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Caso · PMU · norma IEEE C37.118

A tolerância já está na norma.

Os medidores de precisão da rede elétrica, as PMUs, tiram dezenas de "fotos" por segundo da tensão e da corrente. Uma norma internacional já diz quanto cada foto pode errar: 1%. Na maioria dos setores a gente precisa descobrir essa tolerância com o cliente; aqui ela vem pronta, num documento.

Tese: ainda não medido em dado de PMU
Espécime · o ângulo que dá a volta em 360°
ângulo medidoo que o arquivo devolve
0pior erro
0medições fora da tolerância
0pontos guardados
0,57°tolerância da norma

Ilustrativo: ângulo sintético com semente fixa, girando como gira quando a frequência da rede sai um pouco do nominal. Os pontos guardados são os mesmos nos dois modos; só muda como o leitor liga um ponto ao outro. A tolerância é a da norma: 1% de erro vetorial equivale a cerca de 0,57° de ângulo.

No dia a dia

Uma seta que gira, fotografada 30 vezes por segundo.

Pense no ponteiro de um relógio que nunca para. A corrente alternada da rede é assim: uma seta girando 60 vezes por segundo. Cada PMU fotografa essa seta, marcando o tamanho dela e o ângulo em que está, com um relógio de GPS que deixa medidores de cidades diferentes comparar as fotos no mesmo instante.

Esse par (tamanho e ângulo) é o fasor. É com ele que o operador vê a rede balançar antes de um apagão, e que a análise depois de uma perturbação reconstrói o que aconteceu.

A norma IEEE C37.118 define o erro vetorial total: a distância entre a seta medida e a seta verdadeira, dividida pelo tamanho da verdadeira. Para estar em conformidade, esse erro tem de ficar em até 1%. Na prática, a ponta da seta guardada pode estar em qualquer lugar de um círculo minúsculo em volta da ponta verdadeira, e nunca fora dele.

ângulo tamanho tolerância: 1%a ponta guardada ficadentro deste círculo
O fasor: tamanho e ângulo. A tolerância da norma é o pequeno círculo na ponta, com raio de 1% do tamanho da seta. É o mesmo "tubo" que o TUBE garante, só que desenhado em volta de uma seta.
Por que o ângulo é traiçoeiro

359° e 1° estão a 2° de distância.

Numa régua, 359 e 1 estão longe: 358 unidades. Num relógio, estão lado a lado. O ângulo da fase é de relógio, não de régua. Quando a frequência da rede fica um pouco acima ou abaixo de 60 Hz, a seta "escorrega" e o ângulo dá a volta completa de tempos em tempos.

Um compressor genérico trata cada canal como número numa reta. Tudo o que ele faz de "esperto" em cima disso quebra na virada: ligar dois pontos, tirar média, prever a tendência. A média de 359° e 1° dá 180° numa reta, e 0° no círculo. O espécime lá em cima mostra o efeito: com os mesmos pontos guardados, ligar pela reta cria erros de mais de cem graus bem na virada.

O TUBE tem um canal circular (o mesmo que usa para a direção de um drone): prevê, compara e garante a tolerância medindo a distância no círculo, que é justamente o que a norma mede.

na reta 0°180°360° 1° 359° média = 180° (errado) 358 de distância no círculo 359°1° média = 0° (certo) 2° de distância
A mesma dupla de ângulos, lida de dois jeitos. Na reta, a média cai do outro lado do relógio. No círculo, cai no lugar certo.
Perguntas sem abrir o arquivo

Conformidade com resposta provada.

Guardar meses de fasores de milhares de PMUs, dezenas de fotos por segundo cada, é um problema de volume. E o que se guarda tem erro regulado. Com a tolerância garantida por medição, o arquivo passa a responder perguntas sem ser aberto inteiro.

O CLAMP faz isso: para cada janela de tempo, devolve uma faixa que com certeza contém a resposta verdadeira, como "a frequência ficou fora da banda de conformidade nesta hora?" ou "qual o maior tamanho da seta neste evento?". Ele só descomprime os blocos que ficam na fronteira da pergunta.

Para uma auditoria, a diferença entre "a medida provavelmente ficou dentro" e "está provado que ficou, com esta margem" é a diferença entre um dossiê e um risco. E, de brinde, os pontos onde o sinal saiu do tubo formam o mapa de onde a rede se mexeu, como mostra o caso da rede elétrica.

pergunta: quantos segundos a frequência ficou fora da banda nesta hora? faixa devolvida verdade (garantida dentro) LoHi blocos do arquivo abertos: só os da fronteira lidos só pelo resumo
Uma pergunta de conformidade respondida sobre o arquivo comprimido: a resposta vem como faixa, e a verdade está garantidamente dentro dela. Só os blocos que tocam a fronteira são abertos.
Sendo honestos

Não é terreno virgem.

Já existe compressão amarrada ao erro vetorial no mercado: algoritmos que só guardam mudanças acima de uma fração do limite chegam a razões da ordem de 1000 para 1 em sinal de alta taxa. Há um concorrente especializado, e prometer arquivo menor sem medir seria desonesto.

O que defendemos como diferença está em outro lugar: a tolerância garantida em toda medição, conferida na leitura, e não "quase sempre dentro"; as perguntas com resposta provada sobre o comprimido; o canal circular para o ângulo; e o arquivo assinado com o GIRDER, que torna a perícia de uma perturbação à prova de adulteração.

O passo que falta, e que vem antes de qualquer promessa: pegar um registro real de PMU (há arquivos públicos de eventos de rede), comprimir com o canal circular e medir tamanho e aderência ao limite contra o concorrente, do jeito que medimos o TUBE contra o SZ3. O mais perto disso que já medimos é a frequência da rede britânica: 6 meses a 1 medição por segundo, 65,8 vezes menor que o original na janela do evento, nenhum ponto fora da tolerância de 10 mHz.

MedidoTese
Tolerância na norma (1% de erro vetorial)escrita na IEEE C37.118
Canal circular do TUBEem uso (direção de drone)aplicação ao ângulo da PMU
Frequência da rede, 6 meses, 1 por segundo65,8× menor, 0 fora da tolerância
Fasor de PMU real contra o concorrentefalta medir tamanho e aderência
Três palavras desta página
Fasor

A "foto" da corrente alternada: o tamanho da seta e o ângulo em que ela está naquele instante.

Erro vetorial total

A distância entre a seta guardada e a verdadeira, em porcentagem do tamanho. A norma aceita até 1%.

Canal circular

Um jeito de guardar ângulos que sabe que 359° e 1° são vizinhos.

Limites

Onde isso pode estar errado.

É tese, não medição

O encaixe é forte no papel, mas ainda não comprimimos um registro real de PMU nem medimos contra o concorrente especializado.

O concorrente é bom em tamanho

Com razões da ordem de 1000:1, é possível que o TUBE não ganhe em bytes. A venda, então, é a garantia por medição e as perguntas provadas.

Erro vetorial mistura tamanho e ângulo

Garantir 1% no conjunto exige dividir a tolerância entre os dois canais. Essa divisão ainda precisa ser escolhida e documentada.

Obrigação regulatória varia

As regras de retenção e de resposta de frequência mudam por país e operador. O argumento de auditoria precisa ser checado no regulador de cada cliente.

Ver também

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Fontes