PL225746B1 - Sposób ograniczenia wpływu odkształcenia napięcia sieci na dokładność pomiaru impedancji uziemienia metodą techniczną - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób ograniczenia wpływu odkształcenia napięcia zasilającego na dokładność pomiaru impedancji uziemienia metodą techniczną.

Znany jest sposób wyznaczania impedancji uziemienia metodą techniczną polegający na tym, że wymusza się przepływ prądu przemiennego przez badane uziemienie mierząc wartość tego prądu oraz wartość spadku napięcia na impedancji uziemienia badanego wywołanego przepływem prądu pomiarowego. Poszukiwaną wartość impedancji uziemienia wyznacza się jako iloraz wartości spadku napięcia na uziemieniu do wartości prądu pomiarowego. Pomiar impedancji uziemienia może być obarczony znacznym błędem na skutek występowania w gruncie napięć zakłócających.

Wpływ napięć zakłócających o częstotliwości sieciowej można ograniczyć poprzez zastosowanie źródła wymuszającego prąd pomiarowy o częstotliwości i kształcie innym od napięcia zakłócając ego. Wartości prądu pomiarowego przepływającego z generatora poprzez impedancję badanego uziemienia oraz wywołany przez ten prąd spadek napięcia mierzy się selektywnie na impedancji uziemienia w odniesieniu do strefy ustalonego potencjału. W znanym sposobie ostatecznie wyznacza się wa rtość ilorazu zmierzonych selektywnie wartości spadku napięcia do prądu, która to wartość ilorazu stanowi miarę wyznaczanej impedancji uziemienia. Taki zabieg pozwala ograniczyć moc zastosowanego źródła.

Innym znanym sposobem ograniczenia wpływu napięć zakłócających, stosowanym przy pomiarze impedancji uziemień rozległych, jest użycie źródła o dużej mocy wymuszającego prąd pomiarowy o znacznej wartości, takiej aby spadek napięcia na badanej impedancji był znacznie większy od poziomu zakłóceń. Można w tym celu wykorzystać generator lub transformator potrzeb własnych stacji elektroenergetycznej.

Metoda techniczna pomiaru impedancji uziemienia daje poprawne wyniki przy zasilaniu układu pomiarowego napięciem sinusoidalnym i polega na pomiarze skutecznych wartości prądu pomiarowego wymuszonego napięciem zasilającym oraz spadku napięcia na badanej impedancji wywołanego przepływem tego prądu. Wartość pomocnicza proporcjonalna do ilorazu wyznaczonych wartości skutecznych spadku napięcia do prądu jest miarą impedancji badanego uziemienia.

Transformator potrzeb własnych stacji jest podłączony do sieci elektroenergetycznej, której napięcie może być odkształcone w wyniku pracy odbiorników nieliniowych. Z tego powodu napięcie po stronie wtórnej tego transformatora, zasilające układ pomiarowy może być odkształcone. W wyniku tego odkształcenia zmierzona wartość impedancji może być obarczona zbyt dużym błędem.

Wynalazek rozwiązuje zagadnienie wyznaczania impedancji uziemienia metodą techniczną w obecności odkształcenia napięcia zasilającego układ pomiarowy.

Sposób ograniczenia wpływu odkształcenia napięcia zasilającego układ pomiarowy na dokładność pomiaru impedancji uziemienia metodą techniczną, w której mierzy się wartości skuteczne prądu płynącego przez badane uziemienie oraz wywołanego przezeń spadku napięcia na impedancji badanego uziemienia względem strefy ustalonego potencjału, a także wyznacza się wartość pomocniczą proporcjonalną do ilorazu wyznaczonych wartości skutecznych spadku napięcia do prądu charakteryzuje się według wynalazku tym, że do ograniczenia wartości prądu pomiarowego stosuje się impedancyjne obciążenie pomiarowe o charakterze indukcyjnym włączone szeregowo z impedancją uziemienia badanego. Wyznacza się zarówno wartość skuteczną tego prądu, jak i wartość skuteczną wywołanego przezeń spadku napięcia na impedancji badanego uziemienia względem strefy ustalonego potencjału. Następnie wyznacza się wielkość pomocniczą proporcjonalną do ilorazu wyznaczonych wartości skutecznych spadku napięcia do prądu, która to wartość pomocnicza stanowi miarę wyzn aczanej impedancji uziemienia.

Dzięki zastosowaniu w sposobie według wynalazku impedancyjnego obciążenia pomiarowego o charakterze indukcyjnym, włączonego szeregowo z impedancją uziemienia badanego, przy wym uszeniu prądu pomiarowego przemiennego przez napięcie zasilające, które może być odkształcone, wartość wyższych harmonicznych w prądzie pomiarowym oraz w spadku napięcia na badanym uzi emieniu wywołanym przepływem tego prądu ulega ograniczeniu. Wynika to z n-krotnego zwiększenia reaktancji indukcyjnej impedancji obciążenia pomiarowego dla n-tej harmonicznej zawartej w odkształconym napięciu zasilającym. Pozwala to na wyznaczanie impedancji uziemienia z większą dokładnością nawet przy zasilaniu układu pomiarowego napięciem silnie odkształconym.

Wynalazek jest bliżej przedstawiony w przykładzie wykonania i na rysunku przedstawiającym uproszczony schemat blokowy układu pomiarowego.

PL 225 746 B1

Układ do pomiaru impedancji uziemienia według wynalazku zawiera źródło zasilające napięcia przemiennego E, które wywołuje przepływ prądu pomiarowego o wartości skutecznej I w obwodzie składającym się z szeregowego połączenia impedancji uziemienia badanego Z_e, impedancji uziemienia pomocniczego Z_p, impedancji obciążenia pomiarowego Z₀, o charakterze indukcyjnym, a także układu pomiaru prądu A. Dodatkowo układ pomiaru napięcia V mierzy spadek napięcia o wartości skutecznej U_e wywołany przepływem prądu pomiarowego I na impedancji uziemienia badanego Z_e w odniesieniu do strefy ustalonego potencjału, w której umieszczona jest sonda napięciowa S. Sygn ały proporcjonalne do wartości skutecznych prądu I oraz spadku napięcia U_e przekazywane są do układu obliczeniowego UO, w którym wyznaczana jest zgodnie z zależnością:

(1) wielkość pomocnicza proporcjonalna do wartości mierzonej impedancji uziemienia.

Jeśli napięcie zasilające E jest silnie odkształcone, to zawiera ono wyższe harmoniczne o znacznych amplitudach. W obwodzie przepływu prądu pomiarowego I dominującą wartość impedancji stanowi jednak reaktancja indukcyjna obciążenia pomiarowego Z₀. Oznacza to, że dla n-tej harmonicznej napięcia zasilającego reaktancja indukcyjna impedancji obciążenia pomiarowego jest n razy większa niż dla składowej podstawowej tego napięcia zgodnie z zależnością:

Z_o (n) = na>L₀ gdzie: n - numer porządkowy harmonicznej, □ - pulsacja dla harmonicznej podstawowej,

L₀ - indukcyjność obciążenia pomiarowego.

Wynika z tego, iż udział n-tej harmonicznej w prądzie pomiarowym I jest znacznie mniejszy niż udział n-tej harmonicznej w napięciu zasilającym E. Mały udział wyższych harmonicznych w prądzie pomiarowym I oznacza również mały udział wyższych harmonicznych w spadku napięcia U_e wywołanym przepływem tego prądu przez impedancję uziemienia badanego Z_e, a więc wpływ odkształceń w napięciu zasilającym E na wynik pomiaru wyznaczony zgodnie z zależnością (1) jest znacznie ogra-

Claims (1)

1. Sposób ograniczenia wpływu odkształcenia napięcia zasilającego układ pomiarowy na dokładność pomiaru impedancji uziemienia metodą techniczną, w której mierzy się wartości skuteczne prądu płynącego przez badane uziemienie oraz wywołanego przezeń spadku napięcia na impedancji badanego uziemienia względem strefy ustalonego potencjału, a także wyznacza się wartość pomocniczą proporcjonalną do ilorazu wyznaczonych wartości skutecznych spadku napięcia do prądu, znamienny tym, że do ograniczenia wartości prądu pomiarowego stosuje się impedancyjne obciążenie pomiarowe o charakterze indukcyjnym włączone szeregowo z impedancją uziemienia badanego, przy czym wyznacza się zarówno wartość skuteczną tego prądu, jak i wartość skuteczną wywołanego przezeń spadku napięcia na impedancji badanego uziemienia względem strefy ustalonego potencjału, a następnie wyznacza się wielkość pomocniczą proporcjonalną do ilorazu wyznaczonych wartości skutecznych spadku napięcia do prądu, która to wartość pomocnicza stanowi miarę wyznaczanej impedancji uziemienia.