Obliczanie wskaźnika migotania światła

Zastosowany sposób wyznaczania nowej miary P** odkształceń niskoczęstotliwościowych napięcia sieci pozwala na podobną ocenę skutków tych odkształceń jak miara P_st wyznaczona dzięki dokumentom normatywnym. Zastosowanie takiego rozwiązania dało możliwość uproszczonej struktury przyrządu. Na rysunku 2 przedstawiono przebiegi czasowe znormalizowanych wartości P_st oraz P** wykorzystujące model zaproponowany przez A. Bienia.

Rys. 2. Przebiegi czasowe znormalizowanych wartości P_st oraz P ** [8] a) wynik pomiaru P_stuzyskany za pomocą miernika uciążliwości migotania światła, b) wynik wyznaczania P** uzyskany za pomocą modelu

Propozycja rozwiązania zagadnienia wskaźnika P_st

Zaprezentowane powyżej rozwiązania świadczą o problemach związanych z wyznaczaniem wskaźnika krótkookresowego migotania światła P_st. Przedstawiony zostanie sposób poprawy wyliczania wskaźnika P_st oparty na sprawdzeniu charakterystycznych zakłóceń w sieci. W instalacji elektrycznej istnieje możliwość wydzielenia pewnych typowych obwodów. Przedstawiony poniżej przykład instalacji oświetlenia ma na celu zobrazowanie idei wyznaczania wskaźnika migotania światła za pomocą charakterystycznych cech układu.

Rys. 3. Przebieg wskaźnika krótkotrwałego migotania światła P_st mierzony w ciągu jednego dnia pomiarowego

Rys. 4. Przebieg wskaźnika krótkotrwałego migotania światła P_st mierzony w ciągu jednego dnia pomiarowego z wyróżnieniem zakłóceń pochodzących z sieci

Na rysunku 3 przedstawiono przebieg wskaźnika krótkotrwałego migotania światła P_st mierzony w ciągu jednego dnia pomiarowego w fazie L1. Po przeanalizowaniu występujących w badanym obiekcie różnych rodzajów obciążeń można określić wpływ zakłóceń pochodzących z sieci. Poddając dalszej analizie obwody oświetleniowe, można wykluczyć zakłócenia wpływające na badany obwód (rys. 4) i przedstawić cechy charakterystyczne dla obwodu oświetleniowego w danym obiekcie (rys. 5).

Na rysunku 5 pokazano zmierzoną wartość wskaźnika P_st uwzględniającą zakłócenia pochodzące z sieci. Charakterystyka poprawionego wskaźnika P_st powstała w wyniku symulacji komputerowej wykorzystującej opracowane modele matematyczne zmian oraz proponowany algorytm obliczania wskaźnika P_st . Wykorzystując zależność (3) można otrzymać nową charakterystykę wskaźnika migotania światła.

Rys. 5. Przebieg wskaźnika krótkotrwałego migotania światła P_st mierzony w ciągu jednego dnia pomiarowego z uwzględnieniem zakłóceń pochodzących z sieci

Podsumowanie

W instalacji elektrycznej budynków biurowych oraz innych o podobnym przeznaczeniu istnieje możliwość wydzielenia pewnych typowych obwodów, których obciążenie cechuje się określonymi właściwościami w zakresie oceny parametrów jakości energii elektrycznej. Dane o tych parametrach umożliwiają realizację działań mających na celu poprawę jakości energii. W trakcie modelowania cyfrowego jest możliwa analiza różnych wariantów algorytmów obliczania krótkookresowego wskaźnika migotania światła i porównanie wyników z algorytmem zalecanym przez normę [1]. Krytyczna analiza zweryfikowanych algorytmów obliczeniowych pozwoli na wyłonienie algorytmów uwzględniających cechy wybranych, specyficznych grup odbiorników bądź cech sieci zasilającej. Określenie charakterystycznych, z punktu widzenia zjawiska migotania światła, cech zakłóceń wprowadzanych do sieci przez typowe grupy odbiorników i wybrane źródła generacji rozproszonej prowadzi do opracowania propozycji modyfikacji istniejącej procedury wyznaczania wskaźnika P_st z możliwym uwzględnieniem specyfiki sieci, zwłaszcza zasilanych z niej odbiorników i przyłączonych do niej odnawialnych źródeł energii.

Algorytm wyznaczania wskaźnika P_st uwzględniający specyfikę wybranych, charakterystycznych grup odbiorników oraz źródeł energii odnawialnej może w przyszłości posłużyć do tworzenia swego rodzaju „biblioteki algorytmów obliczania wskaźnika P_st”, w którą być może mogłyby być wyposażane rejestratory jakości energii elektrycznej.

Autorzy: Marta Bątkiewicz-Pantuła, Antoni Klajn

Artykuł powstał przy wsparciu projektu N511 306838.

LITERATURA:

[1] PN-EN 61000-4-15: 2003 Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC) – Metody badań i pomiarów – Miernik migotania światła – Specyfikacja funkcjonalna i projektowa

[2] Baggini A. (red.): Handbook of Power Quality. John Wiley & Sons, 2008

[3] Mombauer W.: Flicker in Stromversorgungsnetzen. VDE-Schriftenreihe Normen verständlich 110, VDE Verlag Berlin 2005

[4] Schlabbach J., Mombauer W.: Power Quality. VDE Schriftenreihe Normen verständlich 127, VDE Verlag Berlin 2008

[5] Mombauer W.: Ein neues Summationsgesätz für Flicker. ETZ, 2004 H 8

[6] Mombauer W.: EMV. Messung von Spannungsschwankungen und Flickern mit dem IEC-Flickermeter. VDE Schriftenreihe Normen verständlich, Band 109, VDE Verlag Berlin 2000

[7] Hanzelka Z., Bień M.: Voltage disturbances. Flicker measurement. Leonardo Power Quality Initiative application guide 2005 No 5.2.3

[8] Bień A.: Metrologia jakości energii elektrycznej w obszarze niskoczęstotliwościowych zaburzeń napięcia sieci. AGH, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2003

[9] PN-EN 50160: 2002. Parametry napięcia zasilającego w publicznych sieciach rozdzielczych

[10] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z 4 maja 2007 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego (Dz.U. z dnia 29 maja 2007, poz. 623)