Detection of inter-turn faults in transformer winding using the capacitor discharge method

The paper presents results of an analysis of inter-turn fault effects on the voltage and current waveforms of a capacitor discharge through transformer windings. The research was conducted in the frame of the Facility of Antiproton and Ion Research project which goal is to build a new international accelerator facility that utilizes superconducting magnets. For the sake of electrical quality assurance of the superconducting magnet circuits, a measurement and diagnostic system is currently under development at Gdansk University of Technology (GUT). Appropriate measurements and simulations of the special transformer system were performed to verify the proposed diagnostic method. In order to take into account the nonlinearity and hysteresis of the magnetic yoke, a novel mathematical model of the transformer was developed. A special test bench was constructed to emulate the inter-turn faults within transformer windings.

Diagnostyka obwodów elektrycznych magnesów nadprzewodzących

W ramach międzynarodowego projektu FAIR, którego uczestnikiem jest również Polska, budowany jest obecnie w Darmstad (Niemcy) akcelerator kołowy. Będzie on służyć do rozpędzania ciężkich jonów do prędkości bliskich prędkości światła. Akcelerator ten będzie zbudowany z magnesów nadprzewodzących co pozwoli m.in. na minimalizację strat energii elektrycznej. Utrzymanie magnesów akceleratora w stanie nadprzewodnictwa wymaga kontroli kluczowych jego parametrów zarówno przed pierwszym uruchomieniem jak i w trakcie eksploatacji. Na Wydziale Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej opracowywany jest obecnie system pomiarowo-diagnostyczny, który ma służyć do testowania stanu obwodów elektrycznych magnesów nadprzewodzących. W artykule przedstawiono wymagania stawiane przed systemem pomiarowym oraz koncepcję działania podsystemów do kontroli stanu izolacji oraz poprawności połączeń magnesów. Omówiono także wnioski wypływające z badań elementów systemu pomiarowego.

SPRZĘTOWA SYMULACJA USZKODZEŃ W DIAGNOSTYCE MAGNESÓW NADPRZEWODZĄCYCH

Utrzymanie magnesów nadprzewodzących w stanie nadprzewodnictwa wymaga precyzyjnej kontroli ich parametrów zarówno przed pierwszym uruchomieniem jak i w trakcie ich użytkowania. Dla zapewnienia tej kontroli opracowywany jest obecnie na Wydziale Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej (w ramach międzynarodowego projektu FAIR) specjalistyczny system pomiarowo-diagnostyczny do testowania stanu obwodów elektrycznych magnesów nadprzewodzących. Urządzenie to wymaga kalibracji oraz okresowego testowania. Dla realizacji tego zadania budowany jest również sprzętowy symulator obwodów elektrycznych magnesu nadprzewodzącego, który umożliwi także szkolenie obsługi systemu. W artykule opisano koncepcję sprzętowego symulatora magnesu nadprzewodzącego. Przedstawiono założenia projektowe, wymagania stawiane budowanemu urządzeniu oraz sposób ich realizacji.

System do badania odporności na zakłócenia komunikacji liczników energii wykorzystujących technologię PRIME.

Technologia PRIME umożliwia przesyłanie sygnału informacyjnego (np. o zużyciu energii przez poszczególnych odbiorców) za pośrednictwem linii elektroenergetycznej. Zakłócenia występujące w sieci mogą jednak utrudniać prawidłową komunikację między urządzeniami podłączonymi do tej sieci. W celu zbadania wrażliwości urządzeń wykorzystujących technologię PRIME na zakłócenia zbudowano sprzęg AMI-Z1 umożliwiający wprowadzanie do sieci testowej zakłóceń kontrolowanych z poziomu komputera. Badania przeprowadzone na sieci testowej Instytutu Elektrotechniki w Gdańsku pozwoliły na ocenę właściwości liczników proponowanych do zastosowania w polskim systemie elektroenergetycznym.

Wpływ komutacyjnych załamań napięcia na dokładność pomiaru impedancji uziemienia metodą podharmonicznej.

Wyznaczanie impedancji uziemienia metodą podharmonicznej umożliwia uzyskanie dobrej dokładności pomiaru nawet w obecności silnych zakłóceń występujących w gruncie. Metoda ta charakteryzuje się znaczną odpornością na sygnały zakłócające o częstotliwości sieciowej jak również stałoprądowe. W artykule zaprezentowano wyniki badań nad wpływem zakłóceń wynikających z komutacyjnych załamań napięcia sieci na dokładność wyznaczania impedancji uziemienia metodą podharmonicznej.

Implementacja uogólnionego algorytmu szczególnego próbkowania dla wyznaczania harmonicznej podstawowej w środowisku LabVIEW.

Praca dotyczy opisu oraz implementacji uogólnionego algorytmu szczególnego próbkowania dla wyznaczania amplitudy harmonicznej podstawowej w środowisku LabVIEW. Algorytm szczególnego próbkowania umożliwia wyodrębnienie informacji o wartości amplitudy harmonicznej podstawowej ze spróbkowanego, odkształconego sygnału przy zastosowaniu stosunkowo prostych środków technicznych. Aplikacja może mieć zastosowanie w urządzeniach pomiarowych wyposażonych w prosty mikrokontroler. Zaletą opracowanego oprogramowania jest jego elastyczność, polegająca na automatycznym doborze zestawu próbek niezbędnych do filtracji wyższych harmonicznych, spełniającym zadeklarowane przez użytkownika wymagania.

Implementacja w środowisku LabVIEW aplikacji do badania wpływu dynamicznych zmian napięć zakłócających na dokładność metody podharmonicznej

Wyznaczanie rezystancji lub impedancji uziemienia metodą podharmonicznej umożliwia uzyskanie dobrej dokładności pomiaru nawet w obecności silnych zakłóceń pochodzących od prądów błądzących występujących w gruncie. Metoda podharmonicznej wykazuje znaczną odporność na zakłócenia o częstotliwości sieciowej jak i stałoprądowe. Problem mogą stanowić natomiast zmiany dynamiczne sygnałów zakłócających spowodowane np. rozruchami urządzeń elektrycznych. Prezentowana praca dotyczy implementacji algorytmu w środowisku LabVIEW, umożliwiającego symulację wpływu dynamicznych zmian napięcia zakłócającego na dokładność metody podharmonicznej. Zastosowanie tego narzędzia pozwala m.in. na określenie parametrów wykorzystywanej metody filtracji (liczby pobieranych próbek) zapewniających osiągnięcie przyjętej dokładności pomiaru przy założonym poziomie zakłóceń.

Nowa metoda pomiaru impedancji pętli zwarciowej bez wyzwalania wyłączników różnicowoprądowych

W referacie przedstawiono problematykę pomiaru impedancji pętli zwarciowej w sieciach z wyłącznikami różnicowoprądowymi (RCD - Residul Current Device) oraz zaproponowano nową metodę i układ do pomiaru impedancji pętli bez wyzwalania wyłączników RCD. Nowa metoda umożliwia przeprowadzenie pomiaru przy wykorzystaniu dużej wartości krótkotrwałego całofalowego prądu pomiarowego, co wpływa korzystnie na dokładność pomiaru. Metoda ta umożliwi łatwe przystosowanie obecnie produkowanych przyrządów do pomiaru impedancji pętli zwarciowej w obwodach z wyłącznikami RCD.

Błędy wyznaczania charakterystyk częstotliwościowych impedancji uzwojeń magnesów nadprzewodzących

W artykule przedstawiono zagadnienia związane z opracowaniem systemu do wyznaczania impedancji uzwojeń magnesów nadprzewodzących w funkcji częstotliwości. Omówiono strukturę sprzętową systemu i oprogramowanie, a także dokonano podstawowej analizy metrologicznej określając na podstawie badań symulacyjnych błędy wyznaczania modułu i argumentu poszukiwanej impedancji. Pokazano również przykładowe wyniki uzyskane przy użyciu omawianego systemu w GSI w Darmstadt.

Porównanie wyników badań diagnostycznych łożysk silnika indukcyjnego poprzez pomiary wibracji i prądu stojana

W referacie omówione są wyniki badań, wykonanych przez autorów, dotyczące diagnostyki łożysk silników z wykorzystaniem pomiarów wibracji oraz prądu stojana. Diagnostyka łożysk metodami wibracyjnymi ma jedną wadę - wymaga dostępności obiektu dla zainstalowania czujników. Jest to przyczyna poszukiwania nowych metod opartych na analizie prądu zasilającego silnik. Można przyjąć, że każda wada łożyska powoduje promieniowy ruch pomiędzy wirnikiem a stojanem maszyny. Zmiany te generują dodatkowe harmoniczne prądu stojana. W referacie został opisany komputerowy system pomiarowy, opracowany do pomiaru tych harmonicznych a także metoda przetwarzania sygnałów dla uzyskania informacji diagnostycznych oraz wyniki badań uzyskiwanych z pomiarów na obiektach z celowo wprowadzonymi uszkodzeniami łożysk.