主要功能是量测信号的频率响应，横轴代表频率，纵轴代表信号功率或电压的数值，可用线性或对数刻度显示量测的结果。另外它的信号追踪产生器 (Tracking Generator)可直接量测待测件(DUT；Device Under Test)的频率响应特性，但它只能量测振幅无法量测相位。就高频信号领域观之，频谱分析仪是电子工程技术人员不可或缺的设

工频变化量继电保护原理

工频变化量继电保护原理 1.原理概述 工频变化量继电保护是通过对电网输入信号的采集与分析，实时监测 电力系统的频率变化。通常电力系统的频率在正常运行时是相对稳定的， 但在发生故障或其他异常情况时，电网的频率会发生变化。通过对频率变 化的监测和分析，可以及时判断电力系统中是否存在异常，从而采取相应 的保护措施。 2.工作原理 工频变化量继电保护主要分为两个步骤：信号采集和信号分析。首先，需要安装传感器或传动装置来采集电力系统中的频率信号。常用的传感器 包括频率传感器和变送装置等，它们能够实时测量电力系统中的频率值。 采集到的频率信号会送入继电保护装置中进行分析。 在信号分析步骤中，继电保护装置会将采集到的频率信号与预设的频 率范围进行比较。如果超出了预设的范围，则判定为频率异常，将触发相 应的保护措施。在分析阶段，还可以设置一些额外的判据来排除偶然因素，从而提高保护系统的准确性和可靠性。 3.触发保护措施 一旦工频变化量继电保护装置检测到电力系统中的频率异常，会立即 触发相应的保护措施。根据具体情况，保护措施可以分为两种方式。 首先是过流保护，主要用于对电力系统中短路或其他大电流异常情况 进行保护。当检测到频率异常时，继电保护装置会立即切断故障部分的电流，从而避免故障的扩散和损坏其他设备。

其次是过频保护，主要用于对电力系统中电源频率异常的保护。当检 测到频率异常时，继电保护装置会通过控制其中一设备的运行状态，调整 电力系统中的频率，从而保持系统的稳定运行。 4.优势和应用 -可靠性高：通过实时监测电力系统中的频率变化，能够及时发现并 判定频率异常，从而及时采取相应的保护措施，保护电力系统的安全运行。 -高灵敏度：继电保护装置能够对电力系统中微小的频率变化进行监 测和判断，提高了故障的检出率和准确性。 -高效性：通过及时触发保护措施，可以有效减少故障的损害范围和 程度，保护设备的安全。 总之，工频变化量继电保护通过对电力系统中频率变化的监测和分析，能够及时判断电力系统是否存在异常，并及时采取相应的保护措施。这种 保护方式具有高可靠性、高灵敏度和高效性的特点，广泛应用于电力系统 的保护和控制中。

工频变化量阻抗继电器

工频变化量阻抗继电器 工频变化量阻抗继电器是一种在电力系统中常用的保护和控制装置。它的作用是在电流或电压超过一定限值时，能够及时将电路切断，保护电力设备和人员安全。本文将分为以下几个方面进行论述，以使 内容更加清晰。 首先，我将介绍工频变化量阻抗继电器的基本原理。工频变化量 阻抗继电器是通过测量电路中的电压和电流，并根据预设的电流和电 压阈值来判断电路的状态。当电流或电压超过设定的限制值时，继电 器会迅速切断电路并发出报警信号，以保护电力设备和人员的安全。 其次，我将详细介绍工频变化量阻抗继电器的工作原理。继电器 通过测量电路中的电压和电流来计算电路的阻抗值。当电路中的阻抗 发生变化时，继电器会根据设定的阻抗变化范围来判断电路的状态。 一般来说，当电路的阻抗超过设定的范围时，继电器会切断电路并发 出报警信号。 然后，我将讨论工频变化量阻抗继电器的应用领域。工频变化量 阻抗继电器常用于电力系统中的变压器保护和电力设备保护。在变压

器保护中，继电器可以监测变压器的阻抗变化，以及电压和电流之间 的相位差，从而判断变压器是否正常工作。在电力设备保护中，继电 器可以监测设备的电流和电压，判断设备是否超载或过流，并及时切 断电路保护设备。 最后，我将讨论工频变化量阻抗继电器的优点和不足。工频变化 量阻抗继电器具有响应速度快、可靠性高、可调节性强等优点。但是，它也存在一些不足之处，例如在高频电路中可能会出现误报警情况， 以及灵敏度可能会受到电力系统中其他因素的影响。 总之，工频变化量阻抗继电器是一种在电力系统中常用的保护和 控制装置。它通过测量电路中的电压和电流，根据预设的电流和电压 阈值来判断电路的状态，并在超过限制值时切断电路。它的应用领域 广泛，并具有一定的优点和不足之处。这些特点使得工频变化量阻抗 继电器成为电力系统中不可或缺的一部分。

频率测量原理及应用

频率测量原理及应用 频率测量原理及应用是指通过某种方法或仪器测量出信号或波的周期性重复次数，即每秒中内重复发生的次数。频率是物理量中最基本的参数之一，广泛应用于各个领域，如电子通信、电力系统、声学工程、仪器仪表、医疗设备等。 频率测量原理分为直接法和间接法两种。直接法是直接计算出单位时间内波的周期性重复次数，而间接法则通过测量波的其他参数来推算出频率值。 直接法中最常用的是计时法和周期计数法。计时法是通过计算波的周期，再通过周期的倒数得到频率值。周期计数法则是通过计算固定时间内波的周期性重复次数，再通过计数的次数除以固定时间得到频率值。 间接法中常用的有相位测量法和频率合成法。相位测量法是根据波形的相位差来推知频率。频率合成法是先生成一个已知频率的波形，然后将其与待测波形进行比较，从而确定频率值。 频率测量在许多领域具有重要应用。在电子通信中，频率是指无线电信号的周期性重复次数，对于无线电设备的调频、调幅等工作起到关键作用。在电力系统中，频率是指交流电的周期性重复次数，对于电网的运行稳定性以及电力设备的保护具有重要意义。在声学工程中，频率是指声波的周期性重复次数，可以用于测量和分析声音的频域特性，如音高、音色等。在仪器仪表中，频率用于测量各种信号源的频率，以及标准信号源的校准。在医疗设备中，频率是测量心脏跳动频率、

脑电波频率等生理信号的重要参数。 除了以上应用外，频率测量还有许多其他实际应用。比如在音乐领域，频率可用于测量不同乐器的音高、定音器的调试等。在无损检测领域，频率可用于测量材料的弹性模量、声速等物理特性。在气象学中，频率可用于测量大气中的声音传播特性，甚至通过测量天文射电波的频率来研究星系的演化等。 综上所述，频率测量原理及应用在各个领域中具有广泛的应用价值。无论是在科学研究领域还是在工程实际中，频率测量都扮演着重要的角色，为我们提供了许多便利和启示。

工频变化量差动保护试验方法

工频变化量差动保护试验方法 在进行工频变化量差动保护试验之前，我们需要做好充分的准备工作。首先，我们需要确保试验环境的安全性，确保试验设备的 质量和性能。其次，我们需要准备好试验所需的仪器和工具，如电 流表、电压表、电源等。最后，我们需要了解试验的原理和步骤， 以确保试验的准确性和可靠性。 标题：试验实施 正文：在试验实施过程中，我们需要按照规定的步骤进行操作。首先，我们需要将试验设备连接到电源上，并确保连接的正确性和 稳定性。其次，我们需要记录初始数据，以便在试验过程中进行比较。接下来，我们需要进行工频变化量差动保护试验的操作，包括 输入不同的信号和电压，观察保护装置的反应和输出。在试验过程中，我们需要密切关注仪器仪表的变化，确保数据的准确性和可靠性。 标题：试验数据处理 正文：试验数据处理是整个试验过程中的重要环节。在试验完成后，我们需要对数据进行整理和分析，以确定保护装置的性能和 可靠性。通过比较初始数据和试验后的数据，我们可以发现保护装 置的变化和异常情况，从而评估其性能和稳定性。此外，我们还可

以通过与其他厂家和型号的保护装置进行比较，以确定本厂家的保护装置的优缺点。 标题：试验总结 正文：经过上述三个步骤后，我们可以对工频变化量差动保护试验进行总结。如果试验结果符合预期，说明保护装置的性能和可靠性良好，可以应用于实际生产中。如果试验结果不符合预期，我们需要进一步分析原因，并采取相应的措施进行改进。同时，我们还需要总结经验教训，为今后的试验提供参考和借鉴。 总之，工频变化量差动保护试验是确保电力系统安全稳定运行的重要手段之一。通过正确的试验方法和严谨的数据处理，我们可以为电力系统的安全稳定运行提供有力保障。

频度分析法的原理及应用

频度分析法的原理及应用 1. 介绍 频度分析法是一种统计分析方法，它通过研究事件发生的频率来分析和解释事 件的规律性和趋势。频度分析法的原理是基于事件在给定时间段内出现的次数，通过统计和分析这些次数，可以提取出事件的频率分布特征以及可能存在的规律。频度分析法常用于科学研究、市场调研、数据分析等领域，在预测、规划和决策中发挥着重要作用。 2. 原理 频度分析法的原理基于概率统计和数理统计的基本理论，其中包括以下几个关 键步骤： 2.1 数据收集 在频度分析法中，首先需要收集事件发生的相关数据。这些数据可以是离散的，例如某产品的每天销售量；也可以是连续的，例如一个月内的降雨量。数据的收集可以通过实地观察、测量设备、调查问卷等多种方式获取。 2.2 数据处理 收集到数据后，需要进行数据处理，将数据整理成适合分析的形式。这包括数 据的清洗、去除异常值、排序等操作。数据处理的目的是为了消除干扰因素，得到更准确的结果。 2.3 频度统计 频度统计是频度分析法的核心步骤，它通过计算事件发生的频率来揭示事件的 规律性。在频度统计中，可以使用统计学中的常用方法，如直方图、柱状图、统计表格等，来展示事件发生的频率分布。 2.4 数据分析和解释 最后一步是对频度统计的结果进行数据分析和解释。在数据分析中，可以运用 概率论、数学模型、统计方法等工具，来研究事件的规律性和趋势。通过对数据的分析和解释，可以得出结论、预测未来趋势，为决策提供依据。 3. 应用 频度分析法有着广泛的应用范围，在多个领域都有重要的作用。以下列举了一 些典型的应用场景：

3.1 市场调研 在市场调研中，频度分析法可以用来分析产品的受欢迎程度、用户的购买行为、消费习惯等。通过统计产品销售量、市场份额等数据，可以了解市场需求的变化趋势，为企业的产品定位和市场推广提供参考。 3.2 天气预测 在气象学中，频度分析法常用于天气预测。通过统计历史天气数据，如降雨量、温度、风速等，可以分析不同天气现象出现的频率，预测未来天气的可能性。这对于农业、交通等行业的决策和规划具有重要意义。 3.3 自然灾害预警 频度分析法还可以应用于自然灾害预警系统中。通过分析历史地震、洪水、飓 风等灾害事件的频率和规律性，可以预测未来灾害发生的可能性，提前采取相应的应对措施，减少灾害造成的损失。 3.4 财务分析 在财务领域，频度分析法可以应用于财务数据的分析和预测。通过统计公司的 财务指标，如收入、利润、现金流等，可以评估公司的经营状况，预测未来的盈利能力和财务稳定性，为投资决策提供参考。 3.5 人口统计 频度分析法在人口统计学中也有重要应用。通过统计人口数量、年龄分布、性 别比例等数据，可以揭示人口发展的趋势和变化，为社会政策的制定和社会经济发展的规划提供依据。 4. 总结 频度分析法是一种常用的统计分析方法，通过研究事件发生的频率来分析和解 释事件的规律性和趋势。它的原理基于概率统计和数理统计的基本理论，并包括数据收集、数据处理、频度统计和数据分析和解释等关键步骤。频度分析法在市场调研、天气预测、自然灾害预警、财务分析和人口统计等领域有着广泛的应用。通过对事件发生频率的分析和解释，频度分析法可以帮助我们了解事件的规律性和趋势，从而为决策提供科学的依据。