Measurement of supply voltage properties in ships' electrical power systems

• Autorzy: Mindykowski J. , Tarasiuk T.

Warianty tytułu

PL

Pomiary parametrów napięcia zasilającego w okrętowych systemach elektroenergetycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper focuses on problems of estimation of supply voltage parameters in ships' electrical power systems. The relevant parameters have been shown and algorithms of their measurement have been presented. Moreover, applicability of presented approach has been laid. Particularly, parameters of voltage during changing of ship's power plant configuration have been discussed on the basis of chosen case registered on ro-ro ship and its measured data processed off-line. Special attention has been paid to quality of voltage waveform evaluation.

PL

Prezentowana praca dotyczy problematyki oceny parametrów napięcia zasilającego na szynach Rozdzielnicy Głównej w okrętowych systemach elektroenergetycznych. Tradycyjne podejście zakłada ocenę jakości napięcia zasilającego w oparciu o analizę zmian wartości skutecznej i częstotliwości badanego napięcia od ich wartości znamionowych oraz niekiedy analizę jego odkształceń harmonicznych, dokonywaną zwykle za pomocą współczynnika THD (Total Harmonic Distortion). Takie podejście nie ujmuje analizy zaburzeń przejściowych (transient), a także nie uwzględnia faktu przekroczenia dopuszczalnych zawartości poszczególnych harmonicznych. Autorzy poponują, niezależnie od badania wartości wspólczynnika THD, wyznaczanie wartości współczynników "pasmowych" DBF (Distortion Band Factor), dostarczających informacji o parametrach zaburzeń w danym paśmie. Detekcja i wyznaczanie miar ilościowych odnośnych zaburzeń ma istotne znaczenie dla oceny niezawodności pracy systemów elektroenergetycznych , a w szczególności dla celów identyfikacji przyczyn stanów awaryjnych. Proponowane procedury pomiarowe zakładają wykorzystanie dyskretnej transformanty Fouriera i dyskretnej transformanty falkowej jako narzędzi wzajemnie się uzupełniających. Przedstawione w pracy algorytmy pomiarowe zostały opracowane z myślą o pomiarach on-line wszystkich niezbędnych parametrów napięcia przy minimalizacji wymaganej mocy obliczeniowej zastosowanego układu mikroprocesorowego. Dyskusja przedstawianych algorytmów została przeprowadzona na podstawie analizy uprzednio zarejestrowanych próbek napięcia zasilającego na statku typu ro-ro. W procesie przetwarzania A/C badanego napięcia wykorzystano próbkowanie asynchroniczne, a zarejestrowane próbki analizowano z wykorzystaniem metody interpolacji przy wyznaczaniu rzeczywistych chwil przejścia przez zero badanego sygnału. Analizowano przypadek zmiany konfiguracji elektrowni okrętowej, tzn. przejście z pracy prądnicy wałowej do pracy wolnostojącego zespołu prądotwórczego. Szczególny nacisk położono na ocenę kształtu krzywej przebiegu czasowego napięcia zasilającego w analizowanych systemach. Dla analizowanego przypadku wykazano, iż analiza oparta na THD, traktowanym jako miara oceny zawartości harmonicznych w całym paśmie badanych częstotliwości, może pominąć przekroczenie "lokalne" zawartości harmonicznych w danym sub-paśmie, mogące mieć istotny wpływ na poprawne funkcjonowanie analizowanych systemów elektroenergetycznych.

Słowa kluczowe

EN

ships' electrical power systems; voltage properties; digital signal processing; digital wavelet transform

PL

okrętowy system elektroenergetyczny; parametry napięcia; cyfrowe przetwarzanie sygnałów

• Wydawca: Komitet Metrologii i Aparatury Naukowej PAN
• Czasopismo: Metrology and Measurement Systems
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. 9, nr 1
• Strony: 19--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Mindykowski J.

• Gdynia Maritime University

autor

Tarasiuk T.

• Gdynia Maritime University

Bibliografia

• 1. Mindykowski J., Tarasiuk T.: Electrical energy quality under ship conditions. XVI IMEKO World Congress, Wiedeń 2000, vol. VII, pp. 245-250.
• 2. Tarasiuk T.: Analiza metod i układów do wyznaczania wskaźników jakości energii w okrętowych systemach elektroenergetycznych. (Analysis of method and tools for energy factors estimation in ships` electrical power systems). Ph. D. thesis, Technical University of Gdańsk, 2001.
• 3. Bucci G., Landi C.: On-line digital measurement for the quality analysis of power system under non-sinusoidal conditions. IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference, Brussels, Belgium, June 1996, pp. 934-938.
• 4. Pałczyńska B., Tarasiuk T.: Method of measurement of voltage properties on bus bars of ship`s main switchboard – tools and preliminary results. Polish Maritime Research, no 2, June 2000, p. 8-11.
• 5. Arrillaga J., Watson N. R., Chen S.: Power system quality assessment, Wiley, 2000.
• 6. Reinecke H., Schild W.: Harmonics in main electric supply systems with semiconductor rectifiers and subsequent methods of compensation. IMECE`91 China, pp. 1-10.
• 7. Rules and Regulations for the Classification of Ships. Lloyd`s Register of Shipping 1996, cz. 6, Electrical Engineering.
• 8. PN-EN 50160 Parametry napięcia zasilającego w publicznych sieciach rozdzielczych. Październik 1998.
• 9. Angrisani L., Daponte P., D`Apuzzo M., Testa A.: A measurement method based on the wavelet transform for power quality analysis. Transactions on Power Systems, IEEE January 1998.
• 10. Weon-Ki Yoon, Devaney M.: Power Measurement Using the Wavelet Transform. IEEE Conference, USA, May 1998, pp. 801-806.
• 11. Szabatin J.: Podstawy teorii sygnałów. WKiŁ, Warszawa 2000.
• 12. Mindykowski J., Tarasiuk T.: Methods and appropriate instrumentation for estimation of electrical energy quqlity. Journal of the International Measurement Confederation, Measurement 23, April 1998, pp. 195-203.