METROLOGICZNE ASPEKTY NISKOCZĘSTOTLIWOŚCIOWYCH WAHAŃ NAPIĘCIA W SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ

Metrologiczne aspekty niskoczęstotliwościowych wahań napięcia w sieci elektroenergetycznej

W monografii dokonano oceny wpływu niskoczęstotliwościowych wahań napięcia na pracę wybranych odbiorników sieci elektroenergetycznej. Szczególną uwagę zwrócono na, często pomijany w pracach wielu innych autorów, aspekt określenia niedokładności otrzymanego wyniku pomiaru. Fakt ten stanowił motywację do podjęcia przez autora tej tematyki. Najbardziej podatnymi na wahania napięcia zasilania są różnego rodzaju źródła promieniowania optycznego. W monografii przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych, dotyczących wpływu niskoczęstotliwościowych wahań napięcia na stan wybranych źródeł promieniowania optycznego. Dokonano oceny właściwości metrologicznych analizatorów jakości energii elektrycznej. Przeprowadzono analizę niepewności, uzyskanych wyników pomiarów, przez wyznaczenie budżetów niepewności dla przykładowych sygnałów testowych. Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych i symulacyjnych dotyczących problemu przecieku widma w procesie oceny jakości energii elektrycznej.

SPIS TREŚCI
Streszczenie 9
Wybrane symbole i oznaczenia 11
1. Wstęp 13
1.1. Aktualne problemy metrologiczne w sieciach elektroenergetycznych 13
1.2. Uzasadnienie podjętej tematyki 14
1.3. Cel i zakres pracy 15
2. Wprowadzenie do pomiarów w sieciach elektroenergetycznych 21
2.1. Mierzone wielkości i parametry 21
2.2. Szereg Fouriera 21
2.3. Analizatory jakości energii elektrycznej 33
2.4. Ocena niedokładności wyniku pomiaru 34
2.4.1. Wprowadzenie 34
2.4.2. Błąd pomiaru 35
2.4.3. Niepewność wyniku pomiaru 36
2.4.3.1. Metoda typu A 37
2.4.3.2. Metoda typu B 38
2.4.3.3. Niepewność złożona 39
2.4.3.4. Niepewność rozszerzona 41
2.4.3.5. Budżet niepewności 43
3. Wahania napięcia 45
3.1. Wprowadzenie 45
3.2. Miary wahań napięcia 46
3.3. Źródła wahań napięcia 50
3.4. Wykorzystanie wahań napięcia do diagnostyki stanu sieci energetycznej 51
3.4.1. Przykład 1 — przykładowy punkt sieci niskiego napięcia 53
3.4.2. Przykład 2 — rozdzielnia niskiego napięcia dużego biurowca 57
3.4.3. Przykład 3 — rozdzielnia niskiego napięcia zakładu galwanizacyjnego 59
3.4.4. Przykład 4 — rozdzielnia niskiego napięcia palarni kawy 60
3.4.5. Wykorzystanie wahań napięcia do diagnostyki stanu sieci energetycznej podsumowanie 61
4. Migotanie światła 63
4.1. Wprowadzenie 63
4.2. Proces postrzegania światła 64
4.3. Współczynniki uciążliwości migotania światła Pst i Plt 65
4.4. Badania eksperymentalne 71
4.4.1. Wprowadzenie 71
4.4.2. Ocena uciążliwości migotania światła 72
4.4.3. Opis stanowiska pomiarowego — źródła inkadescencyjne, energooszczędne
i halogenowe 73
4.4.4. Wyniki badań eksperymentalnych — źródła inkadescencyjne,
energooszczędne i halogenowe 78
4.4.4.1. Badania wpływu częstotliwości modulacji fm na próg postrzegania migotania światła 78
4.4.4.2. Badania progu postrzegania migotania światła dla wybranych
kolorów oświetlanych powierzchni 81
4.4.4.3. Wykorzystanie optotypów w badaniach uciążliwości migotania światła wybranych źródeł promieniowania optycznego 85
4.4.5. Podsumowanie wyników badań dla źródeł inkadescencyjnych, energooszczędnych i halogenowych 95
4.4.6. Środowisko programowania LabVIEW 96
4.4.7. Opis stanowiska pomiarowego — źródło inkadescencyjne oraz diody LED 101
4.4.8. Wyniki badań eksperymentalnych — źródło inkadescencyjne oraz diody LED 107
4.4.8.1. Widzenie migotania światła emitowanego przez źródło
inkadescencyjne 108
4.4.8.2. Widzenie migotania światła emitowanego przez źródło LED 110
4.4.9. Podsumowanie — źródło inkadescencyjne oraz diody LED 113
5. Ocena właściwości metrologicznych analizatorów jakości energii elektrycznej 115
5.1. Wprowadzenie 115
5.2. Badanie analizatorów jakości energii elektrycznej 119
5.2.1. Badanie analizatorów klasy B 122
5.2.2. Badanie analizatorów klasy A 128
5.3. Podsumowanie 133
6. Problem przecieku widma w ocenie jakości energii elektrycznej 135
6.1. Wprowadzenie 135
6.2. Grupowanie i podgrupowanie harmonicznych 136
6.3. Zjawisko przecieku widma 138
6.4. Przykłady okien czasowych 141
6.5. Badania eksperymentalne 143
6.5.1. Wprowadzenie 143
6.5.2. Badanie analizatora typu B 146
6.5.3. Badanie analizatora typu A 148
6.6. Badania symulacyjne 153
6.7. Podsumowanie 156
7. Podsumowanie i wnioski 159
Bibliografia 163
Metrological Aspects of Low Frequency Voltage Fluctuations in the Power Network (Summary) 173