Откройте актуальную версию документа прямо сейчас
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
Приложение Г
(обязательное)
Методика
испытаний устройств синхронизированных векторных измерений
Г.1 Область применения
Методику следует применять при проведении испытаний УСВИ для проверки соответствия погрешностей измерений УСВИ определенного класса, указанного собственником или иным законным владельцем объекта электроэнергетики, требованиям настоящего стандарта в части требований к составу СВИ и нормированной точности.
Г.2 Этапы подготовки и проведения испытаний УСВИ
Испытания УСВИ проводят с использованием тестовой схемы, включающей ПАК РВ.
Испытания должны содержать следующие этапы:
- сборка тестовой схемы;
- подключение УСВИ к тестовой схеме ПАК РВ;
- согласование собственником или иным законным владельцем объекта электроэнергетики схемы подключения УСВИ к тестовой схеме ПАК РВ;
- проведение испытаний в объеме тестов для проверки указанного собственником или иным законным владельцем объекта электроэнергетики класса УСВИ;
- обработка результатов измерений и определение погрешностей измерений УСВИ;
- анализ результатов испытаний.
Г.3 Сборка тестовой схемы для проведения испытаний УСВИ
Г.3.1 Тестовая схема для проведения испытаний УСВИ должна быть собрана в соответствии со схемой, приведенной на рисунке Г.1.
Рисунок Г.1 - Тестовая схема для проведения испытаний УСВИ
Г.3.2 Требования к тестовой схеме
Тестовая схема для проведения испытаний УСВИ должна включать:
- ПАК РВ;
- источник(и) точного времени;
- анализатор векторных измерений;
- аналого-цифровое устройство сопряжения, обеспечивающего преобразование аналоговых сигналов в цифровую форму в соответствии с требованиями стандарта [7];
- тестируемый УСВИ;
- цифровой осциллограф с частотой дискретизации не менее 100 МГц и полосой пропускания не менее 60 МГц;
- мультиметр с классом точности не хуже 0,1.
Г.3.3 Требования к источнику точного времени
Синхронизация УСВИ при проведении испытаний производится от приемника сигналов глобальных навигационных систем, предоставленного собственником или иным законным владельцем объекта электроэнергетики.
Приемники сигналов точного времени должны быть установлены и подключены согласно указаниям соответствующих эксплуатационных документов. При проведении тестирования УСВИ должно быть обеспечено выполнение следующих требований по синхронизации времени:
- при установке антенны, ее подключении, выборе длины и типа кабеля необходимо следовать инструкциям производителя;
- допускается синхронизация нескольких УСВИ от одного приемника;
- точность синхронизации подаваемых на УСВИ сигналов от ПАК РВ должна быть не хуже 1 мкс.
Примечание - Ошибка синхронизации времени, равная 1 мкс, приводит к появлению дополнительной погрешности измерения фазового угла, равной 0,018°, а ошибка в регистрации фазового угла на 0,57° - к превышению допустимой величины TVE = 1 %. Поэтому при выборе и настройке оборудования системы обеспечения точного времени особое внимание уделяют способу и корректной настройке оборудования синхронизации тестируемых УСВИ во время проведения тестовых испытаний. Синхронизация разных типов УСВИ может быть реализована при помощи спутниковых антенн - приемников сигналов точного времени и т.д.
Г.3.4 Требования к функциям анализатора векторных измерений
Анализатор векторных измерений должен выполнять:
- сбор измерений с УСВИ, ПАК РВ и аналого-цифровых устройств сопряжения в режиме реального времени (в аналоговом и цифровом виде);
- обработку и архивирование СВИ;
- определение погрешностей измерений УСВИ в статических и динамических условиях;
- запись результатов измерений и расчетов в формате .csv;
- хранение собранной информации в базе данных СВИ в виде кольцевого архива;
- визуализацию заданных, измеренных и рассчитанных данных;
- создание установленной формы отчета.
Г.3.5 Требования к УСВИ
До начала проведения испытаний собственником или иным законным владельцем объекта электроэнергетики должно быть представлено руководство по эксплуатации, в котором должны быть указаны технические характеристики УСВИ, правила подключения УСВИ к вторичным цепям тока и напряжения, а также к источнику синхронизации времени.
Ответственным за исправное состояние, комплектацию, синхронизацию времени, наличие эксплуатационной документации и готовность УСВИ к проведению испытаний является собственник или иной владелец объекта электроэнергетики.
Г.4 Проведение испытаний УСВИ
Г.4.1 Испытания УСВИ проводят в соответствии с программой испытаний, разработанной в соответствии с настоящим стандартом.
Г.4.2 Программа испытаний должна включать тесты, приведенные в Г.6.
Г.4.3 Сценарии дополнительных тестов для получения характеристик УСВИ в условиях, приближенных к реальным процессам энергосистемы, приведены в Г.7.
Г.4.4 Характеристики УСВИ, полученные в результате выполнения дополнительных тестов, несут исключительно информативный характер и должны быть зафиксированы в отдельной таблице результатов тестирования УСВИ.
Г.4.5 Вариации параметров входных сигналов должны производиться в каждом тесте в соответствии с условиями заданных сценариев.
Г.4.6 До завершения серии испытаний, предусмотренных методикой испытаний, изменение конфигурации УСВИ не допускается.
Г.4.7 При необходимости повторения серии тестов, например при проверке УСВИ при другом темпе передачи данных СВИ, переконфигурирование УСВИ производится собственником или иным законным владельцем объекта электроэнергетики после отключения УСВИ от ПАК РВ.
Г.4.8 Определение TVE, FE, RFE, характеристик времени и величины перерегулирования
Г.4.8.1 Соответствие результатов испытаний требованиям настоящего стандарта должно устанавливаться путем сравнения параметров синхронизированных векторов, полученных в ходе проведения основных тестов, с соответствующими заданными значениями и путем расчета полной погрешности измерения амплитуды и фазы вектора, а также значений частоты и скорости изменения частоты в соответствии со следующими определениями и формулами:
Полная погрешность измерения вектора (TVE) - величина, характеризующая отклонение амплитуды и фазы измеренного вектора от их заданных значений и вычисляемая по формуле
,
(Г.1)
где - действительная часть измеренного вектора;
х r - действительная часть заданного вектора;
- мнимая часть измеренного вектора;
x i - мнимая часть заданного вектора.
Погрешность измерения частоты (FE) - абсолютная погрешность измерения частоты основной гармоники напряжения электрического тока в момент времени n, вычисляемая по формуле
,
(Г.2)
где (n) - измеренное в момент времени n значение частот;
f(n) - заданное значение частоты в момент времени n.
Погрешность измерения скорости изменения частоты (RFE) - абсолютная погрешность скорости измерения частоты основной гармоники напряжения переменного тока в момент времени n, вычисляемая по формуле
,
(Г.3)
где (n)/dt - измеренная в момент времени n скорость изменения частоты;
df(n)/dt - заданное значение скорости изменения частоты в момент времени n.
Г.4.8.2 Характеристики времени УСВИ (время отклика, время реакции), а также перерегулирование приведены на рисунке Г.2.
Рисунок Г.2 - Характеристики времени УСВИ, перерегулирование
Г.4.9 Критерием соответствия УСВИ требованиям настоящего стандарта является соответствие погрешностей и характеристик УСВИ во всех основных тестах требованиям настоящего стандарта для указанного собственником или иным законным владельцем объекта электроэнергетики класса УСВИ.
Г.5 Состав и порядок испытаний
Г.5.1 Описание правил проведения тестов
УСВИ (отдельные устройства измерения параметров системы возбуждения) следует проверять при темпе передачи данных 50 кадров/с.
Для параметров сигналов, не варьируемых в соответствующем тесте, устанавливают номинальные значения с коэффициентом гармонических искажений не более 0,2 %.
В дополнительных тестах методика испытаний УСВИ предусматривает определение точности УСВИ в условиях изменения параметров режима энергосистемы, близких к реальным, а также при наличии близкого к реальному случайного изменения этих параметров.
Г.5.2 Правила определения погрешностей измерений УСВИ в статических условиях
Статическими условиями считают условия, при которых параметры тестового сигнала остаются неизменными. Правила проведения тестов при определении погрешностей измерений УСВИ в статических условиях:
- амплитуда и частота сигналов должны быть постоянными в течение теста;
- длительность каждой ступени теста должна быть не менее 5 с;
- в течение каждого теста следует выполнять измерения всех предусмотренных параметров и расчет их средних и максимальных значений, определено число выбросов и их максимальное значение;
- должны быть использованы следующие модели сигналов:
а) модель сигнала напряжения:
;
(Г.4)
б) модель сигнала тока:
;
(Г.5)
где U m, I m - амплитуда;
- фазовый угол;
f - частота входного сигнала.
Г.5.3 Правила проведения тестов УСВИ в динамических условиях
Динамическими условиями при тестировании УСВИ считают условия, в которых один или несколько входных параметров изменяются по смоделированному закону.
Определение погрешностей измерений УСВИ в динамических условиях выполняют при:
- модуляции амплитуды и фазового угла сигнала;
- линейном изменении частоты;
- скачкообразном изменении амплитуды и фазы сигнала;
- экспоненциальном изменении частоты (дополнительный тест);
- моделировании однофазного короткого замыкания (дополнительный тест).
Для проведения тестирования УСВИ в динамических условиях используются сигналы, приведенные в таблице Г.1.
Таблица Г.1 - Модели сигналов для тестирования в динамических условиях
Тип испытаний |
Модель сигнала |
Примечание |
|
Динамические условия |
Модуляция сигнала |
k x, k a - коэффициенты модуляции амплитуды, фазы |
|
f m - частота модуляции | |||
Скачкообразное изменение параметров |
1(t) - функция единичного скачка |
||
k х, k a - коэффициент шага амплитуды и фазы | |||
Линейное изменение частоты |
f ном - номинальная частота |
||
df - скорость изменения частоты |
Диапазоны параметров, в которых выполняют определение погрешностей измерений УСВИ, а также характер изменения параметров сигналов определены в сценариях для каждого теста.
Г.5.4 Правила проведения тестов УСВИ (отдельных устройств) при определении погрешностей измерений параметров системы возбуждения синхронных генераторов
Г.5.4.1 Тестирование в статических условиях
В статических условиях параметры, определяющие величину постоянной составляющей напряжения возбуждения и тока возбуждения, остаются неизменными в процессе проведения каждого из экспериментов.
Длительность каждой ступени теста должна быть не менее 5 с.
В каждой ступени каждого теста должны быть определены:
- значения модуля мгновенных абсолютных погрешностей (t) измерения напряжения возбуждения (t) и/или тока возбуждения (t). Выражения для расчета модуля мгновенного значения абсолютной погрешности для времени t:
,
(Г.6)
;
(Г.7)
- среднее значение модуля абсолютной погрешности измерения для напряжения возбуждения и/или тока возбуждения на интервале не менее чем 5 с. Среднее значение модуля абсолютной погрешности на интервале [t 1; t 2):
,
(Г.8)
,
(Г.9)
где N - количество точек на интервале времени [t 1; t 2), измеренное УСВИ при заданном f s;
(t) - значение модуля мгновенной абсолютной погрешности измерения напряжения возбуждения или тока возбуждения для момента времени t;
f s - темп передачи УСВИ (частота дискретизации сигнала (t));
- максимальные значения модуля абсолютной погрешности измерения для напряжения возбуждения и/или тока возбуждения на интервале не менее чем 5 с.
Г.5.4.2 Тестирование в динамических условиях
Динамическими условиями при тестировании УСВИ считают условия, в которых один или несколько параметров, описывающих сигналы u f(t) и/или i f(t), изменяются по заданному закону.
Методика испытаний УСВИ предусматривает проверку динамических характеристик УСВИ (отдельных модулей, выполняющих функцию измерения параметров системы возбуждения) в следующих тестах:
- ступенчатое изменение напряжения электропитания выпрямительного моста;
- ступенчатое изменение напряжения электропитания выпрямительного моста с последующим возвратом к исходному значению через заданное время ("временное снижение" и "временное повышение" напряжения);
- ступенчатое изменение угла зажигания ;
- ступенчатое изменение угла зажигания с последующим возвратом к исходному значению через заданное время ("временное уменьшение" и "временное повышение" значения угла зажигания);
- модуляция угла зажигания ;
- модуляция напряжения электропитания выпрямительного моста;
- скачкообразное изменение тока возбуждения;
- скачкообразное изменение напряжения возбуждения.
Для каждой ступени тестов, связанных со ступенчатым изменением напряжения электропитания (угла зажигания), необходимо определить:
- значение времени реакции Т реакции (определяют как интерполированное значение);
- значение перерегулирования , %:
;
(Г.10)
,
(Г.11)
где - максимальное значение измеренной УСВИ величины, зафиксированное в ходе переходного процесса при положительной величине ступени;
- минимальное значение измеренной УСВИ величины, зафиксированное в ходе переходного процесса при положительной величине ступени;
- значение измеренной УСВИ величины перед переходным процессом;
- значение измеренной УСВИ величины после переходного процесса;
- значение фактического времени отклика УСВИ Т откл (определяют как интерполированное значение);
- значения модулей мгновенных абсолютных погрешностей измерения напряжения возбуждения и/или тока возбуждения;
- среднее значение модуля абсолютной погрешности на интервале времени ступени теста при исключении из расчета интервала времени Т откл_max:
,
(Г.12)
,
(Г.13)
где Т класс_max - максимально допустимое время отклика для рассматриваемого класса УСВИ (см. приложение Б);
- максимальное значение модуля абсолютной погрешности на интервале времени ступени теста при исключении из расчета интервала времени T откл_max.
Для каждой ступени тестов, включающих ступенчатое изменение напряжения электропитания выпрямительного моста угла зажигания с последующим возвратом к исходному значению через заданное время, необходимо определить:
- параметры переходного процесса, характеризующие первое изменение изменяемой величины согласно перечню параметров переходного процесса при ступенчатых изменениях напряжения электропитания и угла зажигания;
- параметры переходного процесса, характеризующие второе изменение изменяемой величины согласно перечню параметров переходного процесса при ступенчатых изменениях напряжения электропитания и угла зажигания;
- среднее значение абсолютной погрешности на интервале времени, соответствующем длительности ступени теста, определяют при исключении из расчета двух интервалов времени отклика T откл_max_1 и Т откл_max_2.
Для каждой ступени тестов, связанных с модуляцией угла зажигания (напряжения электропитания), скачкообразным изменением тока (напряжения) возбуждения, необходимо определить:
- значения модулей мгновенных абсолютных погрешностей (t) измерения напряжения возбуждения (t) и/или тока возбуждения (t);
- среднее значение модуля абсолютной погрешности измерения для напряжения возбуждения и/или тока возбуждения на требуемом по условиям проведения эксперимента интервале;
- максимальные значения модуля абсолютной погрешности измерения для напряжения возбуждения и/или тока возбуждения на требуемом по условиям проведения эксперимента интервале.
Расчет среднего значения модуля абсолютной погрешности на интервалах времени [t 1; t 2), [t 3; t 4) выполняют по формулам
,
(Г.14)
,
(Г.15)
,
(Г.16)
где (t) - значение модуля мгновенной абсолютной погрешности измерения напряжения возбуждения или тока возбуждения для момента времени t;
f s - темп передачи УСВИ (частота дискретизации сигнала (t)).
Г.5.4.3 Базовые модели сигналов напряжения и тока возбуждения
Базовую модель сигнала напряжения возбуждения u f(t) описывают следующими выражениями:
,
(17)
где t - время, с;
f пит. - напряжение электропитания системы возбуждения (далее - напряжение электропитания), Гц;
(t) - функция изменения угла зажигания тиристоров системы возбуждения (далее - угол зажигания), радианы;
- значение угла коммутации выпрямителя системы возбуждения (далее - угол коммутации), радианы;
A(t) - функция изменения амплитуды напряжения электропитания (далее - амплитуда напряжения электропитания), о.е.;
= 100 В - номинальное действующее значение линейного напряжения электропитания системы возбуждения, В;
u f(t, , ) - функция напряжения возбуждения системы возбуждения (далее - напряжение возбуждения), В.
Точность задания угла зажигания, угла коммутации должна быть не хуже, чем 0,1° на частоте 50 Гц.
Среднее значение для напряжения возбуждения при постоянстве и , линейном напряжении электропитания , заданного по формуле (Г.17), вычисляют по формуле
.
(Г.18)
Примечание - Значения , в формулу (Г.18) подставляют в радианах.
Базовую модель сигнала тока возбуждения i f(t) описывают следующим выражением:
,
(Г.19)
где I f(t) - функция, описывающая характер изменения тока возбуждения, требуемая в эксперименте, о.е.
Расчет среднего значения модуля абсолютной погрешности на интервалах времени [t 1; t 2), [t 3; t 4), [t 5; t 6) выполняют по формулам
,
(Г.20)
,
(Г.21)
,
(Г.22)
где f s - темп передачи УСВИ (частота дискретизации сигнала (t));
(t) - значение модуля мгновенной абсолютной погрешности измерения напряжения возбуждения или тока возбуждения для момента времени t.
Г.6 Методы испытаний
Г.6.1 Сценарии основных тестов УСВИ в статических условиях
Г.6.1.1 Сценарий тестирования УСВИ при различных значениях частоты
Условия проведения теста:
а) задать сигнал x(t) = Х m cos (), в котором:
1) амплитуда напряжения U = U ном =100/ В;
2) амплитуда тока I = I ном = 1 А;
3) = const, f = const;
б) диапазон изменения частоты:
1) для УСВИ класса М - от 45 до 55 Гц;
2) для УСВИ класса Р - от 46 до 52 Гц;
в) изменять значение частоты сигнала от минимального до максимального значения с шагом 1 Гц и длительностью ступени установившегося режима не менее 5 с;
г) результаты расчетов погрешностей измерений УСВИ внести в таблицу Г.2;
Таблица Г.2 - Погрешности измерений УСВИ при различных значениях частоты
Значение частоты, Гц |
Погрешности измерений УСВИ (U 1(I 1)) |
|||||||||
погрешность по модулю, % |
TVE, % |
FE, Гц |
RFE, Гц/с |
|||||||
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
|
f min |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f max |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д) критерии проверки соответствия погрешностей измерений УСВИ:
1) для класса М: TVE 1 %, FE 0,001 Гц, RFE 0,1 Гц, 0,1°;
2) для класса Р: TVE 1 %, FE 0,005 Гц, RFE 0,4 Гц, 0,1°.
Г.6.1.2 Сценарий тестирования УСВИ при различных значениях амплитуды
Условия проведения теста:
а) задать сигнал x(t) - X mcos(), в котором Х m:
U ном = 100/ В, I ном = 1 А, = const, f ном = 50 Гц;
б) диапазон изменения амплитуды напряжения:
1) для УСВИ класса М - (0,1 ... 1,2)U ном,
2) для УСВИ класса Р - (0,5 ... 14)U ном,
3) диапазон изменения амплитуды тока - (0,1 ... 2)I ном,
4) шаг изменения - не более 0,25Х m;
в) правила вариации параметра: амплитуда напряжения (тока) изменяется с заданным шагом от минимального до максимального значения, длительность ступени установившегося режима - не менее 5 с;
г) принцип проведения теста: для каждого значения амплитуды напряжения (тока) сигнала определить погрешности измерений УСВИ (допустимо изменять амплитуды напряжения и тока одновременно встречно), результаты внести в таблицу Г.3;
Таблица Г.3 - Погрешности измерений УСВИ при различных значениях амплитуды сигнала
Значение амплитуды сигнала Х m |
Погрешности измерений УСВИ (U 1 (I 1)) |
|||||||||
погрешность по модулю, % |
TVE, % |
FE, Гц |
RFE, Гц/с |
|||||||
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
|
U min (I max) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U max (I min) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д) критерии проверки соответствия погрешностей измерений УСВИ:
1) для класса М: TVE 1 %, FE 0,001 Гц, RFE 0,1 Гц, 0,1°;
2) для класса Р: TVE 1 %, FE 0,005 Гц, RFE 0,4 Гц, 0,1°.
Г.6.1.3 Сценарий тестирования УСВИ при различных значениях фазового угла
Условия проведения теста:
а) задать сигнал x(t) = X mcos(), в котором Х m:
1) амплитуда напряжения U = U ном = 100/ В, амплитуда тока I = I ном = 1 А,
2) f ном = 50 Гц;
б) диапазон изменения фазового угла напряжения и тока : [ ... ] рад;
в) правила вариации параметра: значения фазового угла устанавливают в соответствии с таблицей Г.6.1.3, длительность ступени установившегося режима - не менее 5 с;
г) принцип проведения теста: для каждого значения фазового угла определить погрешности измерений УСВИ, заполнить таблицу Г.4;
Таблица Г.4 - Погрешности измерений УСВИ при различных значениях фазового угла
Вариация , рад |
Погрешности измерений УСВИ (U 1 (I 1)) |
|||||||||
погрешность по модулю, % |
TVE, % |
FE, Гц |
RFE, Гц/с |
|||||||
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
|
() |
-2/3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-/2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-/6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2/3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д) критерии проверки соответствия погрешностей измерений УСВИ:
1) для класса М: TVE 1 %, FE 0,001 Гц, RFE 0,1 Гц, 0,1°;
2) для класса Р: TVE 1 %, FE 0,005 Гц, RFE 0,4 Гц, 0,1°.
Г.6.1.4 Сценарий тестирования УСВИ при гармоническом искажении сигнала, x test(t) = x(t) + х g(t)
Условия проведения теста:
а) задать сигнал x(t) = X mcos(),
в котором Х m:
1) амплитуда напряжения U = U ном = 100/ В; амплитуда тока I = I ном = 1 А;
2) f ном = 50 ГЦ, = const.
Добавить гармоническую составляющую (единичная гармоника) х g(t) = X gmcos(), где Х gm - амплитуда, nf ном - частота, n - целое число, - фазовый угол;
б) правила вариации параметра: параметры гармонической составляющей изменяют в соответствии с таблицей Г.5, шаг изменения n = 1, длительность ступени - 5 с;
в) принцип проведения теста: для каждого набора параметров гармонической составляющей рассчитать погрешности измерений УСВИ, заполнить таблицу Г.5;
Таблица Г.5 - Погрешности измерений УСВИ при гармоническом искажении сигнала
Вариация |
Погрешности измерений УСВИ (U 1 (I 1)) |
|||||||||
погрешность по модулю, % |
TVE, % |
FE, Гц |
RFE, Гц/с |
|||||||
X gm, В |
, рад |
N |
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
класс М: |
0 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
... |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
/2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
... |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
г) критерии проверки соответствия погрешностей измерений УСВИ:
1) для класса М:
- при F s 25: TVE 1 %, FE 0,025 Гц, RFE не нормируется;
- при F s 10: TVE 1 %, FE 0,005 Гц, RFE не нормируется;
2) для класса Р: TVE 1 %, FE 0,005 Гц, RFE 0,4 Гц/с.
Г.6.1.5 Сценарий тестирования УСВИ при интергармонических помехах, с частотами, близкими к основной, x test(t) = x(t) + x in(t)
Условия проведения теста (проводят только для УСВИ класса М):
а) задать сигнал x(t) = X mcos(), в котором Х m:
1) U ном =100/ В; I ном = 1 А;
2) f ном = 50 Гц; = const;
3) f = {f ном - 0,1F s/2; f ном; f ном + 0,1F s/2}.
Добавить интергармоническое колебание x in(t) = X in m(t)cos(), в котором:
1) амплитуда X in m = 0,1X m для U вн < 110 кВ; X in = 0,02X m для U вн 110 кВ;
2) частота f in изменяется в диапазонах 10 f in f max и f min f in 2f ном с шагом 5 Гц;
3) f min = f ном + F s/2; f max = f ном - F s/2; фазовый угол = 0;
б) правила вариации параметра: параметры интергармонического колебания изменяются в соответствии с таблицей Г.6, длительность ступени - 5 с;
в) принцип проведения теста: для каждого значения частоты входного сигнала и набора параметров интергармонического колебания определить погрешности УСВИ, заполнить таблицу Г.6;
Таблица Г.6 - Погрешности измерений УСВИ при интергармоническом искажении сигнала
Вариация |
Погрешности измерений УСВИ (U 1 (I 1)) |
||||||||
F, Гц |
f in, Гц |
погрешность по модулю, % |
TVE, % |
FE, Гц |
|||||
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
||
1 f ном - 0,1(F s/2) 2) f ном 3) f ном + 0,1(F s/2) |
10...f max |
|
|
|
|
|
|
|
|
f min...2f ном |
|
|
|
|
|
|
|
|
г) критерии проверки соответствия погрешностей измерений УСВИ:
1) для класса М: TVE 1,3 %, FE 0,01 Гц, RFE не нормируется;
2) для класса Р: погрешности не нормируются.
Г.6.1.6 Сценарий тестирования УСВИ (отдельного устройства измерения параметров системы возбуждения генераторов) в тестах с различными значениями угла зажигания и угла коммутации
Условия проведения теста (проводят только для проверки точности измерения параметров системы возбуждения синхронных генераторов):
а) задать сигнал u f(t, , ), для которого:
A(t) = const {1.0} о.е.,
f пит.(t) = const {50; 150; 300} Гц,
(е) = const {0; 30; 60; 90; 120; 150}°,
= const {0; 30; 60}°;
б) для каждой комбинации значений f пит., , определить заданное среднее значение моделируемого сигнала u f(t, , );
в) после изменения любого из параметров f пит., , для выполнения последующих измерений необходима пауза длительностью не менее 5 с;
г) заполнить таблицу Г.7.
Таблица Г.7 - Результаты тестирования при различных значениях угла зажигания и угла коммутации
f пит, Гц |
Модуль абсолютной погрешности измерения напряжения возбуждения U f |
||||||
, В |
, В |
||||||
0° |
30° |
60° |
0° |
30° |
60° |
||
50 |
0° |
|
|
|
|
|
|
30° |
|
|
|
|
|
|
|
60° |
|
|
|
|
|
|
|
90° |
|
|
|
|
|
|
|
120° |
|
|
|
|
|
|
|
150° |
|
|
|
|
|
|
|
150 |
0° |
|
|
|
|
|
|
30° |
|
|
|
|
|
|
|
60° |
|
|
|
|
|
|
|
90° |
|
|
|
|
|
|
|
120° |
|
|
|
|
|
|
|
150° |
|
|
|
|
|
|
|
300 |
0° |
|
|
|
|
|
|
30° |
|
|
|
|
|
|
|
60° |
|
|
|
|
|
|
|
90° |
|
|
|
|
|
|
|
120° |
|
|
|
|
|
|
|
150° |
|
|
|
|
|
|
Критерии проверки погрешностей измерений параметров системы возбуждения - в соответствии с таблицей Б.5.
Г.6.1.7 Сценарий тестирования УСВИ (отдельного устройства измерения параметров системы возбуждения генераторов) при различных значениях тока возбуждения
Условия проведения теста (проводят только для проверки точности измерения параметров системы возбуждения синхронных генераторов):
а) задать сигнал i f(t), описанный в Г.5.4.3, для которого:
,
где k I - коэффициент кратности тока возбуждения, о.е.;
б) после изменения k I для выполнения последующих измерений необходима пауза длительностью не менее 5 с;
в) заполнить таблицу Г.8 с учетом диапазона измерений тока, минимально допустимый диапазон - от 0,1 до 2,5 о.е.;
Таблица Г.8 - Результаты тестирования при различных значениях тока возбуждения
k I, о.е. |
Модуль абсолютной погрешности измерения тока возбуждения I f |
|
, А |
, А |
|
0,10 |
|
|
0,25 |
|
|
0,50 |
|
|
0,75 |
|
|
1,00 |
|
|
1,25 |
|
|
1.50 |
|
|
1,75 |
|
|
2,00 |
|
|
2,25 |
|
|
2,50 |
|
|
3,00 |
|
|
4,00 |
|
|
г) критерии проверки погрешностей измерений параметров системы возбуждения - в соответствии с таблицей Б.5.
Г.6.1.8 Сценарий тестирования УСВИ (отдельного устройства измерения параметров системы возбуждения генераторов) при различных значениях частоты напряжения электропитания моста
Условия проведения теста (проводят только для проверки точности измерения параметров системы возбуждения синхронных генераторов):
а) задать сигнал u f(t, , ), для которого:
A(t) = const {1.0} о.е.,
f пит.(t) = const {45; 46; 47; 48; 49; 50; 51; 52; 53; 54; 55; 135; 138; 141; 144; 147; 150; 153; 156; 159; 162; 165; 270; 276; 282; 288; 294; 300; 306; 312; 318; 324; 330} Гц,
(t) = const {60}°,
= const {15}°;
б) определить заданное среднее значение моделируемого сигнала u f(t, , ) для ; ;
в) после изменения параметра f пит. для выполнения последующих измерений необходима пауза длительностью не менее 5 с;
г) заполнить таблицу Г.9.
Таблица Г.9 - Результаты тестирования при различных значениях частоты напряжения электропитания моста
f пит., Гц |
Модуль абсолютной погрешности измерения напряжения возбуждения U f |
|
, А |
, В |
|
45 |
|
|
46 |
|
|
47 |
|
|
48 |
|
|
49 |
|
|
50 |
|
|
51 |
|
|
52 |
|
|
53 |
|
|
54 |
|
|
55 |
|
|
135 |
|
|
138 |
|
|
141 |
|
|
144 |
|
|
147 |
|
|
150 |
|
|
153 |
|
|
156 |
|
|
159 |
|
|
162 |
|
|
165 |
|
|
270 |
|
|
276 |
|
|
282 |
|
|
288 |
|
|
294 |
|
|
300 |
|
|
306 |
|
|
312 |
|
|
318 |
|
|
324 |
|
|
330 |
|
|
д) критерии проверки погрешностей измерений параметров системы возбуждения - в соответствии с таблицей Б.5.
Г.6.2 Сценарии основных тестов УСВИ в динамических условиях
Г.6.2.1 Сценарий тестирования УСВИ при модуляции амплитуды
Условия проведения теста:
а) задать сигнал:
,
в котором:
1) k x - коэффициент модуляции амплитуды; k a - коэффициент модуляции фазы;
2) f m - частота модуляции; f ном - номинальная частота, равная 50 Гц; = const;
3) Х m: U ном = 100/ В; I ном 1 А;
4) k x = 0,1, k a = 0, то есть x(t) = X m[1 + 0,1 cos ()] cos [ + };
б) правила модулирования амплитуды сигнала: частота модуляции изменяется в диапазоне 0,1 f m 5 Гц (для класса М) и 0,1 f m 2 Гц (для класса Р) в соответствии с таблицей Г.10. Длительность ступени - не менее 2 периодов модуляции;
в) принцип проведения теста: для каждого значения частоты модуляции определить погрешности УСВИ, заполнить таблицу Г.10;
Таблица Г.10 - Погрешности измерений УСВИ при модуляции амплитуды
Вариация (0,1 f m 5) Гц |
Погрешности измерений УСВИ (U 1 (I 1)) |
|||||||||
Погрешность по модулю, % |
TVE, % |
FE, Гц |
RFE, Гц/с |
|||||||
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
|
U(l) k х = 0,1 k а = 0 |
0,1 (М, Р) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,3 (М, Р)..1,9 (М, Р) с шагом 0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,5 (М)..5 (М) с шагом 0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г) критерии проверки соответствия погрешностей измерений УСВИ:
1) для класса М:
- при F s 25: TVE 3 %, FE 0,3 Гц, RFE 14 Гц/с;
- при F s 10: TVE 3 %, FE 0,12 Гц, RFE 2,3 Гц/с;
2) для класса Р:
- при F s 25: TVE 3 %, FE 0,06 Гц, RFE 2,3 Гц/с;
- при F s 10: TVE 3 %, FE 0,03 Гц, RFE 0,6 Гц/с.
Г.6.2.2 Сценарий тестирования УСВИ при модуляции фазы
Условия проведения теста:
а) задать сигнал:
, в котором:
1) k x - коэффициент модуляции амплитуды;
2) k а - коэффициент модуляции фазы;
3) f m - частота модуляции;
4) f ном - номинальная частота, равная 50 Гц;
5) = const.
6) Х m: U ном =100/ В; I ном = 1 А.
В данном тесте k х = 0, k а = 0,1, то есть
;
б) правила вариации параметра: частота модуляции изменяется в диапазоне 0,1 f m 5 Гц (для класса М) и 0,1 f m < 2 Гц (для класса Р) с шагом 0,2 Гц и 0,5 Гц (таблица Г.11). Длительность ступени - не менее 2 периодов модуляции;
в) принцип проведения теста: для каждого значения частоты модуляции определить погрешности УСВИ, заполнить таблицу Г.11;
Таблица Г.11 - Погрешности измерений УСВИ при модуляции фазового угла
Вариация fm, Гц |
Погрешности измерений УСВИ (U 1 (I 1)) |
||||||||||
погрешность по модулю, % |
TVE, % |
FE, Гц |
RFE, Гц/с |
||||||||
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
||
U(I) k х = 0 k а = 0,1 |
0,1 (М, Р) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,3 (М, Р)...1,9 (М, Р) с шагом 0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,5 (М)...5 (М) с шагом 0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г) критерии проверки соответствия погрешностей измерений УСВИ:
1) для класса М:
- при F s 25: TVE 3 %, FE 0,3 Гц, RFE 14 Гц/с;
- при F s 10: TVE 3 %, FE 0,12 Гц, RFE 2,3 Гц/с.
2) для класса Р:
- при F s 25: TVE 3 %, FE 0,06 Гц, RFE 2,3 Гц/с;
- при F s 10: TVE 3 %, FE 0,03 Гц, RFE 0,6 Гц/с.
Г.6.2.3 Сценарий тестирования УСВИ при линейном изменении частоты
Условия проведения теста:
а) задать сигнал x(t) = X mcos (), в котором:
1) X m; U ном = 100/ В; I ном = 1 А;
2) = const, f ном - номинальная частота, равная 50 Гц, df/dt = 1 Гц/с;
б) правила вариации параметра: частота изменяется в диапазоне 45 f 55 Гц (для класса М) и 46 f 52 Гц (для класса Р) с шагом 1 Гц;
в) принцип проведения теста: для каждого измерения с учетом интервала исключения, указанного в таблицах Б.3, Б.4, на котором погрешности не рассчитывают, определить погрешности УСВИ и заполнить таблицу Г.12;
Таблица Г.12 - Погрешности измерений УСВИ при линейном изменении частоты
Начальная частота f, Гц |
df/dt, Гц/с |
Погрешности измерений УСВИ (U 1 (l 1)) |
|||||||||
погрешность по модулю, % |
TVE, % |
FE, Гц |
RFE, Гц/с |
||||||||
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
||
45 (М) |
+ 1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
46...49 (М, Р) |
+ 1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 (М, Р) |
- 1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ 1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
51, 52 (М, Р) |
- 1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
53, 54 (М) |
- 1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
55 (М) |
- 1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г) критерии проверки соответствия погрешностей измерений УСВИ:
1) для класса М: TVE 1 %, FE 0,01 Гц, RFE 0,2 Гц/с;
2) для класса Р: TVE 1 %, FE 0,01 Гц, RFE 0,4 Гц/с.
Г.6.2.4 Сценарий тестирования УСВИ при скачкообразном изменении амплитуды
Условия проведения теста:
а) задать сигнал x(t) = Х m[1 + k х 1(t)] cos [ + k a1(t)], в котором:
1) 1(t) - единичный скачок;
2) k х - весовой коэффициент скачка амплитуды;
3) k а - весовой коэффициент скачка фазы, k а = 0;
4) X m: U ном = 100/ В; I ном = 1 A; f ном = 50 Гц;
б) принцип проведения теста: для каждого значения k х определить характеристики и погрешности УСВИ, заполнить таблицу Г.13. В таблице Г.13 указывают максимальное значение погрешности, полученное при обработке последовательности из 10 импульсов. Длительность одного импульса - не менее 1 с, восстановительный интервал времени перед скачком - не менее 7/F s;
Таблица Г.13 - Результаты тестирования УСВИ при скачкообразном изменении амплитуды
Вариация k х |
Погрешности измерений (U 1 (I 1)) и характеристики УСВИ |
|||||||||
TVE, % |
FE, Гц |
RFE, мГц/с |
Т реакции, мс |
Перерегулирование, % |
||||||
макс |
сред |
макс |
макс |
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
|
+ 5 % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- 5 % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ 10 % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- 10 % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в) критерии проверки погрешностей измерений УСВИ: значения TVE, FE, RFE - в соответствии с таблицами Б.3, Б.4.
Г.6.2.5 Сценарий тестирования УСВИ при скачкообразном изменении фазового угла
Условия проведения теста:
а) задать сигнал x(t) = X m[1 + k х 1 (t)] cos [ + k а1(t)], где:
1) 1(t) - единичный скачок;
2) в котором Х m: U ном = 100/ В; I ном = 1 А;
3) k х - весовой коэффициент скачка амплитуды, k х = 0;
4) k а - весовой коэффициент скачка фазы;
5) f ном - номинальная частота, равная 50 Гц;
б) принцип проведения теста: для каждого значения k а определить характеристики и погрешности УСВИ, заполнить таблицу Г.14. В таблице приводят максимальное значение погрешности, полученное при обработке последовательности из 10 импульсов. Длительность одного импульса - не менее 1 с, восстановительный интервал времени перед скачком - не менее 7/F s;
Таблица Г.14 - Результаты тестирования УСВИ при скачкообразном изменении фазового угла
Вариация k а |
Погрешности измерений (U 1 (I 1)) и характеристики УСВИ |
|||||||||
TVE, % |
FE, Гц |
RFE, мГц/с |
Т реакции, мс |
Перерегулирование, % |
||||||
макс |
сред |
макс |
макс |
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
|
/18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в) критерии проверки погрешностей измерений УСВИ: значения TVE, FE, RFE - в соответствии с таблицами Б.3, Б.4.
Г.6.2.6 Сценарий тестирования УСВИ (отдельного устройства измерения параметров системы возбуждения генераторов) при скачкообразном изменении напряжения электропитания
Условия проведения теста (проводят только для проверки точности измерения параметров системы возбуждения синхронных генераторов):
а) задать сигналы u f(t, , ) и i f(t) для которых:
А(t) = () о.е,
f пит.(t) = const {50} Гц,
(е) = const {60}°,
= const {15}°
I(t) = (),
А 0 = const {1.0; 0.5} о.е.
где k х_U - величина скачкообразного изменения напряжения электропитания;
k x_i - величина скачкообразного изменения тока возбуждения;
A 0 - начальное значение напряжения возбуждения/тока возбуждения.
б) определить сигнал, соответствующий заданному среднему значению моделируемого сигнала u f (t, , ), изменение напряжения возбуждения принять мгновенным;
в) определить сигнал, соответствующий заданному среднему значению моделируемого тока возбуждения I(t), изменение тока возбуждения принять мгновенным;
г) длительность одной ступени эксперимента - 4 с, интервал времени перед ступенчатым изменением для расчета средних/максимальных значений абсолютных погрешностей 2 с;
д) каждая ступень повторяется 3 раза, в качестве результата эксперимента приводят максимальные значения для каждого из параметров переходного процесса;
е) заполнить таблицу Г.15.
Таблица Г.15 - Результаты тестирования при скачкообразном изменении напряжения электропитания
А 0, о.е. |
k х_U, о.е. |
Погрешности измерений и параметры переходного процесса для напряжения возбуждения U f |
|||
, В |
, В |
Т реакции, с |
, % |
||
1,0 |
- 0,9 |
|
|
|
|
- 0,7 |
|
|
|
|
|
- 0,5 |
|
|
|
|
|
- 0,3 |
|
|
|
|
|
- 0,1 |
|
|
|
|
|
0,5 |
+ 0,2 |
|
|
|
|
+ 0,4 |
|
|
|
|
|
+ 0,6 |
|
|
|
|
|
+ 0,8 |
|
|
|
|
|
A 0, о.е. |
k х_U, о.е. |
Погрешности измерений и параметры переходного процесса для напряжения возбуждения U f |
|||
, А |
, А |
Т реакции, с |
, % |
||
1,0 |
- 0,9 |
|
|
|
|
- 0,7 |
|
|
|
|
|
- 0,5 |
|
|
|
|
|
- 0,3 |
|
|
|
|
|
- 0,1 |
|
|
|
|
|
0,5 |
+ 0,2 |
|
|
|
|
+ 0,4 |
|
|
|
|
|
+ 0,6 |
|
|
|
|
|
+ 0,8 |
|
|
|
|
ж) критерии проверки погрешностей измерений параметров системы возбуждения - в соответствии с таблицей Б.6.
Г.6.2.7 Сценарий тестирования УСВИ (отдельного устройства измерения параметров системы возбуждения генераторов) при скачкообразном изменении напряжения электропитания с последующим возвратом к исходному значению через заданное время
Условия проведения теста (проводят только для проверки точности измерения параметров системы возбуждения синхронных генераторов):
а) задать сигналы u f (t, , ) и i f(t), для которых:
A(t) = () o.e.,
f пит.(t) = const = {50} Гц,
(t) = const = {60}°,
= const {15}°
I(t) = (),
,
{0.04; 0.05; 0.1; 0.2},
k x_U, k х_I - const {-0.8; -0.6; -0,4; -0.2} o.e.,
где k x_U - амплитуда импульса изменения напряжения электропитания;
k х_I - амплитуда импульса изменения тока возбуждения;
А 0 - начальное значение напряжения возбуждения/тока возбуждения (1,0 о.е.);
- ширина импульса напряжения электропитания/тока возбуждения;
б) определить сигнал, соответствующий заданному среднему значению моделируемого сигнала u f (t, , ), изменение напряжения возбуждения принять мгновенным;
в) определить сигнал, соответствующий заданному среднему значению моделируемого тока возбуждения I(t), изменение тока возбуждения принять мгновенным;
г) длительность одной ступени - 4 с, интервал времени перед ступенчатым изменением для расчета средних/максимальных значений абсолютных погрешностей - 2 с;
д) каждая ступень повторяется 3 раза, в качестве результата приводят максимальные значения для каждого из параметров переходного процесса;
е) заполнить таблицу Г.16.
Таблица Г.16 - Результаты тестирования при скачкообразном изменении напряжения электропитания с последующим возвратом к исходному значению через заданное время
, с |
k х_U, о.е. |
Погрешности измерений и параметры переходного процесса для напряжения возбуждения U f |
|||||
, В |
, В |
Т реакции_1, с |
, % |
Т реакции_2, с |
, % |
||
0,04 |
- 0,8 |
|
|
|
|
|
|
- 0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
- 0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
- 0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
0,05 |
- 0,8 |
|
|
|
|
|
|
- 0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
- 0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
- 0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
0,10 |
- 0,8 |
|
|
|
|
|
|
- 0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
- 0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
- 0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
0,20 |
- 0,8 |
|
|
|
|
|
|
- 0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
- 0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
- 0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
, с |
k х_I, о.е. |
Погрешности измерений и параметры переходного процесса для напряжения возбуждения U f |
|||||
, В |
, В |
Т реакции_1, с |
, % |
Т реакции_2, с |
, % |
||
0,04 |
- 0,8 |
|
|
|
|
|
|
- 0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
- 0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
- 0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
0,05 |
- 0,8 |
|
|
|
|
|
|
- 0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
- 0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
- 0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
0,10 |
- 0,8 |
|
|
|
|
|
|
- 0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
- 0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
- 0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
0,20 |
- 0,8 |
|
|
|
|
|
|
- 0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
- 0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
- 0,2 |
|
|
|
|
|
|
ж) критерии проверки погрешностей измерений параметров системы возбуждения - в соответствии с таблицей Б.6.
Г.6.2.8 Сценарий тестирования УСВИ (отдельного устройства измерения параметров системы возбуждения генераторов) при скачкообразном изменении угла зажигания
Условия проведения теста (проводят только для проверки точности измерения параметров системы возбуждения синхронных генераторов):
а) задать сигнал u f(t, , ), для которого:
A(t) = const {1,0} о.е.,
f пит.(t) = const {50} Гц,
(t) = ()°,
= const {15}°,
= const {-60; -45; -30; -15; 15; 30; 45; 60; 75; 90}°,
где - величина скачкообразного изменения угла зажигания;
A 0 - начальное значение угла зажигания (60°);
б) определить сигнал, соответствующий заданному среднему значению моделируемого сигнала u f (t, , ), изменение напряжения возбуждения принять мгновенным;
в) длительность одной ступени - 4 с, интервал времени перед ступенчатым изменением для расчета средних/максимальных значений абсолютных погрешностей - 2 с;
г) каждая ступень повторяется 3 раза, в качестве результата эксперимента приводят максимальные значения для каждого из параметров переходного процесса;
д) заполнить таблицу Г.17.
Таблица Г.17 - Результаты тестирования при скачкообразном изменении угла зажигания
Погрешности измерений и параметры переходного процесса для напряжения возбуждения U f |
||||
, В |
, В |
Т реакции, с |
, % |
|
- 60° |
|
|
|
|
- 45° |
|
|
|
|
- 30° |
|
|
|
|
- 15° |
|
|
|
|
+ 15° |
|
|
|
|
+ 30° |
|
|
|
|
+ 45° |
|
|
|
|
+ 60° |
|
|
|
|
+ 75° |
|
|
|
|
+ 90° |
|
|
|
|
е) критерии проверки погрешностей измерений параметров системы возбуждения - в соответствии с таблицей Б.6.
Г.6.2.9 Сценарий тестирования при скачкообразном изменении угла зажигания с последующим возвратом к исходному значению через заданное время
Условия проведения теста (проводят только для проверки точности измерения параметров системы возбуждения синхронных генераторов):
а) задать сигнал u f (t, , ), для которого:
A(t) = const {1,0} о.е.,
f пит.(t) = const {50} Гц,
(t) = ()°,
= const {15}°,
,
{0,04; 0,05; 0,1; 0,2},
= const {-60; -30; 30; 60; 90}°,
где - амплитуда импульса изменения угла зажигания;
A 0 - начальное значение угла зажигания (60°);
- ширина импульса изменения угла зажигания;
б) определить сигнал, соответствующий заданному среднему значению моделируемого сигнала u f (f, , ), изменение напряжения возбуждения принять мгновенным;
в) длительность одной ступени - 4 с, интервал времени перед ступенчатым изменением для расчета средних/максимальных значений абсолютных погрешностей - 2 с;
г) каждая ступень повторяется 3 раза, в качестве результата эксперимента приводят максимальные значения для каждого из параметров переходного процесса;
д) заполнить таблицу Г.18.
Таблица Г.18 - Результаты тестирования при скачкообразном изменении угла зажигания с последующим возвратом к исходному значению через заданное время
Погрешности измерений и параметры переходного процесса для напряжения возбуждения U f |
||||||
, В |
, В |
Т реакции_1, с |
, % |
Т реакции_2, с |
, % |
|
- 60° |
|
|
|
|
|
|
- 30° |
|
|
|
|
|
|
+ 30° |
|
|
|
|
|
|
+ 60° |
|
|
|
|
|
|
+ 90° |
|
|
|
|
|
|
е) критерии проверки погрешностей измерений параметров системы возбуждения - в соответствии с таблицей Б.6.
Г.6.2.10 Сценарий тестирования УСВИ (отдельного устройства измерения параметров системы возбуждения генераторов) при модуляции угла зажигания
Условия проведения теста (проводят только для проверки точности измерения параметров системы возбуждения синхронных генераторов):
а) задать сигналы u f (t, , ) и i f(t), для которых:
A(t) = const {1,0} о.е.,
f пит.(t) = const {50; 150; 300} Гц,
(t) = ()°,
= const {0}°,
f m = const {0,5; 1; 2; 5; 10; 15; 20} Гц,
где - амплитуда модуляции угла зажигания (30°);
A 0 - начальное значение угла зажигания (30°);
f m - частота модуляции угла зажигания;
б) определить сигнал, соответствующий среднему значению напряжения возбуждения, вычисленному на периоде частоты напряжения электропитания;
в) длительность одной ступени эксперимента - не менее двух периодов модуляции;
г) заполнить таблицу Г.19.
Таблица Г.19 - Результаты тестирования при модуляции угла зажигания
Частота напряжения электропитания 50 Гц | ||
f m, Гц |
Модуль абсолютной погрешности измерения напряжения возбуждения U f |
|
, В |
, В |
|
0,5 |
|
|
1,0 |
|
|
2,0 |
|
|
5,0 |
|
|
10,0 |
|
|
15,0 |
|
|
20,0 |
|
|
Частота напряжения электропитания 150 Гц | ||
f m, Гц |
Модуль абсолютной погрешности измерения напряжения возбуждения U f |
|
, В |
, В |
|
0,5 |
|
|
1,0 |
|
|
2,0 |
|
|
5,0 |
|
|
10,0 |
|
|
15,0 |
|
|
20,0 |
|
|
Частота напряжения электропитания 300 Гц | ||
f m, Гц |
Модуль абсолютной погрешности измерения напряжения возбуждения U f |
|
, В |
, В |
|
0,5 |
|
|
1,0 |
|
|
2,0 |
|
|
5,0 |
|
|
10,0 |
|
|
15,0 |
|
|
20,0 |
|
|
д) критерии проверки погрешностей измерений параметров системы возбуждения - в соответствии с таблицей Б.6.
Г.6.2.11 Сценарий тестирования УСВИ (отдельного устройства измерения параметров системы возбуждения генераторов) при модуляции напряжения электропитания
Условия проведения теста (проводят только для проверки точности измерения параметров системы возбуждения синхронных генераторов):
а) задать сигналы u f (t, , ) и i f(t), для которых:
A(t) = () о.е.,
f пит.(t) = const = {50; 150; 300} Гц,
(t) = const = {60}°,
= {15}°
I(t) = () о.е.,
f m = const {0,5; 1; 2; 5; 10; 15; 20} Гц,
где k x_U - амплитуда модуляции напряжения электропитания (0,2 о.е.);
k х_I - амплитуда модуляции тока возбуждения (0,2 о.е.);
А 0 - начальное значение напряжения электропитания (1,0);
f m - частота модуляции напряжения электропитания;
б) определить сигнал, соответствующий заданному среднему значению моделируемого сигнала u f (f, , ) с учетом ослабления амплитуды колебательной составляющей k x_I на коэффициент k f(f m), изменение напряжения возбуждения принять мгновенным:
;
(Г.23)
в) определить сигнал, соответствующий заданному среднему значению моделируемого тока возбуждения I(t) с учетом ослабления амплитуды колебательной составляющей k x_I на коэффициент k f(f m), изменение тока возбуждения принять мгновенным;
г) длительность одной ступени эксперимента - не менее двух периодов модуляции;
д) заполнить таблицу Г.20.
Таблица Г.20 - Результаты тестирования при модуляции напряжения электропитания
Частота напряжения электропитания 50 Гц | ||
f m, Гц |
Модуль абсолютной погрешности измерения напряжения возбуждения U f |
|
, В |
, В |
|
0,5 |
|
|
1,0 |
|
|
2,0 |
|
|
5,0 |
|
|
10,0 |
|
|
15,0 |
|
|
20,0 |
|
|
f m, Гц |
Модуль абсолютной погрешности измерения тока возбуждения I f |
|
, А |
, А |
|
0,5 |
|
|
1,0 |
|
|
2,0 |
|
|
5,0 |
|
|
10,0 |
|
|
15,0 |
|
|
20,0 |
|
|
Частота напряжения электропитания 150 Гц | ||
f m, Гц |
Модуль абсолютной погрешности измерения напряжения возбуждения U f |
|
, В |
, В |
|
0,5 |
|
|
1,0 |
|
|
2,0 |
|
|
5,0 |
|
|
10,0 |
|
|
15,0 |
|
|
20,0 |
|
|
f m, Гц |
Модуль абсолютной погрешности измерения тока возбуждения I f |
|
, А |
, А |
|
0,5 |
|
|
1,0 |
|
|
2,0 |
|
|
5,0 |
|
|
10,0 |
|
|
15,0 |
|
|
20,0 |
|
|
Частота напряжения электропитания 300 Гц | ||
f m, Гц |
Модуль абсолютной погрешности измерения напряжения возбуждения U f |
|
, В |
, В |
|
0,5 |
|
|
1,0 |
|
|
2,0 |
|
|
5,0 |
|
|
10,0 |
|
|
15,0 |
|
|
20,0 |
|
|
f m, Гц |
Модуль абсолютной погрешности измерения тока возбуждения I f |
|
, А |
, А |
|
0,5 |
|
|
1,0 |
|
|
2,0 |
|
|
5,0 |
|
|
Частота напряжения электропитания 50 Гц | ||
f m, Гц |
Модуль абсолютной погрешности измерения напряжения возбуждения U f |
|
, В |
, В |
|
10,0 |
|
|
15,0 |
|
|
20,0 |
|
|
е) критерии проверки погрешностей измерений параметров системы возбуждения - в соответствии с таблицей Б.6.
Г.6.2.12 Сценарий тестирования УСВИ (отдельного устройства измерения параметров системы возбуждения генераторов) при имитации короткого замыкания
Условия проведения теста (проводят только для проверки точности измерения параметров системы возбуждения синхронных генераторов):
а) задать сигнал i f(t), для которого:
,
I 0 = const {0,5; 1,0; 1,5} о.е.,
I 1 = const {0,5} о.е.,
I 2 = const {0,5} о.е.,
Т 1 = const {0,5; 0,25} с,
Т 2 = const {0,5; 0,25} с,
где I 0 - разница между исходным значением тока возбуждения и током возбуждения установившегося короткого замыкания;
I 1 - амплитуда колебательной (наведенной) составляющей тока возбуждения;
f 1 - частота колебательной (наведенной) составляющей тока возбуждения (100 Гц);
Т 1 - постоянная времени затухания колебательной (наведенной) составляющей тока возбуждения;
I 2 - значение апериодически затухающей составляющей тока возбуждения для начального момента времени;
Т 2 - постоянная времени затухания апериодически затухающей составляющей тока возбуждения;
б) определить сигнал, соответствующий заданному среднему значению моделируемого тока возбуждения I(t), изменение тока возбуждения принять мгновенным:
;
(Г.24)
в) длительность одной ступени эксперимента - 5 с;
г) заполнить таблицу Г.21 для значений I 0, при которых кривая I f(t) полностью соответствует диапазону измерений УСВИ (с учетом колебательной амплитуды составляющей);
Таблица Г.21 - Результаты тестирования при модуляции напряжения электропитания
I 0, о.е. |
T 1, с |
Т 2, с |
Модуль абсолютной погрешности измерения тока возбуждения I f |
|
, А |
, А |
|||
0,5 |
0,50 |
0,25 |
|
|
0,25 |
0,50 |
|
|
|
1,0 |
0,50 |
0,25 |
|
|
0,25 |
0,50 |
|
|
|
1,5 |
0,50 |
0,25 |
|
|
0,25 |
0,50 |
|
|
д) критерии проверки погрешностей измерений параметров системы возбуждения - в соответствии с таблицей Б.6.
Г.6.2.13 Сценарий тестирования УСВИ (отдельного устройства измерения параметров системы возбуждения генераторов) при линейном изменении частоты электропитания
а) задать сигналы u f (t, , ) и i f(t)), для которых:
Гц,
(t) = const = {60}°,
= {15}°,
f start {45; 55} Гц
f stop {55;45} Гц
k f (1; 2; 4; 8; -1; -2; -4; -8} Гц/с
,
,
где k f - скорость изменения частоты напряжения электропитания;
f start - начальное значение частоты напряжения электропитания;
f stop - конечное значение частоты напряжения электропитания;
б) определить сигнал, соответствующий заданному среднему значению моделируемого сигнала u f (t, , );
в) заполнить таблицу Г.22.
Таблица Г.22 - Результаты тестирования при модуляции напряжения электропитания
k f, Гц/с |
Модуль абсолютной погрешности измерения напряжения возбуждения U f |
|
, В |
, В |
|
1 |
|
|
2 |
|
|
4 |
|
|
8 |
|
|
- 1 |
|
|
- 2 |
|
|
- 4 |
|
|
- 8 |
|
|
г) критерии проверки погрешностей измерений параметров системы возбуждения - в соответствии с таблицей Б.6.
Г.7 Сценарии дополнительных тестов УСВИ
Г.7.1 Сценарии дополнительных тестов УСВИ при добавлении шума
В качестве дополнительных тестов с целью оценки величин погрешностей измерений УСВИ необходимо выполнить тесты в соответствии с Г.6.1.1, Г.6.1.2, Г.6.1.3, Г.6.1.4, Г.6.1.5, Г.6.2.1, Г.6.2.2, Г.6.2.3, Г.6.2.4, Г.6.2.5 при добавлении в модели эталонных сигналов тестов модели шума. При моделировании белого шума следует использовать такие числовые характеристики, как математическое ожидание и дисперсия при нормальном распределении случайного процесса.
Цель проведения тестов: оценочное определение погрешностей измерений УСВИ в условиях изменения параметров электрического режима, близких к реальным.
В модель сигналов напряжения и тока необходимо включить модель шума, наблюдаемого в режимных параметрах, при этом модели сигналов напряжения и тока с учетом шума должны иметь следующий вид:
,
(Г.25)
где (t), n u(t), n i(t) - уровни шума.
При проведении тестов с добавлением шума следует использовать следующую модель шума:
,
(Г.26)
где n 0(t) - тренд, математическое ожидание шума;
n n(t) - случайная составляющая, характеризуемая дисперсией.
Модель шума фазы должна иметь вид;
,
(Г.27)
где = 0,05 рад - амплитуда колебания фазового угла;
= 0,0025 Гц - частота колебания частоты;
,
(Г.28)
где = 0,01 рад - среднеквадратическое отклонение случайной составляющей абсолютной фазы;
(t) - белый шум.
Модель шума напряжения (шум, разный по фазам):
,
(Г.29)
где = 0,05 В - амплитуда колебания амплитуды напряжения;
= 0,01, 0,04 Гц - частота колебания амплитуды напряжения;
,
(Г.30)
где = 0,01 В - среднеквадратичное отклонение случайной составляющей напряжения;
n U(t) - белый шум.
Модель шума тока:
,
(Г.31)
где = 0,001 А - амплитуда колебания амплитуды тока;
= 0,01 Гц - частота колебания амплитуды тока;
,
(Г.32)
где = 0,01 А - среднеквадратичное отклонение случайной составляющей тока;
n I(t) - белый шум.
Г.7.2 Сценарий дополнительного теста УСВИ при линейном изменении частоты
Цель проведения теста - оценочное определение погрешностей измерений УСВИ в условиях изменения параметров электрического режима, близких к реальным.
Условия проведения теста:
а) задать сигнал X(t) = Х m cos ,
где X m: U ном = 100/ В; I ном = 1 A; = const;
и k u,i - коэффициенты, определяющие присутствие шума, причем = k u,i = 0 при отсутствии шума;
= k u,i = 1 при наличии шума;
df - скорость изменения частоты;
б) правила вариации параметра: частота изменяется линейно (см. рисунок Г.3), начиная с f ном = 50 Гц до 46 Гц с приведенной в таблицах Г.23, Г.24 скоростью изменения частоты;
Рисунок Г.3 - Правила линейного изменения частоты
в) принцип проведения теста: установить = k x = 0 и, изменяя в соответствии с условиями проведения теста частоту входного сигнала, определить погрешности УСВИ (с учетом интервала исключения (большее из (2/F s, 2/f ном), на котором погрешности не рассчитывают). Повторить тест при добавлении шума (правило моделирования сигнала с шумом приведено в Г.7.1) и заполнить таблицы Г.23, Г.24.
Таблица Г.23 - Погрешности измерений УСВИ при линейном изменении частоты
Вариация параметров |
Погрешности измерений УСВИ (U 1 (I 1)) |
||||||||
= 4 t измен.f, с |
df, Гц/с |
погрешность по модулю U 1, % |
TVE (U 1), %, без шума |
TVE (U 1), %, с шумом |
|||||
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
||
8 |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,33 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица Г.24 - Погрешности измерений УСВИ при линейном изменении частоты
Вариация параметров |
Погрешности измерений УСВИ |
||||||||
= 4 t измен.f, с |
df, Гц/с |
FE, Гц, без шума |
FE, Гц, с шумом |
RFE, мГц/с, без шума |
RFE, мГц/с, с шумом |
||||
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
||
8 |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,33 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Г.7.3 Сценарий дополнительного теста УСВИ при нелинейном изменении частоты
Цель проведения теста - оценочное определение погрешностей измерений УСВИ в условиях изменения параметров электрического режима, близких к реальным.
Условия проведения теста:
а) задать сигнал х(t) = + k u,in u,i(t), где
X m: U ном =100/ В; I ном = 1 А; = const; df - скорость изменения частоты;
,
(Г.33)
где Т е - постоянная времени;
и k u,i - коэффициенты, определяющие присутствие шума: = k u,i = 0 при отсутствии шума; = k u,i = 1 при наличии шума;
б) правила вариации параметра для теста 1: характер измерения частоты показан на рисунке Г.4, частота изменяется с f ном = 50 Гц до заданной в таблицах Г.25, Г.26 величины с постоянной времени Т е = 1 с. При этом после возврата частоты к значению f ном обязательно наличие восстановительного интервала времени длительностью не менее 7/F s (для УСВИ класса М), 2/F s (для УСВИ класса Р);
в) правила вариации параметра для теста 2: характер изменения частоты показан на рисунке Г.5, частота изменяется с f ном = 50 Гц до 46 Гц с постоянной времени Т е, заданной в таблицах Г.27, Г.28. При этом после возврата частоты к значению f ном обязательно наличие восстановительного интервала времени длительностью не менее 7/F s (для УСВИ класса М), 2/F s (для УСВИ класса Р);
Рисунок Г.4 - Характер изменения частоты в тесте 1
Рисунок Г.5 - Характер изменения частоты в тесте 2
г) принцип проведения теста: установить = k x = 0 и, изменяя в соответствии с условиями тестов значение частоты входного сигнала, определить погрешности измерений УСВИ. Повторить тест при добавлении шума (правило моделирования сигнала с шумом приведено в Г.7.1). Результаты зафиксировать в таблицах Г.25, Г.26, Г.27, Г.28.
Таблица Г.25 - Погрешности измерений УСВИ при нелинейном изменении частоты (тест 1)
Изменяемый параметр |
Погрешности измерений УСВИ (U 1 (I 1)) |
||||||||
f, Гц |
, Гц |
погрешность по модулю, % |
TVE, % |
TVE, %, с шумом |
|||||
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
||
49 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
48 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
47 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
46 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица Г.26 - Погрешности измерений УСВИ при нелинейном изменении частоты (тест 1)
Изменяемый параметр |
Погрешности измерений УСВИ (U 1 (I 1)) |
||||||||
f, Гц |
, Гц |
FE, Гц |
FE, Гц, с шумом |
RFE, Гц/с |
RFE, Гц/с, с шумом |
||||
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
||
49 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
48 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
47 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
46 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица Г.27 - Погрешности измерений УСВИ при нелинейном изменении частоты (тест 2)
Изменяемый параметр |
Погрешности измерений УСВИ (U 1 (I 1)) |
|||||||||
Частота, Гц |
t изменен.f, с |
Т е, с |
погрешность по модулю, % |
TVE, % |
TVE, %, с шумом |
|||||
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
|||
= 4 |
8 |
1,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,33 |
0,166 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица Г.28 - Погрешности измерений УСВИ при нелинейном изменении частоты (тест 2)
Изменяемый параметр |
Погрешности измерений УСВИ (U 1 (I 1)) |
|||||||||
Частота, Гц |
t перех.проц., с |
Т е, с |
FE, Гц |
FE, Гц с шумом |
RFE, Гц/с |
RFE, Гц/с, с шумом |
||||
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
макс |
сред |
|||
AF = 4 |
8 |
1,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,33 |
0,166 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Г.8 Требования к представлению результатов тестирования УСВИ
Результаты тестирования УСВИ должны быть сведены в таблицы Г.29 - Г.32 и представлены для каждого устройства в графической форме отдельно для основных и дополнительных тестов.
Непревышение пределов допускаемых погрешностей отмечают знаком "+".
Превышение пределов допускаемых погрешностей отмечают знаком "-".
Табличные значения результатов тестов для каждого устройства необходимо приложить к протоколу на цифровом носителе информации.
Таблица Г.29 - Итоговые результаты тестирования УСВИ в статических условиях
Тип УСВИ |
Класс |
Тестирование в статических условиях |
||||||||||||||
изменение амплитуды |
изменение фазового угла |
изменение частоты |
гармонические искажения |
интергармонические помехи |
||||||||||||
TVE |
FE |
RFE |
TVE |
FE |
RFE |
TVE |
FE |
RFE |
TVE |
FE |
RFE |
TVE |
FE |
RFE |
||
N 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица Г.30 - Итоговые результаты тестирования УСВИ в динамических условиях
Тип УСВИ |
Класс |
Тестирование в динамических условиях |
||||||||||||
модуляция по амплитуде |
модуляция по углу |
модуляция по амплитуде и углу |
линейное изменение частоты |
Примечание |
||||||||||
TVE |
FE |
RFE |
TVE |
FE |
RFE |
TVE |
FE |
RFE |
TVE |
FE |
RFE |
|||
N 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица Г.31 - Итоговые результаты тестирования УСВИ в динамических условиях
Тип УСВИ |
Класс |
Тестирование в динамических условиях |
||||||||||
скачкообразное изменение амплитуды сигнала |
скачкообразное изменение амплитуды сигнала |
Примечание |
||||||||||
TVE |
FE |
RFE |
Т реакции |
TVE |
FE |
RFE |
Т реакции |
|||||
N 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица Г.32 - Итоговые результаты тестирования УСВИ в дополнительных тестах
Тип УСВИ |
Класс |
Тестирование в дополнительных тестах |
|||||||||
линейное изменение частоты, f = const |
экспоненциальное изменение частоты, тест 1 |
экспоненциальное изменение частоты, тест 2 |
Примечание |
||||||||
TVE |
FE |
RFE |
TVE |
FE |
RFE |
TVE |
FE |
RFE |
|||
N 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.