Subscription request:

podpiska@panor.ru

For all questions:

+7 495 274-22-22

UDK: 621.317.7

Analysis of the standard IEEE С37.118.1 requirements

Pokidyshev Andrey N. head of the group developing electric measuring devices, “PARMA” LLC, Saint-Petersburg

Development of the requirements to the phasor measurement units (PMU) goes on all round the glob. In March 2014, the next version of the standard СЗ7.118.1 was issued in the form of amendments [I]. The article discusses the new metrologic requirements to PMU. The requirements to PMU are formulated in the standard as series of tests with various types of “useful” signals (stationary and non-stationary), perturbations and errors of measured values, allowed for this test. In the article, the values are analysed in the order of their appearance in the standard. When displaying the material, preference in give to demonstrativeness: the ratios between measured values and its errors are illustrated.

В новом стандарте более чем на порядок снижено требование к максимальной погрешности частоты для класса Р (с 0,01 до 0,4 Гц/с) и на порядок - для класса М (с 0,01 до 0,1 Гц/с), для теста с «чистым синусоидальным сигналом». В данном тесте основным фактором, ограничивающим точность измерения, является внутренний шум прибора. Ниже рассмотрен пример — влияние шума на измерения частоты и скорости изменения частоты.

Внутренний шум измерительного прибора, показанный на рис. 1, не приводит к превышению границы погрешности измерений фазора (рис. 2), влечет превышение границ погрешности частоты (рис. 3) и существенное превышение границ погрешности скорости изменения частоты (рис. 4).

Таким образом, измерения мгновенной частоты и мгновенной скорости изменения частоты очень чувствительны к воздействию шума на сигнал.

Для получения фазоров, следующих с темпом передачи Fs = 50 Гц, измерительный прибор тем или иным способом обеспечивает частотную избирательность (рис. 5).

Тогда шум (рис. 1) уменьшается по интенсивности и становится узкополосным процессом (рис. 6). Влияние этого узкополосного шума и приводит к погрешностям (рис. 2–4).

В стандарте (во всех версиях) ограничиваются максимальные ошибки измеряемых величин, но нигде не указана величина интервала времени наблюдения (времени проведения теста) или число тестов (где что применимо). В условиях воздействия шума и помех эти экстремальные статистические величины малоинформативны. Неопределенность измерений необходимо характеризовать точнее, тем более что мгновенная частота и мгновенная скорость изменения частоты узкополосных гауссовских процессов являются негауссовскими [2], и привычные представления о характере неопределенности, например — известная связь между среднеквадратическим значением и максимальным уклонением (так называемый «закон трех сигм»), здесь неприменимы.

Для УСВИ класса М в современной версии стандарта сняты ограничения на максимальную ошибку по скорости изменения частоты в тестах с помехами: в виде гармоник и в виде внеполосной помехи. Другими словами, измерения прибора по классу М становятся беззащитными перед этими перманентными возмущениями в сети. Влияние гармонического засорения на погрешность измерения рассмотрено на следующем примере.

For citation:
Pokidyshev Andrey N., Analysis of the standard IEEE С37.118.1 requirements. Оперативное управление в электроэнергетике: подготовка персонала и поддержание его квалификации №1 2016. 2016;1.
The full version of the article is available for subscribers of the journal
Article language:
Actions with selected: