Rozwiązanie będące przedmiotem patentów dotyczy zupełnie nowej metody pomiarowej, charakteryzującej się właściwością autokalibracji układu kondycjonowania napięcia, czyli układu obniżania wysokiego mierzonego napięcia do wartości akceptowanych przez standardowe przetworniki AC, czyli ±10VDC. Patenty te dotyczą różnych realizacji układów napięciowych. Jednakże sama metoda może być również stosowana w obwodach pomiaru prądu. Proponowana metoda może być również wykorzystywana w układach pomiarowych wielkości nieelektrycznych, takich jak temperatura, natężenie dźwięku, natężenie przepływu różnych mediów. Te obszary zastosowań wymagają dalszych prac koncepcyjnych i konstrukcyjnych.
Istotną cechą proponowanej metody i układu jest wyznaczanie właściwości pomiarowych przetwornika wraz z jego osprzętem, czyli kablami łączącymi układ z woltomierzem oraz z uwzględnieniem impedancji wejściowej woltomierza. Drugą unikalną cechą układu jest wyznaczanie stałej przetwornika jako liczby zespolonej. Zatem określane są nie tylko jego cechy amplitudowe ale i fazowe, indywidualnie dla każdej harmonicznej.
W powiązaniu z układami synchronizacji o precyzji rzędu ns, zastosowanie opracowanego rozwiązania umożliwia wykrywanie tras propagacji zaburzeń w liniach elektroenergetycznych. Dzięki temu realne staje się wykrywanie źródeł tych zaburzeń. Przykładowo, można lokalizować odcinki linii przesyłowej, w której zaczynają się ujawniać kłopoty z jej izolacją (wyładowania niezupełne). Wczesne wykrycie takiego miejsca może zapobiec niekontrolowanemu rozwojowi uszkodzenia. Można też wykrywać urządzenia energoelektroniczne, które istotnie degradują jakość energii elektrycznej.
Możliwa staje się budowa generatorów sygnałów testowych o kontrolowanej pochodnej zmiany tego sygnału i odpornych na rodzaj i wartość dołączonego do nich obciążenia.
Możliwa jest również budowa i instalowanie (z uwzględnieniem autokalibracji obwodów prądowych) liczników energii elektrycznej, w stosunku do których nie ma potrzeby okresowego ich demontażu w celu weryfikacji ich właściwości pomiarowych. Jedyną operacją może być wymiana jednego elementu zawierającego zweryfikowany przetwornik AC. Operacja ta może być przeprowadzana nawet bez przerywania normalnej pracy licznika. Złożoność tej operacji porównywalna jest z wymianą karty SIM w telefonie.
W opracowanym rozwiązaniu jednocześnie z autokalibracją przeprowadzana jest ocena stanu układu i jest ona porównywana z jego historią. Dlatego łatwo można wykryć niekorzystne trendy lub gwałtowną zmianę jego parametrów. Taka sytuacja może być skutkiem ingerencji osób niepowołanych.
Przemysłowa wersja dzielnika może być wykonana z elementów o wartościach wstępnie określonych z niepewnością około 5%, a mimo to cały układ pomiarowy może posiadać promilową niepewność. Ta cecha jest szczególnie korzystna w odniesieniu do drogich elementów wysokonapięciowych.
W odniesieniu do laboratoryjnej wersji układu, można uzyskać niepewność całego układu pomiarowego na poziomie pojedynczych ppm, przy zastosowaniu biernych podzespołów o przeciętnej niepewności. Również wysoka odporność układu na wpływy atmosferyczne i inne w miejscu jego pracy umożliwia wykonanie mobilnego stanowiska badawczego, które będzie wykorzystywane przy weryfikacji przekładników napięciowych stosowanych w energetyce w miejscu i w trakcie ich pracy. Unika się zatem kosztownego demontażu i przewożenia do wyspecjalizowanego laboratorium. Jednocześnie weryfikacji podlega przekładnik wraz z towarzyszącymi mu instrumentami oraz okablowaniem.
Metoda pomiarowa jest nowatorska, więc nie jest jeszcze związana z żadną normą czy standardem. Dlatego niezbędne jest rozpoczęcie długotrwałych i trudnych procedur legalizujących tę metodę.
Pomysłodawca i lider: dr inż. Jerzy Nabielec
Zespól: dr inż. Andrzej Wetula, dr inż. Dariusz Borkowski, mgr inż.
Szymon Barczentewicz, dr hab inż. Krzysztof Duda, dr hab.
inż.Andrzej Bień oraz (mgr inż. Ryszard Karbownicki PPUH
EKO-ENERGIA sp. z o.o.)