Uniwersalny analizator-estymator jakości energii elektrycznej. Część I. Geneza i koncepcja

Abstract: 

W artykule podzielonym na dwie części przedstawiono nowy uniwersalny analizator-estymator jakości energii elektrycznej, opracowywany w ramach grantu rozwojowego R0102703 w Katedrze Elektroenergetyki Okrętowej Akademii Morskiej w Gdyni. W pierwszej części omówiono genezę i koncepcję nowego urządzenia, w drugiej części pokazano jego projekt i realiację techniczną. W niniejszej pracy krótko nawiązano do dwóch tendencji związanych z konstrukcją analizatorów jakości energii elektrycznej: pierwszej, opartej na wykorzystaniu komputera PC z kartą pomiarową, oraz drugiej, obecnie dominującej, dotyczącej urządzeń dedykowanych opartych na technologii procesorów sygnałowych, w tym układów programowalnych FPGA. Następnie dokonano krótkiego przeglądu dotychczasowych rozwiązań przyrządów do oceny jakości energii elektrycznych, opracowanych w KEO AM w Gdyni, wskazując na specyfikę aplikacji i wymagań obowiązujących w systemach okrętowych. W tym kontekście przedstawiono metody pomiaru parametrów jakości energii elektrycznej w rozważanych systemach, podkreślając różnice między metodami opisanymi w odnośnych normach IEC dla sieci lądowych a rzeczywistymi, odmiennymi warunkami istniejącymi w sieciach okrętowych. Konsekwencją pokazanych różnic jest podjęta próba opracowania nowego, uniwersalnego analizatora jakości energii elektrycznej, o opisanych cechach konstrukcyjnych i właściwościach metrologicznych.

Issue: 
Pages: 
7
19
Download: 
References: 

Aiello M., Cataliotti A., Nuccio S., A PC-based instrument for harmonics and interharmonics measurement in power supply systems, Measurement Elsevier, 2004, vol. 32, no. 4, s. 371–380.

Bilski P., Winiecki W., A low-cost real-time virtual spectrum analyser, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2007, vol. 56, no. 6, s. 2169–2174.

Bucci G., Landi C., A multi-DSP based instrument on a VXI C-size module for real-time measurements, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2000, vol. 40, no. 4, s. 884–889.

Dwyer R., Power quality measurements using general purpose data acquisition systems vs. dedicated PQ analyzers, IEEE PES Summer Meeting, 1999, s. 379–381.

Gnaciński P., Mindykowski J., Tarasiuk T., A new concept of the power quality temperature factor and its experimental verification, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2008, vol. 57, no. 8, s. 1651–1660.

Gnaciński P., Mindykowski J., Tarasiuk T., Effect of power quality on windings temperature of marine induction motors. Part II. Results of investigations and recommendations for related regulations, Energy Conversion and Management, Elsevier, October 2009, vol. 50, no. 10, s. 2477–2485.

McEachern A., A new ultra-low-cost power quality technology measurement, 9th Electrical Quality an Utilisation Conference, 9-11 October 2007, Barcelona, Spain (CD-ROM).

Mindykowski J. i inni, Uniwersalne analizatory-estymatory jakości energii elektrycznej, w szczególności do zastosowań w izolowanych systemach elektroenergetycznych, projekt badawczy rozwojowy R0102703 finansowany przez MNiSW, 2007–2011.

Mindykowski J., Szweda M., Tarasiuk T., Voltage and frequency deviations in exemplary ship’s network – research for ship owner, Electrical Power Quality and Uitalization Magazine, 2005, vol. I, no. 2, s. 55–61.

Mindykowski J., Tarasiuk T., DSP – based instrument for power quality monitoring on ships, IMEKO XIX World Congress, Lisbon (Portugal), September 2009 (CD-ROM).

Mindykowski J., Tarasiuk T., Szweda M., Badania jakości energii elektrycznej na statku „IMOR”, PRS, Raport techniczny nr 51, Gdańsk 2006.

Mortensen A. N., Johnson G. L., A Power System Digital Harmonic Analyzer, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 1988, vol. 37, no. 4, s. 537–540.

PN-EN 61000-4-7:2007, Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC). Część 4–7: Metody badań i pomiarów – Ogólny przewodnik dotyczący pomiarów harmonicznych oraz stosowanych do tego celu przyrządów pomiarowych dla sieci zasilających i przyłączonych do nich urządzeń.

Podesta L., Sangiovanni S., Zappitelli E., A new system for distorted three-phase sinusoidal quantities measurement, Measurement Elsevier, 2002, vol. 32, no. 1, s. 1–6.

Radil T., Ramos P.M., Janeiro F.M., Cruz Serra A., DSP based power quality analyser using new signal processing algorithms for detection and classification of disturbances in a single-phase power system, Metrology and Measurement Systems. Polish Scientific Publishers PWN, 2007, vol. XIV, no. 4, s. 483–494.

Tarasiuk T., Analiza metod i układów do wyznaczania wskaźników jakości energii w okrętowych systemach elektroenergetycznych, rozprawa doktorska, Politechnika Gdańska, Gdańsk 2001.

Tarasiuk T., Hybrid wavelet-Fourier method for harmonics and harmonic subgroups measurement – Case Study, IEEE Transactions on Power Delivery, 2007, vol. 22, no. 1, s. 4–17.

Tarasiuk T., Ocena jakości energii elektrycznej w okrętowych systemach elektroenergetycznych z wykorzystaniem procesorów sygnałowych, rozprawa habilitacyjna, Prace Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, Gdynia 2009.

Tarasiuk T., Problems of spectrum estimation in ship’s electric power networks, 8th EPQU Conference, 2005, s. 241–246.

Tarasiuk T., The method based on original DBFs for fast estimation of waveform distortions in ship systems – Case Study, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, May 2008, vol. 57, no. 5, s. 1041–1050.

Tarasiuk T., Szweda M., A few remarks about notching analysis – case study, 13th IMEKO TC-4 Symposium, Greece 2004, s. 504–509.

Xu Xiaoyan, Measurement and Control of Ship Electrical Power System for Saving Energy Consumption and Improving Reliability, praca doktorska, Politechnika Gdańska, Gdańsk 2008.

Citation pattern: Mindykowski J., Uniwersalny analizator-estymator jakości energii elektrycznej. Część I. Geneza i koncepcja, Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, Nr 66, str. 7-19, 2010

BibTeX     EndNote