2010. szeptember 30., csütörtök

Villamos energia minőségének vizsgálata, mérése

2010 szeptembere óta az UNI-FLEXYS Egyetemi Innovációs Kutató és Fejlesztő Közhasznú Nonprofit Kft. junior kutatója vagyok, valamint a Miskolci Egyetem alkalmazásában tanársegéd az Elektrotechnikai- Elektronikai tanszéken. Doktori tanulmányaimat 2007 és 2010 között a Hatvany József Informatikai Tudományok Doktori Iskolájában végeztem el. Kutatási területem a villamos energia minőségének vizsgálata, mérése. Olyan új és hatékonyabb mérési és adatfeldolgozási eljárásokat dolgozok ki, amivel gyorsabban és pontosabban el lehet végezni a villamos energetikai vizsgálatokat. Végső célom egy szakértőrendszer kiépítése, ami segít megkeresni a villamos zavarokat okozó káros fogyasztókat a hálózaton, valamint megmondja, milyen hatékonyan használjuk fel és mennyire tiszta az általunk vételezett villamos energia.

A következőkben röviden elmagyaráznám az elmúlt időszakban végzett munkámat. A villamos energia minősége akkor tökéletes, ha a vételezett feszültségjel egy 230V effektív értékű 50Hz-es szinusz. Tehát ha nem 230V vagy nem 50Hz vagy épp nem tökéletes szinusz, akkor már nem tökéletes villamos energiáról beszélünk. A villamos energia paramétereket 10 periódusonként kell meghatározni szabvány szerint, ami normás esetben 200ms. A probléma ott jelentkezik, hogy sajnos a hálózati frekvencia nem mindig 50 Hz, ezért a 10 periódus sem mindig 200ms. Ezt a problémát általában úgy oldják meg, hogy a mérés mintavételezési sebességét egy úgynevezett PLL áram áramkör segítségével szinkronizálják a hálózati frekvenciához. Tehát ha 50 Hz-es hálózati frekvencia esetén 20000Hz-el mérnénk, akkor a PLL áramkor 49.9 Hz esetén 19960Hz –re állítja be a mintavételezést. Ennek a megoldásnak a hátránya, hogy a hálózati frekvencia változása miatt a mintavételezés sebessége folyamatosan változik. A mai olcsóbb mérésadatgyűjtő kártyák nem támogatják a mintavételezési sebesség mérés közben való változtatását, és sajnos a mérési sebesség változtatása bizonyos időszinkronizálási problémákat is okoz. Azonban a PLL áramkör használata nélkül is meg lehet oldani az előbb felvázolt problémát állandó mintavételezési frekvencia alkalmazása mellet úgy, hogy felhasználjuk napjaink számítógépeinek számítási kapacitását. Az elmúlt időszakban tehát azon a szoftveres megoldáson dolgoztam, amivel PLL áramkör alkalmazása nélkül megoldható, hogy mindig 10 hálózati periódus kerüljön kiértékelésre. Ezt a feladatot elvégeztem, ami lehetővé teszi, hogy egy olcsóbb adatgyűjtő kártyával külön PLL hardver alkalmazása nélkül pontosan határozzuk meg a villamos hálózati paramétereket. A megoldást leteszteltem laboratóriumi körülmények között, és a következő hetekben valós ipari méréseknél fogjuk már alkalmazni.

Tehát még egyszer összefoglalva: ennek az új mérési módszernek az előnye az, hogy kevesebb költséggel, speciális hardver alkalmazása nélkül megoldható a hálózatanalizálás. Remélem ipari körülmények között is beválik az eljárás, valamint hogy ezt a leendőbeli szakértőrendszerembe beépítve egy újabb, korszerűbb és hatékonyabb hálózatanalizáló rendszert tudok létrehozni.


Írta:Bátorfi Richárd