Modern measurement of electrical energy quality indices

• Autorzy: Bień A.

Warianty tytułu

PL

Współczesny pomiar wskaźników jakości energii elektrycznej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Recent power networks provide electrical nergy to consumers of different characteristics. The way the power is supplied and the behaviour of the consumers generate various complex phenomena in power networks. From the electrical energy consumers' point of view, these phenomena cause changes of electrical energy quality parameters. These changes arę felt as worsening electrical energy quality. The electrical energy quality assessment is connected with measuring quality indices and, further, with comparing the indices obtained with limiting values specified in standardising documents. Indices definitions are based on physical phenomena connected with electrical energy transmission and with the influence exerted by the perturbed electrical energy on the consumers. The electrical energy quality assessment requires therefore using such instruments that measure the indices according to the adopted definitions and with inaccuracy as small as possible. Most electrical energy measurement definitions are implemented approximately. The approximation results from the adopted definitions, their descriptions and the method the measurement is implemented. The definitions of electrical energy indices and descriptions of their measurement implementations allow to construct measuring instruments based on different technologies of which digital measurement system are most widely used recently. The design of such measurement systems requires digital algorithms to be applied to measure signals specified in definition descriptions as analog operations. To make measuring instrument indications reliable, verification procedures are used. They shall reflect real working conditions of the measuring instrument. This is one of the essential reasons of substantial differences between the measurement results of the reliable measuring instruments. Recent measurement methods based on fast signal processing by means of signal processors and programmable structures will be better base for developing the definitions of the measured quantities, i.e. indices. Newly developed digital measuring instruments should take into account the real properties of power network and conditions of measurement.

PL

Współczesne sieci energetyczne dostarczają energię elektryczną do odbiorników o różnych właściwościach. Sposób dostarczania energii i zachowanie się odbiorników prowadzi do powstawania różnych złożonych zjawisk w sieciach energetycznych. Zjawiska te z punktu widzenia odbiorców energii elektrycznej prowadzą do zmian jej parametrów. Zmiany parametrów energii elektrycznej są odczuwane jako pogorszenie jej jakości. Ocena jakości energii elektrycznej jest związana z pomiarem wskaźników jakości i dalej porównaniem otrzymanych wyników z wartościami granicznymi podawanymi przez dokumenty normatywne. Wskaźniki te są definiowane w oparciu o zjawiska fizyczne związane z przesyłaniem energii elektrycznej i zjawiska związane z oddziaływaniem zaburzonej energii elektrycznej na odbiorców. Ocena jakości energii elektrycznej wymaga więc stosowania przyrządów pomiarowych realizujących pomiar wskaźników zgodnie z przyjętymi definicjami i możliwie małą niedokładnością. Większość definicji pomiarowych wskaźników jakości energii elektrycznej jest realizowana w sposób przybliżony. Przybliżenie to jest skutkiem przyjętych definicji, ich opisu i zastosowanego sposobu realizacji pomiaru. Definicje wskaźników jakości energii elektrycznej i opisy realizacji ich pomiarów umożliwiają konstruowanie przyrządów pomiarowych w oparciu o różne techniki, przy czym należy zauważyć, że realizacja pomiaru w oparciu o cyfrowe systemy pomiarowe aktualnie jest najszerzej stosowaną. Konstrukcje takich systemów pomiarowych wymagają stosowania cyfrowych algo rytmów wykonywania operacji na sygnałach pomiarowych, często podawanych w opisach definicyjnych jako operacje analogowe. W celu uwiarygodnienia wskazań przyrządów pomiarowych stosowane są procedury sprawdzające. Powinny one odzwierciedlać rzeczywiste warunki pracy przyrządu pomiarowego. Jest to jeden z podstawowych powodów sprawiających, że wyniki pomiarów pomiędzy uwiarygodnionymi przyrządami pomiarowymi mogą się znacznie różnić. Współczesne techniki pomiarowe oparte na szybkim przetwarzaniu sygnałów za pomocą procesorów sygnałowych i struktur programowalnych będą lepszą podstawą dla opracowania definicji wielkości mierzonych - wskaźników. Nowo opracowywane cyfrowe przyrządy pomiarowe powinny uwzględniać rzeczywiste właściwości sieci energetycznej i warunki pomiarów.

Słowa kluczowe

EN

measurement power quality; indexes; accuracy and limitation of measurements

PL

pomiar wskaźników jakości; dokładność pomiaru; ograniczenia pomiarów

• Wydawca: Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie ; Politechnika Łódzka
• Czasopismo: Jakość i Użytkowanie Energii Elektrycznej
• Rocznik: 2003
• Tom: T. 9, z. 2
• Strony: 63--71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz.

Twórcy

autor

Bień A.

• University of Science and Technology, Department of Meseurement and Instrumentation, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, tel. [phone],

Bibliografia

• 1. Guide to Quality oj Electrical Supply Jor Industrial Installations, Part 5, Flicker and Voltage Fluctuations, "Power Quality" Working Group WG2, 2000.
• 2. lEC 60868, Flickermeter, Functional and design specifications, 1986.
• 3. lEC 60868-0. Amendment l, Flickermeter; Functional and design specifications, 1990.
• 4. lEC 61000-4-15 Al Ed.l, Amendment to lEC 61000-4-15, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-15: Testing and measurement techniques - Flickermeter - Functional and design specifications, 2002-09-20.
• 5. IEC 61000-4-15:1997, Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4: Testing and measurement techniques - Section 15: Flickermeter - Functional and design specifications.
• 6. Power Quality Measurements Jor Contract Applications, ORAFT, SC 77A,WG9, TFI, 1998.
• 7. ArriIIaga J., Watson N. R., Chen S.: Power system quality assessment. John Wiley & Sons, LTO 2000.
• 8. Bień A., Szyper M., Rozkrut A.: Correctness of flickermeters calibration. IMEKO 2000 International Confederation XVI IMEKO World Congress, Hotburg Wien Austria, September 25-28, 2000.
• 9.Bień A., Rozkrut A.:A measurement scale for the light flickering phenomenon. procedigs 6th International Conference, Electrical Power Quality and Utilisation, September 19-21, Kraków, 2001, str. 231-239.
• 10. Bucci G., Landi C.: On-Line Digital Measurement for the Quality Analysis oj Power Systems Under Nonsinusoidal Conditions. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 48, No. 4, August 200 I.
• 11. CaIdara S., Nuccio S., Spataro C.: Digital Techniques Jor Flicker Measurement: Algorithms and Implementations Analysis. Proceedings of the 16th IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference, Volume 2, Venice Italy 24-26 V 1999.
• 12. Chen M. T. : Digital algorithms Jor measurement oj voltage flicker. lEE Proc.-Gener. Transm. Distrib., Vol 144, No. 2, March 1997.
• 13. Daponte P., Di Penta M., Mercurio G.: Transientmeter: a distributed measurement system fr power quality monitoring. Ninth International Conference on harmonics and quality of power Proceedings, Vol. II, Orlando, Florida USA, October 1-4, 2000.
• 14. Oash P.K., Mishra S., Salama M.M., Liew A . C .: Classiflcation oj power system Disturbances Using a Fuzzy expert system and a Fourier linear combiner; IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 15 No 2, April 2000.
• 15. Hanzelka Z., Bieñ A.: Voltage Fluctuation, International Workshop on Power Quality, Organized by Carlos III University, Electrical Engineering Department, Session 2: Perturbations, 21 May, Madrid Spain 2003.
• 16. Lakshimikanth A., Morcos M. M . : A power quality Monitoring System: a case study in DSP-Based Solutions for ower electronics. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 50 number 3, June 200 I.
• 17. Łobos T.: Advanced spectrum estimation methods for signal analysis in power electronics and systems. Electrical Power Quality and Utilisation, Kraków, Polska, September 19-21, 2001.