交流电网的频率有多精确?


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如果我制作了一个数字时钟,该数字时钟首先大致检测到交流频率(无论是50、60、100Hz等),然后将其用作其时钟脉冲源,那么它将有多精确?它会在全世界范围内精确地工作吗?

例如,在美国,60Hz交流频率的平均值和标准偏差是多少?


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不会提供答案,因为我无法提供引用,但是在澳大利亚,我住的这个问题是在当地电力公司高级工程师的“午餐时间”聊天中提出的。他们说,他们不再试图保持长期准确性,因为用作时钟源的趋势正在下降,他们认为这并不重要。
PeterJ

您当地的供电商确实可以最好地回答这个问题。
John U

@Peter:有趣!澳大利亚是在一个单一的网格上,还是(说)珀斯和达尔文在单独的“岛屿”上?
Brian Drummond

@BrianDrummond,我住在塔斯马尼亚岛,那是唯一的岛国,我们有一条通往澳大利亚大陆的电缆(en.wikipedia.org/wiki/Basslink),但是它并没有分担太多的负担,我不确定其他状态如何连接到电网。但是他们给本地网格留下了印象,他们只担心连接的网格之间的相位,而不担心长时间的准确性。可能不是在我所在的地区使用了错误的用语,但他们确实说过,与过去不同,他们不再尝试使用引用来使其顺滑。
PeterJ

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从先前的答案中删除“因为海水是有损耗的介质”。尽管这可能是正确的,但陈述的原因是海底电缆上的外部护套(屏蔽)的电容。
Brian Drummond

Answers:


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由于发电和消耗之间的不平衡,电网频率全天都会变化。

电网频率

电网运营商有义务将频率保持在50Hz的+/- 0.5Hz内(频率和范围取决于国家的电网代码)。当您基于每个周期等于20ms的假设来测量时间时,将出现时间偏差误差。网络运营商会将此错误限制在一定范围内。如果时间偏差太大,则计划进行频率补偿以对其进行补偿。

您可以在线找到有关当前电网频率的公共数据,例如 瑞士英国电网。瑞士网站还显示当前时间偏差。

在此处输入图片说明


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这个职位上hackaday链接到这个有趣的文章,其中有人调查60Hz的工频的精度随着时间的推移,我希望它可以帮助。

它肯定表明的一件事是,交流线路绝对不是稳定的频率,但是会随时间变化。它还表明,在一天的高峰时段,频率似乎更加突然地颤动。在晚上,它的变化要慢得多。

作为一种可能的解释,我听说电力公司知道许多客户依靠60Hz来保持时钟准确运行,但是当能源需求快速波动时很难保持60Hz的精确度。

作为解决方案,他们将在非高峰时段稍微调整频率,以补偿白天的任何不幸事件。

结论似乎是频率可能相当准确地平均,但是由于网络上的负载,频率会根据一天中的时间而波动。

本文底部有一些有趣的链接,可用于进一步的阅读和实验。我似乎还记得通过hackaday发表的另一篇文章,该文章也讨论了同一主题,但现在似乎找不到。


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最近有一个关于这个主题的有趣的新闻故事:http : //www.bbc.co.uk/news/science-environment-20629671

简而言之,伦敦市警察局法医实验室已在英国国家电网中记录了过去7年的交流频率变化,并用它来验证在规定的时间内连续记录的所有声称的录音。

“尽管国家电网提供的电力频率约为50Hz,但随着时间的流逝,您会看到微小的波动,其波动幅度约为千赫兹。”


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假定ADC的时钟频率比千分之一赫兹更精确
内含材料

这些天很容易实现。
Jamie Hanrahan

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这将是最大+/- 0.5 Hz,并且在白天,我注意到时钟漂移了一到两分钟,但长期平均误差将为零。公用事业大概将其参考时间标准。

观察瞬时频率是比较供需的一种方法。如果频率下降,公用事业公司将在线提供更多电力以维持该频率。

另请参阅此问题和当前的英国电网频率


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维基百科表示,当美国电网运营商从用于保持时间的60hz长期目标偏移2、3或10秒(西方,德克萨斯州和东方电网)时,会进行干预以使计数恢复。2011年,美国监管机构授权进行一项实验,以查看如果停止进行调整会发生什么情况;但是,至少到2016年,这些工作仍在进行中。


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我的罗马尼亚语(或以前是波兰人。很早以前)的朋友声称,他们将减少放慢速度并节省电能的频率。他可能一直在讲一个笑话,但这简直是死板。


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为什么要下票?OP在全球范围内询问电源频率的稳定性,此轶事暗示可能存在无法信任其时序的地方。
Bobbi Bennett

可能缺乏可验证的来源?我听说苏联时期在Donets(?)盆地发生过类似的故事,有一条短句要指出的是,它们最终损坏了工业设备,维修成本比发电端节省的成本高得多。但由于我找不到引文,所以没有提起。
Dan Neely
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