Насколько точна частота электрической сети переменного тока?

Если я сделаю цифровые часы, которые сначала приблизительно определяют частоту переменного тока (будь то 50, 60, 100 Гц и т. д.), а затем используют ее в качестве источника тактовых импульсов, насколько они будут точными? Будет ли это работать точно по всему миру?

Например, каково среднее значение и стандартное отклонение частоты переменного тока 60 Гц в США?

Не буду публиковать в качестве ответа, потому что я не могу привести цитату, но в штате Австралия, где я живу, этот самый вопрос возник во время обеденного чата с участием старших инженеров местной энергетической компании. Они сказали, что больше не пытаются поддерживать долговременную точность, потому что использование в качестве источника тактового сигнала сокращается, и они не считают это важным.
На этот вопрос действительно лучше всего ответит ваш местный поставщик электроэнергии.
@Питер: Интересно! Находится ли Австралия в единой сетке или, скажем, Перт и Дарвин находятся на отдельных «островах»?
@BrianDrummond, я живу в Тасмании, которая является единственным островным штатом, и у нас есть кабель до материковой части Австралии ( en.wikipedia.org/wiki/Basslink ), но он не разделяет большую часть нагрузки, и я не совсем уверен в этом. как другие штаты подключаются к сети. Но у них сложилось впечатление, что для локальной сети они беспокоились только о фазе между подключенными сетями и не беспокоились о долговременной точности. Возможно, я использую неправильные термины, это не совсем моя область, но они сказали, что в отличие от прошлого, они больше не пытаются использовать ссылку, чтобы вернуть ее в строй.
Хорошо. Подводные кабели, как правило, работают на постоянном токе (ссссс, не говорите мистеру Тесле), потому что морская вода является средой с потерями (даже при частоте 50 Гц), поэтому, вероятно, нет необходимости синхронизировать Тасманию. Остальная часть Австралии вполне может быть синхронизирована, и самым простым способом сделать это будет стандарт частоты.
забастовка «потому что морская вода является средой с потерями» из предыдущего ответа. Хотя это может быть правдой, заявленная причина заключается в емкости внешней оболочки (экрана) подводного кабеля.
Дешевое решение для точности, привязка к местной "AM" радиостанции.
Я провел быстрый двухпроводный частотный тест мультиметра в течение примерно 15 минут. Далеко не в долгосрочной перспективе, и он показывает пару переходных процессов, но дает хорошее представление о том, что происходит с голландской сеткой: i.stack.imgur.com/GS58e.png
В конце 90-х я переехал из США в Австралию и в первый же день послушно подключил свои цифровые часы к трансформатору 220->110. Примерно через шесть часов я понял, что часы отстали на час, а после их сброса обнаружил, что по прошествии еще одного часа они отстали на десять минут. Почесав голову некоторое время, я понял, что разница 60 Гц/50 Гц, скорее всего, была причиной проблем (а также, скорее всего, была причиной того, что мой пылесос 110 В/60 Гц отказывался работать с 110 В/50 Гц).

Ответы (6)

Частота сети будет меняться в течение дня из-за дисбаланса между выработкой и потреблением электроэнергии.

Частота сети во времени

Оператор сети обязан поддерживать частоту в пределах +/- 0,5 Гц от 50 Гц (частота и диапазон зависят от сетевых кодов страны). Когда вы измеряете время, исходя из предположения, что каждый период равен 20 мс, вы получите ошибку отклонения времени, которая. Эта ошибка поддерживается в определенных пределах сетевыми операторами. Если отклонение по времени слишком велико, для его компенсации планируется частотная компенсация.

Вы можете найти общедоступные данные о текущей частоте сети в Интернете, например, в сетях Швейцарии и Великобритании . Швейцарский веб-сайт также показывает текущее отклонение времени.

введите описание изображения здесь

Этот пост на хакаде ссылается на эту интересную статью , в которой кто-то исследует точность частоты сети 60 Гц с течением времени, я надеюсь, что это может помочь.

Одна вещь, которую он показывает наверняка, это то, что линия переменного тока определенно не имеет постоянной частоты, а меняется со временем. Это также показывает, что частота, кажется, колеблется намного более резко в часы пик дня. Ночью он меняется гораздо медленнее.

В качестве возможного объяснения я слышал, что энергетические компании знают, что многие клиенты зависят от этих 60 Гц, чтобы их часы шли точно, но трудно поддерживать точную частоту 60 Гц, когда спрос на энергию быстро колеблется.

В качестве решения они будут немного корректировать частоту в непиковые часы, чтобы компенсировать любые сбои в течение дня.

Вывод вроде такой, что частота скорее всего усредняется довольно точно, но будет колебаться в зависимости от времени суток, в результате нагрузки на сеть.

В нижней части статьи есть несколько интересных ссылок для дальнейшего чтения и экспериментов . Я также, кажется, помню другую статью, опубликованную через hackaday, которая также рассматривала ту же тему, но я не могу найти ее сейчас.

Недавно на эту тему была интересная новость: http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-20629671

Короче говоря, судебно-медицинская лаборатория лондонской столичной полиции зафиксировала изменения частоты переменного тока за последние 7 лет в Национальной сети Великобритании и использовала их для проверки любых заявленных аудиозаписей, которые были записаны непрерывно в течение указанного периода.

«Хотя частота электроэнергии, поставляемой национальной сетью, составляет около 50 Гц, если вы посмотрите на нее с течением времени, вы можете увидеть мельчайшие колебания порядка нескольких тысячных долей герца».

Это предполагает, что тактовая частота АЦП более точна, чем тысячные доли герца.
Это довольно легко достичь в наши дни.
Тактовая частота АЦП не обязательно должна быть точной, она просто значительно более стабильна, чем изменение частоты сети. Нахождение фактической частоты АЦП было бы тривиальным побочным продуктом подбора вариаций частоты шума.

Это будет что-то вроде +/-0,5 Гц максимум, и в течение дня я заметил отклонение часов на минуту или две, но долгосрочная средняя ошибка будет равна нулю; утилиты предположительно ссылаются на стандарты времени.

Наблюдение за мгновенной частотой является одним из способов сравнения спроса и предложения. Если частота упадет, коммунальные службы добавят мощности для ее поддержания.

См. также этот вопрос и текущую частоту сети Великобритании .

Википедия указывает, что операторы сети США вмешиваются, чтобы вернуть счет, когда он отклоняется на 2, 3 или 10 секунд (сети Запада, Техаса и Востока) от долгосрочной цели 60 Гц, используемой для хронометража. В 2011 году регулирующие органы США санкционировали эксперимент , чтобы увидеть, что произойдет, если перестанут вноситься коррективы; однако по крайней мере до 2021 года (см. слайд 12) они все еще выполнялись.

Мой румынский (или это был поляк... довольно давно) друг заявил, что они снизят частоту, чтобы замедлить работу и сэкономить энергию. Может, он и пошутил, но это было довольно невозмутимо.

Почему минус? ОП спрашивает о стабильности частоты сети во всем мире, и анекдот подразумевает, что могут быть места, которым нельзя доверять в отношении времени.
Возможно, отсутствие проверенного источника? Я слышал похожую историю в Донецком(?) бассейне в советское время с изюминкой в ​​том, что они в конечном итоге повредили промышленное оборудование, ремонт которого стоил значительно больше, чем они сэкономили на стороне генерации; но не упомянул об этом раньше, потому что я не смог найти цитату.