Akademia Morska w Gdyni

Szukaj Akademia Morska w Gdyni Poczta Mapa serwisu
Zeszyty Naukowe

Akademii Morskiej

w Gdyni

STRONA GŁÓWNA

 
 

KONTAKT

Zeszyt Naukowy 85/2014
Wydział Elektryczny
Wersją pierwotną czasopisma jest wersja elektroniczna.
Wybrane zagadnienia pomiarów, diagnostyki i eksploatacji w systemach elektroenergetycznych
Redaktor naukowy wydania prof. dr hab. inż. Janusz Mindykowski


SpisTresciZN085.pdf
Spis treści
StronaRedakcyjnaZN085.pdf
Strona redakcyjna
1. Analiza relacji czasowych w układzie rejestracji danych z systemu elektroenergetycznego Analiza relacji czasowych w układzie rejestracji danych z systemu elektroenergetycznego.pdf

Strony
7-15
Maśnicki R., Hallmann D.
Streszczenie
W artykule przedstawiono relacje czasowe pomiędzy procesami i operacjami realizowanymi podczas rejestracji danych z systemu elektroenergetycznego, zapisywanych do pamięci przenośnej pendrive. Autorzy przedstawiają i analizują pod kątem uzależnień czasowych kolejne etapy rejestracji danych, zawierających informacje o sygnałach w systemie elektroenergetycznym, od momentu ich przetworzenia na postać cyfrową, poprzez gromadzenie w pamięci procesora DSP, ich wysłanie z wykorzystaniem protokółu LVDS do układu FPGA, gdzie są one buforowane w ramkach 4 kB, a następnie wysłane za pomocą interfejsu SPI do pamięci procesora GPP, pracującego pod kontrolą systemu operacyjnego Linux. Wskazano zmianę sposobu synchronizacji ramek w komunikacji między FPGA a GPP, dzięki której wydatnie zwiększono efektywność wymiany danych między tymi układami. W module GPP, z wykorzystaniem narzędzi i sterowników dostępnych w środowisku Linux, dane zapisywane są na nośniku połączonym za pośrednictwem portu USB. Jest to proces krytyczny w łańcuchu wspomnianych operacji, wpływający na ograniczenie szybkości rejestracji danych. Ograniczenia te wynikają głównie z właściwości systemu Linux. W pracy omówiono konfigurację i procesy realizowane w podstawowych blokach funkcjonalnych toru rejestracji danych: ADC, DSP, FPGA oraz GPP z portem USB. Przeprowadzono analizę ograniczeń czasowych operacji realizowanych sekwencyjnie w poszczególnych blokach. „Wąskim gardłem” dla strumienia danych jest operacja zapisu do USB pod kontrolą GPP. W artykule przedstawiono wyniki badań szybkości przetwarzania danych w poszczególnych blokach i występujących ograniczeń czasowych. Zawarto wnioski na temat właściwości wbudowanego systemu operacyjnego, zainstalowanego w układzie GPP, oraz możliwości wykorzystania takich systemów w układach rejestracji danych. Przedstawiono korzyści i ograniczenia związane z ich użytkowaniem.
2. Sprzężenie różnych standardów interfejsów z wykorzystaniem układów FPGA Sprzężenie różnych standardów interfejsów z wykorzystaniem układów FPGA.pdf

Strony
16-25
Maśnicki R., Hallmann D.
Streszczenie
Układy FPGA, ze względu na ich otwartą konfigurację oraz sposób ich implementacji, mają szeroki zakres zastosowań. W artykule opisano uwarunkowania występujące przy projektowaniu aplikacji z wykorzystaniem układów FPGA, umożliwiających wymianę danych pomiędzy portami interfejsów o różnych standardach. Przedstawiono etapy realizacji projektu: od analizy wybranych interfejsów, poprzez dobór odpowiedniego układu FPGA, projekt aplikacji w języku VHDL, realizację symulacji, po konfigurację układu rzeczywistego oraz testowanie jego działania. W artykule przedstawiono przykładowe rozwiązanie przyrządu do pomiaru i rejestracji parametrów jakości energii elektrycznej, ilustrujące etapy projektowania układu łączącego porty interfejsów o różnych standardach, zarówno w zakresie parametrów sygnałów interfejsowych, jak i formatów przesyłanych danych. Przedstawiono sposoby realizacji aplikacji konfiguracyjnej FPGA. Omówiono metodykę badań prowadzonych na etapie symulacji funkcji wykonywanych w FPGA dla weryfikacji konfiguracji układu. Załączono wyniki badań prowadzonych podczas testowania poprawności działania sprzężonych interfejsów. Na przykładzie wybranego układu FPGA sformułowano wnioski określające zakres jego wykorzystania w kontekście możliwych do realizacji standardów sygnałowych, ograniczeń częstotliwości sygnałów wejściowych/wyjściowych oraz wskazano przykładowe standardy interfejsów, z którymi skonfigurowany układ FPGA może wymieniać dane przy określonych parametrach komunikacji.
3. Implementacja wybranych metod analizy stanów nieustalonych w środowisku Mathcad Implementacja wybranych metod analizy stanów nieustalonych w środowisku Mathcad.pdf

Strony
26-40
Jankowski P.
Streszczenie
W artykule przedstawiono możliwości (oraz ograniczenia) środowiska Mathcad do analizy złożonych układów w stanie nieustalonym. Jako przykład rozwiązano obwód liniowy metodą numeryczną, operatorową oraz zmiennych stanu w tym środowisku. W celu wyznaczenia macierzy tranzycyjnej zastosowano dokładną metodę Sylvestera z wykorzystaniem procesora symbolicznego, jak również przybliżoną metodę rozwinięcia w szereg Taylora. Wszystkie wyniki zostały dodatkowo zweryfikowane poprzez porównanie z rozwiązaniem metodą operatorową.
4. Badanie wpływu subharmonicznych na pracę transformatora jednofazowego w stanie obciążenia Badanie wpływu subharmonicznych na pracę transformatora jednofazowego w stanie obciążenia.pdf

Strony
41-49
Gnaciński P., Hallmann D., Jankowski P.
Streszczenie
Artykuł dotyczy wpływu subharmonicznych napięcia na pracę transformatora jednofazowego pracującego z obciążeniem o charakterze rezystancyjnym oraz z obciążeniem indukcyjnym. Przedstawiono analizę przebiegów prądu w uzwojeniach transformatora, a także przebiegów napięcia po stronie wtórnej. Dokonano oceny wpływu subharmonicznych napięcia na wartość skuteczną prądu uzwojeń oraz przeprowadzono krytyczną analizę wniosków przedstawionych w dotychczasowych pracach. Badanie wykonano metodą symulacji komputerowej, opierając się na modelu polowym 2D transformatora jednofazowego zaimplementowanego w środowisku Maxwell.
5. Model elektrowni okrętowej statku „Horyzont II” w programie PSCAD Model elektrowni okrętowej statku „Horyzont II” w programie PSCAD.pdf

Strony
50-59
Piłat A.
Streszczenie
W artykule przedstawiono model okrętowej sieci elektroenergetycznej wykonanej w programie PSCAD X4. Obiektem, który zasymulowano, jest statek szkolno-badawczy „Horyzont II”. Zamodelowano prądnice synchroniczne wraz z regulatorami napięcia oraz napędzającymi je silnikami diesla. Przedstawiono przebiegi chwilowe napięć i prądów podczas załączenia i wyłączenia odbiornika o liniowej i nieliniowej charakterystyce prądowo-napięciowej.
6. Analiza awarii w układzie elektroenergetycznym systemu dynamicznego pozycjonowania statku Analiza awarii w układzie elektroenergetycznym systemu dynamicznego pozycjonowania statku.pdf

Strony
60-67
Dęsoł M.
Streszczenie
Rozwój systemów dynamicznego pozycjonowania statku spowodował coraz większe zapotrzebowanie na zoptymalizowanie układów sterowania. Zwiększyła się również liczba rozwiązań wykorzystywanych w układach elektroenergetycznych służących do zasilania pędników tunelowych i azymutalnych. Wraz z tym wzrostem pojawiły się problemy związane ze skutkami awarii w rozbudowanych układach zarządzania mocą. W celu określenia, jak zachowuje się każdy system dynamicznego pozycjonowania zaimplementowany dla indywidualnej jednostki, przeprowadza się testy FMEA (Failure Modes and Effects Analysis).
7. Składowe mocy i ich rozdział między równolegle pracujące prądnice na promie pasażersko-samochodowym z napędem elektrycznym Składowe mocy i ich rozdział między równolegle pracujące prądnice na promie pasażersko-samochodowym z napędem elektrycznym.pdf

Strony
68-81
Górniak M.
Streszczenie
Stale rosnąca liczba odbiorników nieliniowych, w szczególności układów energoelektronicznych napędu głównego statku, powoduje zniekształcenia prądu oraz napięcia sieci i tym samym generuje moce harmonicznych. W takich warunkach analiza rozdziału mocy jedynie dla składowych podstawowych może być niepełna i prowadzić do niewłaściwych wniosków. Wstępne badania wykazały, że dla zniekształconych przebiegów napięcia i prądu pojawiają się rozbieżności w wartościach wskaźników rozdziału obciążeń wyznaczonych z mocy całkowitych i składowych podstawowych. W pracy omówiono wskaźniki rozdziału obciążeń: mocy czynnej, biernej, nieczynnej oraz prądu i wyniki ich pomiaru na promie pasażersko-samochodowym z napędem elektrycznym. Wyznaczono parametry rozdziału obciążeń według aktualnie obowiązującej normy IEEE 1459-2010. Wstępne badania wykazały, że pojawiają się różnice w wielkości wskaźników, w zależności od tego, jakie składowe mocy zniekształconych przebiegów prądów i napięć będą uwzględniane w pomiarze.
8. Rozdzielnice okrętowe – przegląd wybranych współczesnych rozwiązań Rozdzielnice okrętowe – przegląd wybranych współczesnych rozwiązań.pdf

Strony
82-94
Nowak T.
Streszczenie
Dynamiczny rozwój elektroenergetyki okrętowej w ostatnich latach oraz zainstalowane coraz większe napięcia i moce wymagają coraz sprawniejszych systemów dystrybucji energii (rozdzielnic). Artykuł jest próbą nieskomplikowanego spojrzenia na rozwój w dziedzinie budowy rozdzielnic okrętowych nn i Sn na podstawie kilku najważniejszych rozwiązań oferowanych przez producentów w kontekście wymagań towarzystw klasyfikacyjnych.
9. Jakość energii elektrycznej w mikrosieciach na wybranym przykładzie tandemu zespół prądotwórczy – beztransformatorowy zasilacz UPS Jakość energii elektrycznej w mikrosieciach na wybranym przykładzie tandemu zespół prądotwórczy – beztransformatorowy zasilacz UPS.pdf

Strony
95-108
Katarzyński J.
Streszczenie
W artykule przedstawiono analizę wpływu powiększonej impedancji przewodu neutralnego na zjawisko pojawiania się w przewodach roboczych składowej stałej prądu, generowanej przez beztransformatorowe zasilacze UPS. Wykazano, że wzrost impedancji przewodu neutralnego powoduje nasilanie się negatywnych zjawisk wnikania składowej stałej prądu do instalacji odbiorczej obiektu, zasilanej z zespołów prądotwórczych. Przedstawiono skutki tych zjawisk i wykazano błędy projektowe i montażowe.
10. Wybrane aspekty optymalizacji lokalizacji głównego punktu zasilania na terenie farmy wiatrowej. Część I. Analiza wybranych aspektów przygotowania i realizacji przykładowej farmy wiatrowej Wybrane aspekty optymalizacji lokalizacji głównego punktu zasilania na terenie farmy wiatrowej. Część I. Analiza wybranych aspektów przygotowania i realizacji przykładowej farmy wiatrowej.pdf

Strony
109-120
Domozych M., Kostyszyn R., Mindykowski J., Nowak T.
Streszczenie
W artykule podzielonym na dwie części przedstawiono wybrane aspekty optymalizacji lokalizacji głównego punktu zasilana GPZ (odbioru energii) na terenie farmy wiatrowej. W pierwszej części przedstawiono analizę wybranych aspektów przygotowania i realizacji przykładowej farmy wiatrowej, w drugiej przeprowadzono analizę lokalizacji abonenckiej stacji GPZ dla rozważanej farmy wiatrowej. Na kanwie trendów rozwoju energetyki wiatrowej w Polsce w niniejszej pracy zwrócono uwagę na aspekty prawne budowy elektrowni wiatrowej. Następnie omówiono proces przygotowania inwestycji budowy farmy wiatrowej w Polsce oraz przedstawiono studium przykładowej realizacji farmy wiatrowej z uwzględnieniem uwarunkowań technicznych inwestycji i ogólnych kryteriów wyboru lokalizacji głównego punktu odbioru energii.
11. Wybrane aspekty optymalizacji lokalizacji głównego punktu zasilania na terenie farmy wiatrowej. Część II. Analiza lokalizacji abonenckiej stacji GPZ przykładowej farmy wiatrowej Wybrane aspekty optymalizacji lokalizacji głównego punktu zasilania na terenie farmy wiatrowej. Część II. Analiza lokalizacji abonenckiej stacji GPZ przykładowej farmy wiatrowej.pdf

Strony
121-134
Domozych M., Kostyszyn R., Mindykowski J., Nowak T.
Streszczenie
W artykule podzielonym na dwie części przedstawiono wybrane aspekty optymalizacji lokalizacji głównego punktu zasilana GPZ (odbioru energii) na terenie farmy wiatrowej. W pierwszej części przedstawiono analizę wybranych aspektów przygotowania i realizacji przykładowej farmy wiatrowej, w drugiej przeprowadzono analizę lokalizacji abonenckiej stacji GPZ dla rozważanej farmy wiatrowej. W niniejszej pracy krótko omówiono system elektroenergetyczny na terenie przykładowej farmy wiatrowej oraz przedstawiono założenia, procedurę, modele efektywności ekonomicznej i wyniki wielokryterialnej analizy wyboru położenia abonenckiej stacji GPZ na terenie rozważanej farmy.
12. Ochrona urządzeń automatyki przemysłowej przed skutkami wyładowań atmosferycznych na wybranym obiekcie Ochrona urządzeń automatyki przemysłowej przed skutkami wyładowań atmosferycznych na wybranym obiekcie.pdf

Strony
135-145
Gołaszewski J.
Streszczenie
Omówiono zagrożenia związane z wyładowaniami atmosferycznymi oraz scharakteryzowane metody ochrony przed takimi zagrożeniami. Pokazano historię badań nad wyładowaniami atmosferycznymi, zjawisk im towarzyszących oraz odkryć z nimi związanych. Głównym celem artykułu jest przedstawienie skuteczności ochrony na wybranym obiekcie automatyki przemysłowej wraz z propozycją poprawy ochrony przed skutkami wyładowań atmosferycznych. W uwagach końcowych pokazano zalety wprowadzenia zaproponowanych zmian oraz ich wpływ na funkcjonowanie obiektu. Ze względu na wymaganą coraz większą niezawodność urządzeń elektronicznych oraz ich stale rosnącą liczbę, a także złożoność techniczną niezbędne jest zapewnienie nie tylko ochrony ich przed uszkodzeniem np. podczas przepływu prądu piorunowego, ale również prawidłowego funkcjonowania w warunkach zwiększonej ekspozycji na zakłócenia. W celu zaproponowania najlepszego rozwiązania techniczno-technologicznego konieczne jest dokładne poznanie specyfiki danego obiektu oraz rozważenie możliwości i efektywności różnych metod ochrony. Zakładem o dużym znaczeniu w województwie pomorskim jest Grupa LOTOS S.A. Jest to zakład bardzo nowoczesny i wymagający najwyższego stopnia ochrony ze względu na znaczenie strategiczne, wartość przetwarzanego surowca oraz wysoki stopień łatwopalności produktów wykorzystywanych w procesach technologicznych związanych z działalnością zakładu. W opracowaniu opisano proponowane metody ochrony oraz wyłoniono najlepszą metodę zabezpieczenia przed skutkiem wyładowań atmosferycznych, jak również przedstawiono metody wspomagające przewidywanie okresów o zwiększonej intensywności wyładowań w obszarze pracy Grupy LOTOS S.A.