微机保护测频与计算逻辑

为了彻底理顺这层关系，现代继电保护和测频装置的计算流水线是严格分层与解耦的。以下是该架构的标准化整理：

1. 粗糙幅值计算（固定窗）:
   基于固定的 20ms（或 16.67ms）采样窗，使用时域 True RMS 或定频 DFT 算出粗糙的电压幅值 \(U_{rough}\)。

2. 执行安检（低压闭锁）:
   对上一步得出的幅值进行健康度判断，条件为：\(U_{rough} > 15\% U_{n}\)。

• 如果不成立：直接输出标志位 Freq_Invalid，频率直接返回上一周波的记忆值，并终止后续计算。
• 如果成立：证明信号健康，进入下一计算阶段。

3. 相角与频率计算:
   既然阶段二证实了信号健康，此时计算本周期的粗相角 \(\theta\)。
   随后，利用相角对时间的导数 \(\frac{\Delta\theta}{\Delta t}\) 算出当前真实的系统频率 \(f_{real}\)。

注：此处会紧接着执行 dF/dt 闭锁检查，以防止相角发生异常跳变。

4. 精准幅值与相量计算（频率跟踪）:
   (此处即为重采样实际发生的环节)

在获取了健康且精准的真实频率 \(f_{real}\) 后，装置会对采样或算法进行动态调整以消除频谱泄露。通常采用以下两种方式之一：

1. 软件重采样：直接调整软件采样间隔。
2. 动态变窗长：动态拉伸或缩短 DFT 的计算窗口长度（例如把积分窗从 20ms 拉伸到 20.83ms）。

在此基础上重新计算一遍 DFT，从而得到精度极高、完全没有频谱泄露的保护相量。