Filtering of interference signals during measurements of grounding resistance using the subharmonic method

• Autorzy: Wołoszyk M.

Warianty tytułu

PL

Filtracja sygnałów zakłócających przy wyznaczaniu rezystancji uziemienia metodą podharmonicznej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In tests of grounding resistance in systems designed to work at technical frequencies, interference has an essential influence on the measurement results. New possibilities to eliminate this interference are offered by methods of particular sampling during grounding impedance measurements. They allow to measure selectively the tested fundamental signal with complete elimination of the influence of the DC component, all even and some odd harmonies. In these filtering methods, a measuring current is made to flow through the grounding system at a frequency of 25Hz. Interfering signals at 50 Hz and their higher frequencies become in this case even harmonies of the test signal. This eliminates very effectively the interfering effects of harmonics of the industrial frequency on the measurement result, as confirmed in tests of a model instrument built for the realization of the measurement.

PL

W trakcie pomiarów rezystancji statycznej uziemień metodami niskoprądowymi istotny problem stanowi wpływ zakłóceń na wynik pomiaru. Jest to szczególnie widoczne przy pomiarach na obszarach o dużym nasyceniu urządzeniami elektroenergetycznymi. Oprócz samego faktu występowania sygnałów zakłócających problemem mogą być również dynamiczne zmiany wartości tych sygnałów w trakcie wykonywania pomiaru, wynikające np. z rozruchów silników zainstalowanych w pobliżu miejsca wykonywania pomiaru.We współczesnych miernikach rezystancji uziemienia stosuje się prądy pomiarowe o wartościach nie przekraczających 300mA. W trakcie selektywnych, cęgowych pomiarów rezystancji uziemienia pracującego w systemie użyteczny prąd pomiarowy przepływający przez badane uziemienie jest wielokrotnie mniejszy . Oznacza to, że wartości sygnałów zakłócających mogą być wielokrotnie większe od sygnałów pomiarowych. W trakcie badań dotyczących pomiarów uziemień, opracowano metodę filtracji sygnałów zakłócających o wartościach wielokrotnie przekraczających poziom sygnału pomiarowego, wykorzystującą prąd pomiarowy o częstotliwości stanowiącej podharmoniczną częstotliwości sieciowej. Do wyznaczania wartości prądu i spadku napięcia na badanym uziemieniu stosuje się tzw. metodę szczególnego próbkowania. Ta niezwykle prosta w realizacji metoda pozwala na szybki pomiar harmonicznej podstawowej przebiegu badanego z całkowitą eliminacją wpływu składowej stałej, wszystkich parzystych harmonicznych oraz wybranych harmonicznych nieparzystych. Stosując tą metodę filtracji należy wymusić przepływ przez badane uziemienie prądu pomiarowego o częstotliwości 25Hz. Przebiegi zakłócające o częstotliwości 50Hz wraz z ich wyższymi harmonicznymi stają się w takim przypadku harmonicznymi parzystymi sygnału testowego i jako takie są niezwykle skutecznie eliminowane przez metodę szczególnego próbkowania. Podstawowe błędy w omawianej metodzie wynikają z niedoskonałego dopasowania częstotliwości sygnału pomiarowego do częstotliwości podharmonicznej przebiegów zakłócających, pochodzą od niewyeliminowanych harmonicznych przebiegu testowego, a także spowodowane są dynamicznymi zmianami wartości sygnałów zakłócających w trakcie cyklu pomiarowego. Błędy te można jednakże utrzymać na zadowalającym poziomie juz przy zastosowaniu niezwykle prostych środków pomiarowych. Model fizyczny urządzenia realizującego omawianą metodę przebadano pod względem wrażliwości na zakłócenia zewnętrzne zarówno napięciowe, jak i prądowe - stałe i przemienne. Zbadano również wpływ niedoskonałego dopasowania częstotliwości testowej do częstotliwości podharmonicznej sygnałów zakłócających oraz wpływ dynamicznych zmian wartości sygnałów zakłócających w trakcie wykonywania pomiaru. Uzyskane wyniki były w pełni satysfakcjonujące i potwierdziły przyjęte wcześniej założenia. Zadowalający poziom błędów pomiarowych uzyskano przy zewnętrznych sygnałach zakłócających o wartościach ponad 2-krotnie przekraczających dopuszczalny poziom zakłóceń stosowany w najlepszych obecnie miernikach rezystancji uziemienia.

Słowa kluczowe

EN

grounding; filtration; interference; subharmonic

PL

uziemienie; filtracja; zakłócenie; podharmoniczna

• Wydawca: Komitet Metrologii i Aparatury Naukowej PAN
• Czasopismo: Metrology and Measurement Systems
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. 9, nr 4
• Strony: 353--367
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wołoszyk M.

• Gdańsk University of Technology, Faculty of Electrical and Control Engineering

Bibliografia

• 1. Markiewicz H.: Bezpieczeństwo w elektroenergetyce. Warszawa, WNT 1999.
• 2. Jabłoński W.: Zapobieganie porażeniom elektrycznym w urządzeniach elektroenergetycznych wysokiego napięcia. Warszawa, WNT 1992.
• 3. Wołoszyk M.: Błędy w autokalibracyjnych pomiarach prądu uziemienia przy użyciu cęgów prądowych. PAK nr 9/2002.
• 4. LEM Electrical Grounding Techniques. Unilap GEO X: Materiały firmowe LEM Instruments Inc.
• 5. Miernik rezystancji uziemień typ MRU-100 MRU-I01: Materiały firmowe SONEL S.A.
• 6. Sawicki J.: The Finding of the Vector of the Fundamental Harmonic by the Method of a Particular Sampling, IMECO XI, Houston (USA) 1988, v. Aplic.
• 7. Wołoszyk M.: Rationalised Method of Particular Sampling for the Measurement of the Fundamental Harmonic. IMEKO XII, Beijing (China) 1991, vol. I.
• 8. Galewski M.: Metoda szczególnego próbkowania a FFT w pomiarach elektroenergetycznych. Międzynarodowe Seminarium Metrologów MSM'01, Rzeszów 2001.
• 9. Marven C.: Zarys cyfrowego przetwarzania sygnałów: WKŁ, Warszawa 1999.
• 10. Wołoszyk M., Sawicki J.: Wyznaczanie wektora wybranej harmonicznej nieparzystej przebiegu odkształconego metodą szczególnego próbkowania. Międzynarodowe Seminarium Metrologów MSM`01, Rzeszów 2001.
• 11. Galewski M, Wołoszyk M.: Fundamental Harmonie Power Measurement. XIII Imeko World Congress, vol. 3, Torino (Italy), September 5-9, 1994.
• 12. Wołoszyk M.: Sposób i układ do wyznaczania impedancji uziemienia w obecności zakłóceń. Zgłoszenie patentowe P 341448, 2000.
• 13. Wołoszyk M.: Wyznaczanie impedancji uziemienia w obecności zakłóceń metodą podharmonicznej. Krajowy Kongres Metrologii KKM`2001, Warszawa, 24-27.06.2001.
• 14. Galewski M. T.: Basic Errors of the Method of Particular Sampling; Proceedings of the Second International Workshop on Power Definitions and Measurements under Non-sinusoidal Conditions, Stressa (Italy), September 8-10. 1993.
• 15. Galewski M., Wołoszyk M.: Choice of A/D Converter for the Particular Sampling Method. XIV IMEKO World Congress, Tampere (Finland) 1997.
• 16. Galewski M., Wołoszyk M.: Dynamic error of period in particular sampling method: Third International Workshop on Power Definitionss and Measurements under Nonsinusoidal Conditions. Milano (Italy), September 25-27, 1995.
• 17. Wołoszyk M., Galewski M.: Noise Error of Particular Sampling Method: XVI Imeko World Congress, vol. IX, Vienna (Austria), September 25-28, 2000.