二次谐波具体公式1.3502596

二次谐波具体公式1.3502596
二次谐波具体公式1.3502596

Tilting of the spin orientation induced by Rashba effect in ferromagnetic metal layer

Ung Hwan Pi, Kee Won Kim, Ji Young Bae, Sung Chul Lee, Young Jin Cho, Kwang Seok Kim, and Sunae

Seo

Citation: Applied Physics Letters 97, 162507 (2010); doi: 10.1063/1.3502596

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anisotropic magnetoresistance.

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Tilting of the spin orientation induced by Rashba effect in ferromagnetic metal layer

Ung Hwan Pi,a?Kee Won Kim,Ji Young Bae,Sung Chul Lee,Young Jin Cho,

Kwang Seok Kim,and Sunae Seo

Samsung Advanced Institute of Technology(SAIT),Gyeonggi-Do446-712,Republic of Korea

?Received3June2010;accepted14September2010;published online22October2010?

We devised a method to measure the virtual magnetic?eld induced by Rashba effect in

ferromagnetic metal layer.Transverse Rashba magnetic?eld makes the magnetization direction

tilted out of the easy axis,which could be detected by the change in anomalous hall resistances.

Through a speci?ed measurement of the second harmonics of the hall resistance,the Rashba?eld

could be obtained with high sensitivity even at low current regime.The results are compared with

the prior reports based on the measurement of the transverse?eld required for the nucleation of

reversed domain.?2010American Institute of Physics.?doi:10.1063/1.3502596?

Control of the magnetization in the nanodevices using

local electric currents or electric?elds instead of externally

applied magnetic?elds has been of great interest,because it

can open the possibility of various novel devices that are far

superior in integration and functionalities.1Conventional

method to control the magnetization reversal with electric

current is to use the spin transfer torque effect,where the

spin polarized electrons from a pinned ferromagnetic layer

are injected into a free layer through a nonmagnetic spacer.

Another way is to use so called Rashba effect2or

Dresselhaus effect,3both of which are related to the spin-

orbit coupling between the spin of the electron and its mo-

mentum.Electrons moving in an electric?eld experience a

relativistic magnetic?eld in the electron’s rest frame.The

direction of the spin can be manipulated by the electric?eld

or unpolarized currents.Recently,several groups reported

the evidences of the Rashba effect in magnetic metallic

systems,4,5and the existence of the Rashba?eld?H ra?has been con?rmed through a direct measurement.6The mea-

sured H ra value was much larger than the current induced

Oesterd?eld.

A simple and sensitive method to measure H ra is essen-

tial for the study of this promising way of magnetization

control.In the prior report,6H ra has been estimated by mea-

suring the transverse?eld required for the nucleation of the

reversed domain.In this method,H ra can be measured only

when a reversed domain can be nucleated.In case of the

sample that has very large anisotropy?eld?H k?,this method requires very high external?eld or large current density for the nucleation of the reversed domain,rendering its applica-tion limited.Instead,one can directly measure the tilting angle of the spins by the anomalous hall measurements. Since the tilting angle has one-to-one correspondence with the magnitude of the transverse?eld,the measurement of the tilting angle can give a quantitative estimation of H ra.In this paper,we present the H ra estimation based on the measure-ment of the spin orientation angle.

Two different kinds of ferromagnetic layers of Ta?5?/Pt?3?/Co?0.6?/AlO x?1.8??sample A?and Ta?5?/Pt?3?/ Co?0.6?/Pt?3??sample B?grown on Si/SiO2substrates have been fabricated to form hall cross structures as shown in Fig. 1?a?.Here the numbers in the parenthesis represent the?lm thickness in nanometers.Due to the crystal?eld induced by the structural inversion asymmetry,sample A is expected to show larger Rashba effect than sample B.The widths of the nanowire and hall bar were500nm and200nm,respec-tively.

The magnitude of H ra under a current density J is given by7

H ra?

?R P

?B M

?z??J?,?1?

where?B is the Bohr magneton,P is a parameter that de-pends on the s?d coupling strength,and?R represents the coef?cient of Rashba interaction.When an alternating cur-rent?I sin?t??ows through the nanowire under a transverse

a?Electronic mail:ilovesuyoung@https://www.360docs.net/doc/703558367.html,.

V V

H y

H y

x

H ra

H ra

I sinωt

spin

y

z

(c)

0.00.5

(T)

FIG.1.?Color online??a?shows the experimental setup of the Rashba?eld

?H ra?measurement.The spin orientations are modulated by the alternating

H ra induced by the alternating current bias of400Hz as shown in the inset.

The modulation of the spin angle is measured by the anomalous hall effect,

from which H ra are estimated.?b?and?c?show the in-phase?rst harmonics

?C??of the hall voltages measured under the perpendicular?elds?H z?and

transverse?elds?H y?,respectively.

APPLIED PHYSICS LETTERS97,162507?2010?

0003-6951/2010/97?16?/162507/3/$30.00?2010American Institute of Physics

97,162507-1

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external?eld?H y?as depicted in Fig.1,the tilting angles of the spins out of the easy axis are also modulated by the H ra induced by the alternating current as shown in the inset of Fig.1?a?.The anomalous hall resistance?R hall?,that repre-sents z component of magnetization,has a signal modulated with the same frequency as the current??component?by R hall?H?=R hall?H y+H ra sin?t??R hall?H y?

+?dR hall/dH?H ra sin?t.?2?Since both R hall and the alternating current have?compo-nents,the hall voltage?V hall?,which is the product of the R hall and current,has both?and2?components as

V hall?H?=R hall?H?I sin?t??R hall?H y?

+?dR hall/dH?H ra sin?t?I sin?t

=I?dR hall/dH?H ra/2+C?sin?t?C2?cos2?t.

?3?Here C?=IR hall and C2?=??IH ra/2??dR hall/dH?are the in-phase?and out-of-phase2?components of the modulated hall voltage,respectively.From this,H ra can be obtained as

H ra=?2

C2?

dC?/dH

.?4?

Figures1?b?and1?c?show the?rst harmonic hall volt-

age?C??of sample A measured at an alternating current density?J ac?of2.1?106A/cm2under a perpendicular ex-ternal?eld?H z?and transverse?eld H y,respectively.Before the H y sweep shown in Fig.1?c?,the magnetization of the sample was initialized to a single domain state by a perpen-dicular?eld H z=?300mT.Since our sample holder is not perfectly aligned with the electromagnet axis,the H y sweep from0.94to?0.94T did not show symmetric behavior.As shown in the inset of Fig.1?c?,the application of positive ?negative?H y accompanies negative?positive?H z due to the slight misalignment of the sample.The jump of C?observed in?0.85T in Fig.1?c?represents the initiation of the mag-netization reversal by the misalignment-induced perpendicu-lar?eld larger than the coercive?eld H c=119mT.In the ?eld range of?H z??H c,C?values have no dependence upon H z as one can see in Fig.1?b?.Therefore,the additional perpendicular?eld due to the slight misalignment does not affect the C?values,and the Eqs.?2?and?3?,where only H y is considered,are still valid.

For the measurement of H ra based on Eq.?4?,we per-formed H y sweep only in the positive range?from0to0.94 T?,where the additional H z induced by the sample misalign-ment supported the initial magnetization direction??z?and did not cause any abrupt change due to the magnetization reversal?cf.Figs.1?b?and1?c??.The C?and C2?values measured at several different current densities J ac in sample A are depicted as a function of H y in Figs.2?a?and2?b?, respectively.In case of sample B,only C2?data are pre-sented in the inset of the Fig.2?b?because C?of sample B has similar behavior with that of sample A.In contrast to the similar behavior of C?on both samples,C2?shows distinct difference between the two samples.While sample B has negligible C2?values in the whole ranges of H y and J ac, sample A has signi?cant C2?values that have linear behavior with H y.This reveals that the structural inversion asymmetry is essential to the formation of the Rashba?eld.The linear behavior of C?in sample A can also be easily understood if

we consider that C2?is the derivative of the C?with respect

to H y according to Eq.?3?.

The estimated H ra values of sample A are depicted as a

function of H y and J ac in Figs.2?c?and2?d?,respectively.

H ra shows negligible dependence upon H y but increases lin-

early as J ac goes higher.We performed the measurement

only up to J ac=1.0?107A/cm2,beyond which the mea-

surement became very noisy due to the heating of the

sample.The conversion factor from current density to the

Rashba?eld is about2.9?10?9T cm2/A.If the conversion factor works even at a higher current density,a Rashba?eld

of0.29T is expected on a current density of108A/cm2.

This value is about 3.4times smaller than the reported

value.6But it is58times larger than the calculated Oesterd

?eld,revealing that the measured H ra surely comes from the

Rashba effect.

To compare our result with the prior report,we per-

formed the Rashba?eld measurement based on the detection

of the reversed domain.As described by the prior report,6a

reversed domain begins to nucleate from a threshold trans-

verse?eld.Since the total transverse?eld is the sum of H y

and H ra,the external transverse?eld required for the nucle-

ation of the reversed domain?H nuc?depends on H ra.The

dependence of H ra upon the current density J can be ob-

tained from the difference between the two H nuc values mea-

sured with and without current?ow as

H ra?J?=H nuc?0??H nuc?J?.?5?

In our experiment,the nucleation of the reversed domain

was detected by the abrupt change in the hall voltage.Con-

trary to the experiments depicted in Fig.2,we measured the

hall voltages while sweeping H y in the negative range from0

to?0.94T.In this negative H y range,the misalignment in-

duced H z is opposite to the initialized magnetization direc-

H

y

(T)J

ac

(106A/cm2)

FIG.2.?Color online?In-phase?rst harmonics?C??and out-of-phase sec-ond harmonics?C2??of the hall voltages have been measured as a function of H y at several ac current densities?J ac?.?a?and?b?show the C?and C2?dependences of sample A upon the transverse?eld H y,respectively.In the inset of?b?,the behavior of C2?in sample B is depicted for the comparison. From the C?and C2?values shown in?a?and?b?,one can estimate the Rashba?elds?H ra?from Eq.?4?in the text.The resulting values of H ra are displayed as a function of H y and J ac in?c?and?d?,respectively.

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tion,supporting a nucleation of a reversed domain.For the control of the Rashba ?eld,100ns long current pulses with densities ?J p ?from 0to 1.9?107A /cm 2have been continu-ously applied with a period of 1Hz through bias tee.The hall voltages were measured with a 400Hz alternating current bias whose

density was 5.0?105A /cm 2much smaller than the current pulses for the Rashba ?eld.

The results obtained in sample A are shown in Fig.3.As expected,the behaviors of hall voltages show distinct differ-ence depending upon the polarity of the current pulses,i.e.,

the direction of H ra .When the current pulses J p are positive ?electron ?ow toward ?x ?,the positions of the abrupt jump moves to the lower H y as J p goes higher.On the other hand,the positions of the jump remain unchanged in the case of negative current pulses ?cf.Figs.3?a ?and 3?b ??.From this current polarity dependence,one can ?nd that the direction of H ra is ?y ?parallel to external ?eld H y ?when current is positive ?electron ?ow toward ?x ?and the spin direction is ?z .This agrees with the previous report by Miron et al.6In case of the negative J p ,the H ra is antiparallel to H y ,reducing the total transverse ?eld.The jump due to the reversed do-main nucleation is expected to appear at even higher H y .But this does not happen because the current pulses acts only a very short period,and most of the time in the experiment,the situation is the same without current pulse,i.e.,J p =0A /cm 2.Therefore,the position of the jump remains the same in the negative current pulses as shown in Fig.3?b ?.

Figure 3?c ?shows the current dependence of H nuc and H ra .Up to about 1.5?107A /cm 2,H ra shows linear behav-ior with J p but it suddenly increases from J p =1.5?107A /cm 2.This nonlinear behavior comes from the heat-ing of the nanowire.The energy barrier for the nucleation of the reversed domain is reduced due to the increased tempera-ture,yielding much smaller H nuc .Equation ?5?is not valid any more in this case.

In the inset of Fig.3?c ?,the values of H ra estimated from H nuc measurement ?black square ?are compared with those from the second harmonics method ?red triangles ?in the cur-rent range of negligible heating,i.e.,J p ?1.1?107A /cm 2.One can notice that they coincide with each other.The sec-ond harmonics method presented in this paper gives the Rashba ?eld as well as the previous method by Miron et al.6

In summary,the current induced Rashba ?elds have been estimated in ferromagnetic layers by the anomalous hall measurement.With the special method that measures the tilt-ing angle of the spin orientation,the Rashba ?eld could be measured sensitively even at low current density regime.

1

C.Chappert,A.Fert,F.Nguyen,and V .Dau,Nat.Mater.6,813?2007?.2

H.C.Koo,J.H.Kwon,J.Eom,J.Chang,S.H.Han,and M.Johnson,Science 325,1515?2009?.3

A.Chernyshov,M.Overby,X.Liu,J.K.Furdyna,Y .Lyanda-Geller,and L.P.Rokhinson,Nat.Phys.5,656?2009?.4

T.A.Moore,I.M.Miron,G.Gaudin,G.Serret,S.Auffret,B.Rodmacq,A.Schuhl,S.Pizzini,J.V ogel,and M.Bon?m,Appl.Phys.Lett.93,262504?2008?.5

I.M.Miron,P.-J.Zermatten,G.Gudin,S.Auffret,B.Rodmacq,and A.Schuhl,Phys.Rev.Lett.102,137202?2009?.6

I.M.Miron,G.Gaudin,S.Auffret,B.Rodmacq,A.Schuhl,S.Pizzini,J.V ogel,and P.Gambardella,Nat.Mater.9,230?2010?.7

A.Manchon and S.Zhang,Phys.Rev.B 79,094422?2009?.

m T )

J (106

A/cm 2

)

H r a (p FIG.3.?Color online ?C ?values have been measured as a function of transverse ?eld H y in sample A with additional positive ?a ?and negative ?b ?current pulses of 100ns.The position of the distinct jumps representing the nucleation of the reversed domain moves toward smaller H y as the height of the positive current pulses increases.However,no change is observed in the negative current pulses.The nucleation ?eld ?H nuc ?and the corresponding Rashba ?eld ?H ra ?are depicted as a function of current density of the pulses ?J p ?in ?c ?.In the inset,the H ra values estimated from the H nuc measurement ?black square ?are compared with those from the second harmonics method ?red triangles ?in the current range J p ?1.1?107A /cm 2.

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二次谐波的产生及其解

§2.3 二次谐波的产生及其解 二次谐波或倍频是一种很重要二阶非线性光学效应,在实践中有广泛的应用,如Nd:YAG激光器的基频光(1.064μm)倍频成0.532νm绿光,或继续将0.532μm激光倍频到0.266μm紫外区域。 本节从二阶非线性耦合波方程出发,求解出产生的二次谐波光强小信号解,并解释相位匹配对二次谐波产生的影响。 2.3.1 二次谐波的产生 设基频波的频率为,复振幅为;二次谐波的频率为,复振幅。由基频波在介质中极化产生的二阶极化强度,辐射出的二次谐波场所满足的非线性极化耦合波方程 (2.3.1-1) (2.3.1-2)注意简并度, (2.3.1-3)波矢失配量, (2.3.1-4) 写成单位矢量(光波的偏振方向或电场的振动方向)和标量的乘积形式,基频光场可能有两种偏振方向,即,两种偏振方向可以是相互平行也可以是相互垂直,并有 (2.3.1-5) 基频波与产生的二次谐波耦合产生的极化场强度,辐射出基频光场满足的非线性极化耦合波方程。 (2.3.1-6) (2.3.1-7) (2.3.1-8) 如果介质对频率为的光波都是无耗的,即远离共振区,则都是实数。 进一步考虑极化率张量的完全对易对称性和时间反演对称性可以证明: (2.3.1-10) 二次谐波的耦合波方程组为: (2.3.1-11) (2.3.1-12) 2.3.2 二次谐波的小信号解

图1 倍频边界条件 1、小信号解 在小信号近似下,基频波复振幅不随光波传输距离改变, (2.3.2-1)并由边界条件,对二次谐波的耦合波方程(2.2.1-12)积分得: (2.3.2-2)二次谐波的光强为: (2.3.2-3)利用有效倍频系数(有效非线性光学系数) (2.3.2-4) 和函数定义, (2.3.2-5) 以及 (2.3.2-6)得到小信号近似下的二次谐波解 (2.3.2-7) 小信号近似下倍频效率: (2.3.2-8)倍频效率正比于基频光束功率密度,输出倍频光强是基频波光强的平方。同时由曼利——罗关系,在产生一个二次谐波光子的同时,要湮灭两个基频波光子。转换效率正比于倍频系数的平方,即与正比于有效极化率系数的平方。 2、二次谐波解的讨论 定义相位匹配带宽:由二次谐波光强最大值一半处的宽度,定义允许的相位失配量 (2.3.2-9)定义相干长度:如果相位失配量,使倍频光强单调增长的一段距离为相干长度 (2.3.2-10)由上面的讨论知,在小信号近似下,为获得高的倍频效率,首先应满足相位匹配条件,并且选用有效倍频系数大和较长的晶体,尽可能增强基频光的强度。 §2.3.3 二次谐波的大信号解(基频波存在损耗) 产生二次谐波的耦合波方程为 (2.3.3-1)讨论在相位匹配条件下,即,此时基频波和二次谐波的折射率相等,如果基频波存在损耗,

倍频效应二次谐波

倍频现象的理论解释线性光学效应的特点:出射光强与入射光强成正比;不同频率的光波之间没有相互作用,没有相互作用包括不能交换能量;效应来源于介质中与作用光场成正比的线性极化。 非线性光学效应的特点:出射光强不与入射光强成正比(例如成平方或者三次方的关系);不同频率光波之间存在相互作用,可以交换能量;效应来源于介质中与作用光场不成正比的非线性极化。 倍频效应是非线性的光学效应,当介质在光波电场的作用下时,会产生极化。设P是光场E在介质中产生的极化强度。 对于线性光学过程:P=ε0χE 对于非线性光学过程:P可以展开为E的幂级数: ε=ε0χ(1)E+ε0χ(2)E2+ε0χ(3)E3+...ε0χ(ε)Eε+… 其中:ε(1)=ε0χ(1)E,ε(2)=ε0χ(2)ε2,ε(3)=ε0χ(3)ε3,…,ε(ε)= ε0χ(ε)εε分别为线性以及2,3,…,n阶非线性极化强度。χ(ε)为n阶极化率。 正是这些非线性极化项的出现,导致了各种非线性光学效应的产生。而倍频效应,就是由其中的二阶极化强度ε(2)所导致产生的: ε??[εε?ε???? ?ε???? ]+c.c. 设光场是频率为ε、波矢为ε???? 的单色波,即:ε=1 2 ε0ε(2)ε2???[2εε?2ε???? ?ε???? ]+c.c. 则ε(2)=ε0χ(2)ε2中将出现项:1 4

该极化项的出现,可以看作介质中存在频率为2ε的振荡电偶极矩,它的辐射便可能产生频率为2ε的倍频光。 介质产生非线性极化:从微观上看,非线性是由原子、分子非谐性所造成的。物质受强光作用后,电子发生位移x,具有位能V(x),对于无对称中心晶体,与电子位移+x和-x 相对应的位能并不相等,即:V(+X)≠V(-x),因而位能函数V(x)应该包含奇次项: ε(ε)=1 2 εε02ε2+ 1 3 εεε3+? 相应的,电子与核之间的恢复力为: ε=??ε(ε) ?ε =?(εεε2ε+εεε2+?) 当D>0时,正位移(ε>0)引起的恢复力大于负位移(ε<0)引起的恢复力。如果作用在电子上的电场力是正的,则会引起一个相对较小的位移;反之,则会引起一个相对较大的位移。那么,电场正方向产生的极化强度就比电场反方向产生的极化强度小。这就使得非线性极化的产生。 有了非线性极化,那么,一个给定的强光波电场对应的极化波就是一个正峰值b比负峰值b’小的非线性极化波: 而根据傅里叶分析,任何一个非正弦的周期函数,都可以分解成角频率为ε、2ε、3ε、…的正弦波。所以强光波电场在介质中引起的非线性极化波,可以分解成为角频率为ε的基频极化波,角频率为2ε的二次谐频极化波,以及常值分量等成分。而其中角频率为2ε的二次谐波,就是倍频光。

谐波电流计算公式是什么

谐波电流计算公式是什么? 谐波含量计算: 测试时最好测出设备较长时期运行时最大的谐波电流,其和产生谐波电流的负载投入有关,若产生谐波电流的负载全部投入,测试的数据是比较准的。 A、咨询现场工程人员,此时产生谐波的负载是否全部满负荷运行,产生谐波的负载就是非线性负载,变频器,整流设备,中频炉等。测试时现场工程人员应该知道同类的非线性负载投入了多少,所以一定问清楚,自己也可以通过配电盘看一下同类的设备投入了多少,最终目的就是能够知道我们此次测试的谐波电流含量是否为其真正的谐波含量,否则按比例推算。譬如我们测试时同类设备只有一半运行,毫无疑问我们的测试报告要对其进行说明,并且推算出其真实的谐波含量应该乘以2。 B、数据测试完后,若测试数据已经完全反映了实际现场可能出现的最大谐波含量,如下图: 将测试的0min----30min的数据计算出来,如上图是0min----2min,其THDA (平均畸变率)为9.4%,Arms为1.119KA,那么其计算的谐波含量为105.186A,0min----30min的数据全部计算完后,取出最大值既是我们需要的最大谐波含量,那么选取1台100A的设备即可满足谐波补偿要求。 无功功率补偿计算: A、咨询现场工程人员,或者调用其原始功率因数数据,因为功率因数是考核指标,主要咨询两个问题,一是功率因数长期基本上是多少,二是在此功率因数时长期负载电流I多大,通过公式计算出P的值,然后计算出需要补偿的无功功率,无功功率计算公式为,——对应cosφ前的正切值,——对应cosφ后的正切值。 B、数据测试完后,若测试数据已经完全反映了实际现场可能出现的最大无功补偿量,如下图所示: 将测试的0min----30min的数据计算出来,如上图是0min----2min,其平均功率为P=140KW,补偿前功率因数cosφ前=0.554,若补偿后要求功率因数不低于cosφ后=0.90,那么根据公式其计算的无功补偿容量为142.66KVAR,0min----30min的数据全部计算完后,取出最大值既是我们需要的最大无功补偿容量,那么选取3台100A的设备即可满足谐波补偿要求。

谐波含量等计算公式

谐拨含量: 借助傅立叶级数分解法求出每周波内各次谐拨含量。 ........ 按公式( 2),计算每周波电压有效值u j。 u j 1 n u i2 n i1 a) 总谐波含量: (u j )2(u j (1) )2 总谐波含量的百分数 =100% ,u j (1)——波形 u j (1) 中的基波含量。 u b)单次谐波含量 = u j ( k)100%,(k 2 ~ 50) j (1) 偏离系数: 求出每周波的基波电压u j (1),并在其周波各采样点上将采样点上,将采样点上采样电压与 其对应点的基波电压进行比较,取其最大偏差值,则偏差系数=u j 100% 。 u j (1) uj ——每周波各采样点上采样电压与其对应点的基波电压之间的最大偏差值 u jp (1)——每周波基波电压的峰值 对数个周波的偏离系数进行比较,取其最大值。 电压调制: 测取稳态时各周波的正负半波连续最大的三点电压采样值,按抛物线插值法求出其峰值,至少采集一秒钟,共采集N 个周波。 按下述规定求取调制参数值: 电压调制参数的测试,应在电压波形的正负半波中进行,取其最大值。 电压调制量为至少一秒钟(N 个周波)同向峰值的最大与最小之差。 电压调制量 = [u jp]max[u jp ] min [ u jp ]max——N周波中同向峰值电压最大值 [ u jp ]min——N周波中同向峰值电压最小值

波峰系数: 每波电压有效值 u ,以同一周波内连续最大的三个电压采样值,按抛物线插值法求出其 ...... 峰值电压 u jp,按公式(6)计算其波峰系数: F u jp , u jp——每周波的峰值电压。u j u 1 m u j2 m j 1 u j 1n u2 n i1i u——平均电压有效值 j ——采样周波数(j 1 ~ m, m100 )u j——每周波电压有效值 i ——每周波采样点数(i 1 ~ n,n50 )u i——每点电压瞬时值

继电保护原理》第二次作业答案

《继电保护原理》第二次作业答案 一、单项选择题。本大题共20个小题,每小题 2.0 分,共40.0分。在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的。 1.电磁型电流继电器的动作条件是( C ) A.M ≥M m?? dc B.M ≥M th????????? dc C.M ≥M m+ M th??????? dc? D.M ≥ M m?+2M th dc 2.电流继电器返回系数是指返回电流和动作电流的比值。为保证电流保护较高的 动作( C ),要求有较高的返回系数。 A.选择性 B.速动性 C.灵敏性 D.可靠性 3.电流保护进行灵敏度校验时选择的运行方式为系统( B )? A.最大运行方式 B.最小运行方式 C.正常运行方式 D.事故运行方式 4.灵敏度过低时,则在最不利于保护动作的运行方式下,可能使保( B )。 A.误动 B.拒动 C.速动性受影响 D.可靠性受影响 5.Y/ -11变压器后( D )相故障时, 三继电器方式动作灵敏度提高1倍。? A.BC B.ABC C.CA D.AB 6.电流速断保护定值不能保证( B )时,则电流速断保护要误动作,需要加装方 向元件。? A.速动性 B.选择性 C.灵敏性 D.可靠性

7.大电流接地系统单相接地短路时保护安装处的零序电流、电压之间的相位差由 其(?B?)零序阻抗角决定,与故障点位置无关。 A.线路的 B.背侧的 C.相邻变压器的 D.相邻线路的 8.一般零序过电流(零序III段)保护的动作时间( A )单相重合闸的非同期时间, 因此可以不考虑躲非全相运行时的最大零序电流。 A.大于 B.小于 C.等于 D.接近 9.在给方向阻抗继电器的电流、电压线圈接入电流电压时,一定要注意不要接错 极性,如果接错极性,会发生方向阻抗继电器(?C )的后果。 A.拒动 B.误动 C.正向故障拒动或反向故障误动 D.损坏 10.距离 III 段的灵敏度校验应按分支系数K fz 为最大的运行方式来确定,目的是为了保证保护的(?C?)。 A.速动性 B.选择性 C.灵敏性 D.可靠性 11.反应接地短路的阻抗继电器,如果U J =U A ,则 I J =(?C )。 A.I A B.I A -I C.I A -K3I D.3I 12.对于三段式距离保护,当线路故障且故障点位于保护 I 段范围内时,阻抗元件 的启动顺序是(?C?)。? A.Ⅰ段?Ⅱ段?Ⅲ段 B.Ⅲ段?Ⅱ段?Ⅰ段 C.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段同时 D.任意顺序 13.对于双侧电源系统,由于故障时两侧电流的相位不同,如果故障点的短路电流 I d 超前流过保护的电流 I d1 ,则保护的(?C )。? A.测量阻抗减小

次谐波的产生原理

在理想的干净供电系统中,电流和电压都是正弦波的。在只含线性元件(电阻、电感及电容)的简单电路里,流过的电流与施加的电压成正比,流过的电流是正弦波。 在实际的供电系统中,由于有非线性负荷的存在,当电流流过与所加电压不呈线性关系的负荷时,就形成非正弦电流。任何周期性波形均可分解为一个基频正弦波加上许多谐波频率的正弦波。谐波频率是基频的整倍数,例如基频为50Hz,二次谐波为100Hz,三次谐波则为150Hz。因此畸变的电流波形可能有二次谐波、三次谐波……可能直到第三十次谐波组成。 有几个常见多发的问题是由谐波引起的:电压畸变、过零噪声、中性线过热、变压器过热、断路器的误动作等。 ①电压畸变:因为电源系统有内阻抗,所以谐波负荷电流将造成电压波形的谐波电压畸变(这是产生"平顶"波的根源)。此阻抗有两个组成部分:电源接口(PCC)以后的电气装置内部电缆线路的阻抗和PCC以前电源系统内的阻抗,用户处的供电变压器即是PC C的一例。 由非线性负荷引起的畸变负荷电流在电缆的阻抗上产生一个畸变的电压降。合成的畸变电压波形加到与此同一电路上所接的全部其他负荷上,引起谐波电流的流过,即使这些负荷是线性的负荷也是如此。 解决的办法是把产生谐波的负荷的供电线路和对谐波敏感的负荷的供电线路分开,线性负荷和非线性负荷从同一电源接口点开始由不同的电路馈电,使非线性负荷产生的畸变电压不会传导到线性负荷上去。 ②过零噪声:许多电子控制器要检测电压的过零点,以确定负荷的接通时刻。这样做是为了在电压过零时接通感性负荷不致产生瞬态过电压,从而可减少电磁干扰(EM I)和半导体开关器件上的电压冲击。当在电源上有高次谐波或瞬态过电压时,在过零处电压的变化率就很高且难于判定从而导致误动作。实际上在每个半波里可有多个过零点。 ③中性线过热:在中性点直接接地的三相四线式供电系统中,当负荷产生3N次谐波电流时,中性线上将流过各相3N次谐波电流的和。如当时三相负荷不平衡时,中性线上流经的电流会更大。最近研究实验发现中性线电流会可能大于任何一相的相电流。造成中性线导线发热过高,增加了线路损耗,甚至会烧断导线。 现行的解决措施是增大三相四线式供电系统中中性线的导线截面积,最低要求要使用与相线等截面的导线。国际电工委员会(IEC)曾提议中性线导线的截面应为相线导线截面的200%。 ④变压器温升过高:接线为Yyn的变压器,其二次侧负荷产生3N次谐波电流时,其中性线上除有三相负荷不平衡电流总和外,还将流过3N次谐波电流的代数和,并将谐波电流通过变压器一次侧流入电网。解决上述问题最简单的办法是采用Dyn接线的变压器,使负荷产生的谐波电流在变压器△形绕组中循环,而不致流入电网。 无论谐波电流流入电网与否,所有的谐波电流都会增加变压器的电能损耗,并增加了变压器的温升。 ⑤引起剩余电流断路器的误动作:剩余电流断路器(RCCB)是根据通过零序互感器的电流之和来动作的,如果电流之和大于额定的限值它就将脱扣切断电源。出现谐波时RCC B误动作有两个原因:第一,因为RCC B是一种机电器件,有时不能准确检测出高频分量的和,所以就会误跳闸。第二,由于有谐波电流的缘故,流过电路的电流会比计算所得或简单测得的值要大。大多数的便携式测量仪表并不能测出真实的电流均方根值而只是平均值,然后假设波形是纯正弦的,再乘一个校正系数而得出读数。在有谐波时,这样读出的结果可能比真实数值要低得多,而这就意味着脱扣器是被整定在一个十分低的数值上。 现在可以买到能检测电流均方根值的断路器,再加上真实的均方根值测量技术,校正脱扣器的整定值,便可保证供电的可靠性。

谐波的基础知识谐波谐波的种类及谐波频率计算

谐波的基础知识,什么是基波、谐波、谐波的种类及谐波频率计算 ———谐波的基础知识,什么是基波、谐波、谐波的种类及谐波频率计算 本文介绍谐波的基础知识,什么是基波、谐波、谐波的种类及谐波频率如何计算,哪些设备或电路容 易产生谐波,谐波的影响是什么 1 谐波的基础知识 2 (1)什么是基波? 3 电力网络中呈周期性变化的电压或电流的频率即为基波(又称一次波),我国电网规定频率是50 Hz 4 基波是50 Hz。 5 (2)什么是谐波? 6 电力网络中除基波(50 Hz)外,任一周期性的电压或电流信号,其频率高于基波(50 Hz)的,称为 7 电网或电路中,电压产生的谐波为电压谐波; 8 电流产生的谐波为电流谐波。 9 (3)谐波有几种? 10 整数谐波:指频率为整数(跃1)倍基波频率的谐波,即2、3、4、5、6、7、8、9、10 等次谐波 11 偶次谐波:指频率为圆、源、6、8、10 等偶数倍基波频率的谐波。 12 奇次谐波:指频率为3、5、7、9、11 等奇数倍基波频率的谐波。 13 正序谐波:谐波次数为3k+1(k 为正整数)即4、7、10等次谐波。 14 负序谐波:谐波次数为3k-1(k 为正整数)即2、5、8等次谐波。 15 零序谐波:指频率为3的整数倍基波频率的谐波,例如3、6、9、12、15 次谐次。 16 高频谐波:指频率为圆耀怨kHz的谐波。 17 (4)谐波频率如何计算? 18 谐波频率越谐波次数伊基波频率例:缘次谐波频率为缘伊缘园Hz越圆缘园Hz,苑次谐波频率为7伊越猿 19 缘园Hz等。 20 (5)哪些设备或电路容易产生谐波? 21 1)非线性负载,例二极管整流电路(AC/DC)。 22 2)三相电压或电流不对称性负载。 23 3)逆变电路(DC/AC)。 24 4)UPS 电源(PC 机用),EPS 电源(大功率动力用),即不间断电源。

比率制动系数 二次谐波制动系数

谐波制动系数是指二次(或五次)谐波电流与基波(工频)电流的比值,比值超过设定值(谐波制动系数)就闭锁差动保护 差动保护由于要考虑各种因素产生的不平衡电流,故灵敏度受到一定的影响。而不平衡电流的大小与外部短路时的穿越电流有关,穿越电流越大,不平衡电流也越大。所以在差动保护中引入一个能够反映穿越电流大小的制动电流,使保护的动作电流随着制动电流的增大而增大,从而具有了制动特性。而制动系数是动作电流与制动电流的比值 现在的差动保护多数采用比率制动特性,制动电流具体大小有不同的取值方法,并且发电机、变压器和线路差动保护的制动电流的选取方法均有不同的考虑 穿越电流是指从电气元件的一侧流入再从另一侧流出的电流。 个人意见制动系数K=△Id/△Ir,是动作电流变化量与制动电流变化量的比值 制动电流=主变各侧电流有效值的和 每个不同的厂家都有自己的定义,二次谐波电流与动作电流的比值为二次谐波制动系数 一般取0.15 没有小于0.15的,也没有大于0.20的,一般后者居多 用户可以在0.15~0.25间先做5次空载合闸试验……或用谐波分析仪确定主变压器的励磁涌流中二次谐波含量比,并作为二次谐波制动比定值的整定依据 一般取0.15~0.20之间!如果小于0.15那有可能会造成保护拒动,大于0.20可能会误动新投变压器可以在0.20做5次空载合闸试验,如误动则进行调整到0.18,最低不要低于0.15。做空载试验来测量,是最好的办法 谐波制动系数取小些,则变压器空充时(或外部故障切除后电压重建时)能更好地正确闭锁差动保护。但是当内部故障时,故障瞬间电流含有多次谐波分量(包括二

次谐波),较小的谐波制动系数会延迟差动保护的动作时间。 反之正相反,若取较大的谐波制动系数,在内部故障时差动保护动作较迅速,但空载充电(或外部故障切除后电压重建时)差动保护较易误动。 说白了,就是保护灵敏性和可靠性的矛盾。 通常可取0.15。 在用测试仪测试时可能谐波制动系数误差偏大,我遇到过,后来经过分析发现部分测试仪的百分比是二次谐波与全电量的比值,和保护装置二次谐波与基波的比不同当制动电流变大时,要抬高制动系数一个主要目的就是防止CT饱和。 制动电流大,制动效应增强是正确的制动逻辑,有些自适应的意思。 传统的电磁式差动继电器的制动曲线是类似指数曲线形式的,就有着很明显的这种自适应效应。微机保护方程化特性后,近似用了多段制动来模拟。一般高制动段的起始制动电流整定的较高,防止了很大的穿越性故障电流时的保护误动。而在很大的穿越性电流下,差动回路不平衡电流的一个重要的可能来源就是CT饱和。 差动保护中,CT的铁心饱和特性,铁心的不平衡电流随着电流的增大而增大,所以,为了保护正确动作和提高差动的灵敏度,就需要制动量随着电流的增大逐步增大,这个也可以算是一个自适应保护了 制动电流大,制动效应增强是正确的制动逻辑,有些自适应的意思 装置的‘二次谐波制动系数’固定取为0.15,‘比率差动制动系数’固定取为0.5,‘零差比率制动系数’固定取为0.5。 比例系数是为了抗区外故障TA饱和母线区外故障,可能会引起TA饱和,这时差流较大,设置制动量,提高动作门槛,防止误动 在母差保护中,CT很多,型号、特性不尽相同,在正常运行和外部故障时,不平衡

二次谐波-相位匹配及其实现方法

二次谐波的应用 二次谐波成像是近年发展起来的一种三维光学成像技术,具有非线性光学成像所特有的高空间分辨率和高成像深度,可避免双光子荧光成像中的荧光漂白效应。 此外二次谐波信号对组织的结构对称性变化高度敏感,因此二次谐波成像对于某些疾病的早期诊断或术后治疗监测具有很好的生物医学应用前景. 二次谐波英文名称:second harmonic component 定义:将非正弦周期信号按傅里叶级数展开,频率为原信号频率两倍的正弦分量。 SHG的一个必要条件是需要没要反演对称的介质其次是必须满足相位匹配,传播中的倍频光波和不断昌盛的倍频极化波保持了相位的一致性. 谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时,与所加的电压不呈线性关系,就形成非正弦电流,从而产生谐波。 SHG实验装置SHG实验装置按二次谐波信号收集方式可分为前向和后向,图2为前向和后向二次谐波产生的实验装置示意图.以图2(a)为例:由激光器产生的角频率为的入射基频光,经过物镜聚焦到样品上,产生频率为2的二次谐波,由另一个高数值孔径的物镜收集,滤光片(一般为窄带滤光片)滤掉激发光和可能产生的荧光和其他背景光,再用探测器件(如PMT)和计算机系统进行信号的采集、存储、分析和显示.要实现二次谐波微成像需要对以下因素进行最优化考虑:超短脉冲激光、高数值孑L径的显微物镜、高灵敏度的非解扫面探测器、准相位匹配和具有高二阶非线性的样品J.激光器:掺Ti蓝宝石飞秒激光器因具有高重复频率(80MHz)和高峰值功率,单脉冲能量低且町在整个近红外区(700~1000nm)内连续调谐,所以是二次谐波显微成像的理想光源.激光的重复频率对SHG也有影响,如果提高激发光的重复频率,激发光的平均功率可相应提高,二次谐波信号也得到增强.物镜:一般情况下,二次谐波主要非轴向发射,即信号收集时必须有一个足够大的数值孑L径来有效接收整个二次谐波信号.滤光片:为保证所收集的信号为二次谐波信号,必须使用滤光片.一般采用一长波滤光片和窄带滤光片(带宽10nm)组合以过滤任何干扰信号.信号收集系统:为尽晕减少二次谐波信号在系统中的损失,提高系统的探测灵敏度,最好采用非解扫(non.descanned)的信号.信号收集系统中的主要部件是PMT探测器.首先,为收集整个二次谐波信号,需要探测器的接收面足够宽.其次,对于由可调谐Ti:蓝宝石飞秒激光器,要接收的二次谐波信号处于350~500nm波段,故可采用双碱阴极光电倍增管.由于激发光波长离探测器的响应区很远,故可有效探N--次谐波信号.除了使用不同的滤光片外,二次谐波显微成像和双光子激发荧光显微成像在系统结构上是完全兼容的.已有人成功地将激光扫描共聚焦显微镜改造成双光子系统9,同样,也可以方便的用改造后的系统进行两者的复合成像 二次谐波显微成像技术的发展及其在生物医学中的应用. 细胞膜电压的测量对理解细胞信号传递过程有重要作用. 使用合适的膜染剂进行标记, 通过对染剂分子的二次谐波显微成像, 信号强度变化便能反映膜电压的大小. 近年来, 二次谐波显微成像的一个主要领域, 就是发展具有高时空分辨率及高灵敏度的活细胞中横跨膜电压的光学测量方法. SHG成像用于膜电压测量细胞膜电压的测量对理解细胞信号传递过程有重要作用.使用合适的膜染剂进行标记,通过对染剂分子的二次谐波显微成像,信号强度变化便能反映膜电压的大小.近年来,二次谐波显微成像的一个主要领域,就是发展具有高时空分辨率及高灵敏度的活细胞中横跨膜电压的光学测量方法.1993年,OBouevitch等人¨证明,所加电场可强烈地调制SHG强度.1999年,PJCampagno!a等人则证明了SHG信号随膜电压变化.实验结果表明,激发波长为

高次谐波计算

大功率UPS 6脉冲与12脉冲可控硅整流器的区别 艾默生网络能源有限公司UPS 产品部 温顺理 一、理论推导 1.6脉冲整流器原理: 6脉冲指以6个可控硅(晶闸管)组成的全桥整流,由于有6个开关脉冲对6个可控硅分别控制,所以叫6脉冲整流。 当忽略三相桥式可控硅整流电路换相过程和电流脉动,假定交流侧电抗为零,直流电感为无穷大,延迟触发角a 为零,则交流侧电流傅里叶级数展开为: (1) 由公式(1)可得以下结论: 电流中含6K ±1(k 为正整数)次谐波,即5、7、11、13…等各次谐波,各次谐波的有效值与谐波次数成反比,且与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。 2.12脉冲整流器原理: 12脉冲是指在原有6脉冲整流的基础上,在输入端、增加移相变压器后在增加一组6脉冲整流器,使直流母线电流由12个可控硅整流完成,因此又称为12脉冲整流。 下图所示I 和II 两个三相整流电路就是通过变压器的不同联结构成12相整流电路。 ...)19sin 19 1 17sin 17113sin 13111sin 1117sin 715sin 51(sin 32+--++--??? =t t t t t t t I i d A ωωωωωωωπ

12脉冲整流器示意图(由2个6脉冲并联组成) 桥1的网侧电流傅立叶级数展开为: (1-2) 桥II 网侧线电压比桥I 超前30?,因网侧线电流比桥I 超前30? (1-3) 故合成的 网侧线电流 (1-4) 可见,两个整流桥产生的5、7、17、19、…次谐波相互抵消,注入电网的只有12k ±1(k 为正整数)次谐波,即11、13、23、25等各次谐波,且其有效值与与谐波次数成反比,而与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。 ...)19sin 19 1 17sin 17113sin 13111sin 1117sin 715sin 51(sin 32+--++--??? =t t t t t t t I i d IA ωωωωωωωπ...)19sin 19 1 17sin 17113sin 13111sin 1117sin 715sin 51(sin 32+++++++??? =t t t t t t t I i d IIA ωωωωωωωπ...)13sin 13 1 11sin 111(sin 3 4t t t I i i i d IIA IA A ωωωπ ++ ??? =+=

电能公式和电能质量计算公式da全

电能公式和电能质量计算公式大全 电能公式 电能公式有W=Pt,W=UIt,(电能=电功率x时间) 有时也可用W=U^2t/R=I^2Rt 1度=1千瓦时=3.6*10^6焦P:电功率 W:电功 U:电压 I:电流 R:电阻 T:时间 电能质量计算公式大全 1.瞬时有效值: 刷新时间1s。

(1)分相电压、电流、频率的有效值 获得电压有效值的基本测量时间窗口应为10周波。 ①电压计算公式: 相电压有效值,式中的是电压离散采样的序列值(为A、B、C相)。 ②电流计算公式: 相电流有效值,式中的是电流离散采样的序列值(为A、B、C相)。 ③频率计算: 测量电网基波频率,每次取1s、3s或10s间隔内计到得整数周期与整数周期累计时间之比(和1s、3s或10s时钟重叠的单个周期应丢弃)。测量时间间隔不能重叠,每1s、3s或10s间隔应在1s、3s或10s时钟开始时计。 (2)有功功率、无功功率、视在功率(分相及合相)

有功功率:功率在一个周期内的平均值叫做有功功率,它是指在电路中电阻部分所消耗的功率,以字母P表示,单位瓦特(W)。 计算公式: 相平均有功功率记为,式中和分别是电压电流离散采样的序列值(为A、B、C相)。 多相电路中的有功功率:各单相电路中有功功率之和。 相视在功率 单相电路的视在功率:电压有效值与电流有效值的乘积,单位伏安(VA)或千伏安(kVA)。 多相电路中的视在功率:各单相电路中视在功率之和。 相功率因数 电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数,用符号cosΦ表示,在数值上,功率因数是有功功率和视在功率的比值,即cosΦ=P/S

二次谐波制动比率差动的原理

二次谐波制动比率差动的原理 摘要:对国内几起微机型主变差动保护误动原因分析,对新建变电站、运行中变电站、改造变电站主变差动保护误动原因,提出了防范措施。 关键词:差动保护;误动;暂态特性;线路纵差保护 电力系统中,主变是承接电能输送主要设备,作为主设备主保护微机型纵联差动(简称纵差或差动)保护,不断改进,还存“原因不明”误动作情况,这将造成主变非正常停运,影响大面积区供电,是造成系统振荡,对电力系统供电稳定运行是很不利。对新建变电站、运行中变电站、改造变电站主变差动保护误动原因进行分析,并提出了防止主变差动误动对策。 1主变差动保护 主变差动保护一般包括:差动速断保护、比率差动保护、二次(五次)谐波制动比率差动保护,哪种保护功能差动保护,其差动电流都是主变各侧电流向量和到,主变正常运行保护区外部故障时,该差动电流近似为零,当出现保护区内故障时,该差动电流增大。现以双绕组变压器为例进行说明。 1.1比率差动保护动作特性 比率差动保护动作特性见图1。当变压器轻微故障时,例如匝间短路圈数很少时,不带制动量,使保护变压器轻微故障时具有较高灵敏度。而较严重区外故障时,有较大制动量,提高保护可靠性。 二次谐波制动主要区别是故障电流励磁涌流,主变空载投运时会产生比较大励磁涌流,并伴随有二次谐波分量,使主变不误动,采用谐波制动原理。判断二次谐波分量,是否达到设定值来确定是主变故障主变空载投运,决定比率差动保护是否动作。二次谐波制动比一般取0.12~0.18。有些大型变压器,增加保护可靠性,也有采用五次谐波制动原理。 1.2差动速断作用 差动速断是较严重区内故障情况下,快速跳开变压器各侧断路器,切除故障点。差动速断定值是按躲过变压器励磁涌流,和最大运行方式下穿越性故障引起不平衡电流,两者中较大者。定值一般取(4~14)Ie。 2主变差动保护误动作原因分析 主变差动保护误动作可能性大小,大致分为新建变电站、运行中变电站、改造变电站三个方面进行说明,这种分类方法并绝对相互区别,便于分析问题时优先考虑现实问题。 2.1新建变电站主变差动保护误动作原因分析

什么是二次谐波。

1.什么是二次谐波? 答:谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。当电流流经负载时,与所加的电压不呈线性关系,就形成非正弦电流,从而产生谐波。谐波频率是基波频率的整倍数,根据法国数学家傅立叶(M.Fourier)分析原理证明,任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。谐波是正弦波,每个谐波都具有不同的频率,幅度与相角。谐波可以I区分为偶次与奇次性,第3、5、7次编号的为奇次谐波,而2、1 4,6、8等为偶次谐波,如基波为50Hz时,2次谐波为lOOHz,3次谐波则是150Hz。 2.谐波是怎样分类的? 谐波主要根据频率和相序特性进行分类。 1. 根据频率分类 2次谐波(100Hz)、3次谐波(150Hz)。非工频整数倍的谐波称为间谐波。 2. 根据相序旋转作用分类 根据相序旋转作用可负序谐波、零序谐波、正序谐波三种。分别对应2、3、4次谐波,并依次类推分别对应5、6、7次谐波,8、 9、10次谐波……。其中正序谐波包括基波频率,为正向旋转。 负序谐波为逆向旋转,产生的磁场抵消基波产生的磁场。零序谐波不旋转,但会叠加到三相四线制系统中的中性线上。在三相四线制系统中,一些谐波能够相互抵消,另一些却会相互叠加,致使谐波被放大。 理想情况下,电网电压和电流波形为频率为50Hz(有些国家为60Hz)的正弦波。但是现实情况并非如此,电压和电流波形不是完美的正弦波,这被称为“畸变”。利用傅立叶分析法,这个畸

变的波形可以分解为一系列不同频率的正弦波的叠加,其中序数为1的是我们需要的50Hz(或60Hz)的基波,其余的分量的频率是基波频率的整数倍,这些频率的电能是我们不希望看到的,被称为谐波。 二次谐波就是电网中存在的频率为100Hz(50Hz的2倍)。一般是由冶炼金属的电弧炉产生的。二次谐波的治理是比较复杂的

谐波含量等计算公式

谐拨含量: 借助傅立叶级数分解法........ 求出每周波内各次谐拨含量。 按公式(2),计算每周波电压有效值j u 。 ∑== n i i j u n u 121 a) 总谐波含量: 总谐波含量的百分数= %100)()()1(2)1(2?-j j j u u u ,)1(j u ——波形中的基波含量。 b) 单次谐波含量=)50~2(%,100)1() (=?k u u j k j 偏离系数: 求出每周波的基波电压)1(j u ,并在其周波各采样点上将采样点上,将采样点上采样电压与其对应点的基波电压进行比较,取其最大偏差值,则偏差系数=%100)1(??j j u u 。 uj ?——每周波各采样点上采样电压与其对应点的基波电压之间的最大偏差值 )1(jp u ——每周波基波电压的峰值 对数个周波的偏离系数进行比较,取其最大值。 电压调制: 测取稳态时各周波的正负半波连续最大的三点电压采样值,按抛物线 插值法求出其峰值,至少采集一秒钟,共采集N 个周波。 按下述规定求取调制参数值: 电压调制参数的测试,应在电压波形的正负半波中进行,取其最大值。 电压调制量为至少一秒钟(N 个周波)同向峰值的最大与最小之差。 电压调制量=min max ][][jp jp u u - max ][jp u ——N 周波中同向峰值电压最大值 min ][jp u ——N 周波中同向峰值电压最小值

波峰系数: 每波电压有效值u ,以同一周波内连续最大的三个电压采样值,按抛物线插值法......求出其峰值电压jp u ,按公式(6)计算其波峰系数:j jp u u F = ,jp u ——每周波的峰值电压。 ∑==m j j u m u 1 21 ∑==n i i j u n u 1 21 u ——平均电压有效值 j ——采样周波数(100,~1≥=m m j ) j u ——每周波电压有效值 i ——每周波采样点数(50,~1≥=n n i ) i u ——每点电压瞬时值

继电保护理论试题2

集训试卷二 姓名单位得分 题号一二三四五六 分数30 10 24 12 8 16 得分 注意事项:1、答卷必须用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔,不许用铅笔或红笔。 2、本份试卷共6道大题,满分100分,考试时间120分钟。 评卷人得分 一、选择题(每题1分,共30分包含单选、多选) 1、下列关于电力系统振荡和短路的描述哪些是不正确的:() A.短路时电流、电压值是突变的,而系统振荡时系统各点电压和电流值均作往复性 摆动; B.振荡时系统任何一点电流和电压之间的相位角都随着功角δ的变化而变化; C.系统振荡时,将对以测量电流为原理的保护形成影响,如:电流速断保护、电流 纵联差动保护等。 D.短路时电压与电流的相位角是基本不变的。 2、微机保护一般都记忆故障前的电压,其主要目的是()。 A.事故后分析故障前潮流 B.保证方向元件的方向性 C.录波功能的需要 D.微机保护录波功能的需要 3、继电保护装置中采用正序电压做极化电压有以下优点( )。 A.故障后各相正序电压的相位与故障前的相位基本不变,与故障类型无关, 易取得稳定的动作特性; B.除了出口三相短路以外,正序电压幅值不为零,死区较小; C.可改善保护的选相性能; D.可提高保护动作时间。 A. 4、线路发生两相短路时短路点处正序电压与负序电压的关系为()。 A.UK1>UK2 B.UK1=UK2 C.UK1<UK2 5、负序电流整定往往用模拟单相接地短路的方法,因为单相接地短路时负序电流分量为短 路电流的() A.3倍 B.2倍

C.1/3倍 6、输电线路BC两相金属性短路时,短路电流IBC()。 A.滞后于C相间电压一线路阻抗角 B.滞后于B相电压一线路阻抗角; C.滞后于BC相间电压一线路阻抗角 D.滞后于A相电压一线路阻抗角; 7、在大电流接地系统中发生接地短路时,保护安装点的3U0和3I0之间的相位角取决于( ) A.该点到故障点的线路零序阻抗角; B.该点正方向到零序网络中性点之间的零序阻抗角; C.该点背后到零序网络中性点之间的零序阻抗角; 8、系统故障时电流互感器磁路的饱和一般()发生。 A.立即; B.3~5ms后; C.半个周波后; D.一个周波后; 9、双侧电源的输电线路发生不对称故障时,短路电流中各序分量受两侧电势相差影响的是 ( C ) A.零序分量B.负序分量C.正序分量 10、如下图门电路为()电路 A.延时动作瞬时返回 B.瞬时动作延时返回 C.延时动作延时返回 Usr Usc 0/T 11、双侧电源线路上发生经过渡电阻接地,流过保护装置电流与流过过渡电阻电流的相位 () A.同相 B.不同相 C.不定 12、由开关场至控制室的二次电缆采用屏蔽电缆且要求屏蔽层两端接地是为了降低()。 A.开关场的空间电磁场在电缆芯线上产生感应,对静态型保护装置造成干扰 B.相邻电缆中信号产生的电磁场在电缆芯线上产生感应,对静态型保护装置造成干扰 C.本电缆中信号产生的电磁场在相邻电缆的芯线上产生感应,对静态型保护装置造成 干扰 D.由于开关场与控制室的地电位不同,在电缆中产生干扰 13、对于高频闭锁式保护,如果由于某种原因使高频通道不通,则()。 A.区内故障时能够正确动作 B.功率倒向时可能误动作 C.区外故障时可能误动 作 D.区内故障时可能拒动 14、若取相电压基准值为额定相电压,则功率标么值等于() A.线电压标么值B.线电压标么值的3倍C.电流标么值D.电流标么值的3倍。 15、在继电保护中,通常用电抗变压器或中间小TA将电流转换成与之成正比的电压信号。 两者的特点是()。 A.电抗变压器具有隔直(即滤去直流)作用,对高次谐波有放大作用,小TA则不然B.小TA具有隔直作用,对高次谐波有放大作用,电抗变压器则不然 C.小TA没有隔直作用,对高次谐波有放大作用,电抗变压器则不然 16、一台发信功率为10W、额定阻抗为75Ω的收发信机,当其向输入阻抗为100Ω的通道发信时,通道上接受的功率()。

四川大学微机保护实验报告 实验十二 微机变压器比率差动、谐波制动特性实验

四川大学 实验报告 年级:本科2010级 课程名称:微机保护 指导老师: 任课老师: 学生姓名: 学号: 班级: 二零一三年五月

目录 实验十一微机变压器差动速断 一、实验目的.............................................................................. 错误!未定义书签。 二、实验项目.............................................................................. 错误!未定义书签。 三、实验步骤.............................................................................. 错误!未定义书签。 1、实验接线图..................................................................... 错误!未定义书签。 2、实际接线方法................................................................. 错误!未定义书签。 3、微机变压器差动速断保护的测试................................. 错误!未定义书签。 四、记录实验数据及差动速断动作情况.................................. 错误!未定义书签。 五、实验结果分析...................................................................... 错误!未定义书签。 实验十二微机变压器比率差动、谐波制动特性实验 一、实验目的 (2) 二、实验项目 (2) 三、实验步骤 (2) 1、实验接线图 (2) 2、实际接线方法 (2) 3、微机变压器比率差动保护的测试 (2) 4、微机变压器谐波制动特性的测试 (6) 四、记录实验数据及保护动作情况 (7) 1、比率制动结果 (7) 2、二次谐波制动结果 (7) 五、实验结果分析 (7) 1、比率制动分析 (7) 2、二次谐波制动分析 (8) 六、实验的收获及体会 (8) 附录整定值 (15)

三相桥式整流电路中谐波电流的计算新方法

三相桥式整流电路中谐波电流的计算新方法 李槐树李朗如 摘要提出了一种实用的新方法来计算三相桥式整流器所产生的谐波电流。本方法考虑了交流侧电抗及电网中存在的谐波电压,导出了交直流两侧谐波电流的计算公式。计算与实测结果表明,本方法准确实用。 关键词:三相桥式整流器波形畸变谐波电流谐波电压计算 A New Method to Calculate Harmonic Currents in A Three-Phase Bridge Rectifier Li Huaishu Li Langru (Huazhong University of Science and Technology 430074 China) Abstract This paper presents a new method to calculate the harmonic currents on both DC and AC sides in a three-phase bridge rectifier operating under pre-existing voltage distortion.The proposed method,which takes into account the AC side reactances and harmonic voltages already existing in AC network,gives out the calculating equations of DC and AC sides harmonic currents.Some practical rectifier circuits are calculated and carefully tested.The calculated results show that the proposed method is more accurate and more practical. Keywords:Three-phase bridge rectifier Voltage distortion Harmonic current Harmonic voltage Calculation 1 引言 电力系统中三相桥式整流器的使用极为广泛,由此引起的谐波电流也成了人们日益关注的问题。安置滤波器是减小谐波电流的有效措施,然而多数滤波器的设计要求对整流器所产生的谐波电流进行计算。计算结果愈准确,所设计的滤波器的效果也就愈佳。 通过对整流电路的分析而精确地计算谐波电流往往比较困难,时间仿真有时可以获得较为准确的结果,但需要复杂的仿真程序。所以在一定的假设条件下,近似地估算谐波电流成了工程技术人员普遍采用的方法。文献[3]对几种近似方法所产生的误差作了比较性研究,文献[4,5]中所提出的近似方法,提高了计算的准确性,但仅与仿真结果作了比较。而且各种近似方法均假设交流电网中的电压波形为标准正弦的。然而实际电网中,由于非线性负载的大量使用,会含有不可忽视的高次谐波电压。 本文对接入电压波形畸变的电网中的三相桥式整流电路进行了分析,提出了一近似方法来计算其交直流两侧的谐波电流。对实际整流电路在接入电压波形畸变率不同的电网时所产生的谐波电流进行了计算,

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