W artykule przedstawiono wyniki zastosowania okna czasowego o płaskiej charakterystyce amplitudowej do obliczania fazora w sieciach elektroenergetycznych. Otrzymane wyniki porównano do wyników uzyskanych dla okna prostokątnego i okna Hanna. Do określenia właściwości porównywanych metod obliczeniowych wykorzystano niektóre z testów zgodności standardu IEEE Standard for Synchrophasor Measurements for Power Systems, oraz zdefiniowane tam błędy TVE (total vector error) i FE (frequency error). Otrzymane wyniki wskazują, że okna o płaskiej charakterystyce widmowej pozwalają istotnie poprawić dokładność estymacji fazora zwłaszcza w stanie ustalonym.
EN
This paper presents results of direct phasor estimation by DFT with application of flat-top windows. Results obtained with rectangular window and Hann window are also presented for comparison. The quality of the phasor estimation is evaluated by TVE (total vector error) and FE (frequency error) as defined in the IEEE Standard for Synchrophasor Measurements for Power Systems. The application of flat-top windows resulted in significant reduction of TVE in steadystate compliance tests. For actual frequency fin=50±2,5 Hz maximum TVE was reduced about 30 times as compare to Hann window. The smallest maximum FE errors were also obtained for flat-top window. In dynamic compliance tests flat-top windows performed only slightly better than Hann window and rectangular window in frequency estimation, and maximum TVE error is even slightly higher than for rectangular window for modulating frequency above 2,5 Hz. Straightforward computation of the phasor based on one DFT bin has computational complexity N. Application of FFT algorithms is not advised, because only one DFT bin is required. The phasor may be computed on sample by sample basis by discrete time convolution with FIR filter. In that case reporting frequency is the same as the sampling frequency of the signal.
Przedstawiono wyniki symulacji pokazujące skutki stosowania okien przy wyznaczaniu widma, za pomocą MDFT, sygnałów próbkowanych niesynchronicznie. Symulacje przeprowadzono dla okna prostokątnego, okna Hanninga i zsynchronizowanego okna Hanninga. Najlepsze wyniki uzyskano dla zsynchronizowanego okna Hanninga, które pozwala w pełni wykorzystać zalety MDFT wynikające z synchronizacji funkcji bazowych szeregu Fouriera z harmonicznymi sygnału.
EN
The paper presents simulation results showing effects of application of windows when determining the spectrum by means of MDFT of signals sampled asynchronously. Simulations were performed for a rectangular window, Hanning window, and a synchronized Hanning window. The best results were obtained for the synchronized Hanning window, which allows to take full advantage of MDFT arising from synchronization of basis functions of the Fourier series with harmonics of the signal.
Wieloletnio eksploatowane konstrukcje stalowe wymagają okresowej kontroli stanu technicznego. Jednym z czynników decydujących o dopuszczeniu do dalszej eksploatacji jest stan materiału, stopień degradacji jego struktury oraz obecność wewnętrznych nieciągłości. W pracy podjęto próbę rozwiązania problemu jakościowej oceny rodzaju wady (pęknięcie, wtrącenie) w blachach stalowych stosowanych na konstrukcje mostów suwnicowych. Przedstawiono zastosowanie nowoczesnego defektoskopu cyfrowego USLT 2000I firmy Krauetkramer do badań ultradźwiękowych blach konstrukcyjnych. W pomiarach zastosowano impulsową metodę echa, wykorzystano głowice fal podłużnych o nominalnej częstotliwości 15 MHz z szerokim pasmem częstotliwości emitowanego sygnału ultradźwiękowego (3/22 MHz). Przedstawiono wyniki badań metalograficznych z zastosowaniem mikroskopii świetlnej i elektronowej skaningowej przeprowadzonych pod kątem analizy wielkości, rodzaju i rozmieszczenia wtrąceń niemetalicznych oraz pęknięć. Przeprowadzono teoretyczną analizę sygnałów ech pochodzących od przedstawionych warstw modelowych. Wykorzystano DFT (dyskretne przekształcenie Fouriera) do częstotliwościowej analizy sygnałów pochodzących od tych warstw. Przedstawiono wyniki pomiarów na modelach rzeczywistych oraz możliwości wykorzystania analizy częstotliwościowej sygnału echa do ilościowej i jakościowej oceny wad w badanych blachach konstrukcyjnych. Przedstawiono wybrane typowe sygnały ech uzyskanych podczas badań ultradźwiękowych konstrukcyjnych blach suwnicowych. Przedstawiona cyfrowa analiza sygnału pozwala w wielu przypadkach określić rodzaj wady, od której pochodzi analizowane echo.
EN
Long time exploitation of steel constructions necessitates of periodic quality test. The main factor, which is decisive of farther exploitation, is material condition, grade of its structure degradation and presents of internal imperfections. Main attempt has been devoted on qualitative description of flow in steel sheets using for construction of crane bridge girder. Possibility of application modern ultrasonic defectoscope USLT 2000I Krauetkramer and utilising digital signal recording for interpretation of flow in steel sheets was presented. Impulse echo method and 15 MHz broadband (3/22 MHz) probe G15MN ware used for performed examinations. Metallographic analysis (light and scanning electron microscopy) was fulfilled for quantitative, qualitative and dispersion description of non-metallic inclusions and cracks in examined steel sheets. Theoretical analysis of signal ware performed on the echoes reflected from proposed model layers. The results of theoretical consideration were experimentally verified on real models. The signal echo analysis was performed in frequency domain throughout utilization of Discrete Fourier Transform (DFT). The frequency domain analysis of signal was adopted for signal echo interpretation. The typical signals from cracks and non-metallic inclusions were presented. These signals were not distinguished during utilising observation by means of classical defectoscopes. The signal processing made it possible to utilise the know pulse-echo method for the coating thickness measurement and permits in many cases to qualitative analysis of defects.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.