SE525331C2 - Mätmetod för bestämning av riktning till flimmerstörkälla - Google Patents

Description

15 20 25' 30 att man skall uppleva att ljuset från glödlampan flimrar. Problem med flimmer uppstår i första hand i områden med utpräglad tung industri (jämverk och pappersbruk etc.) men kan också förekomma i områden med svaga elnät och i närheten av vindkraftsanläggningar. l händelse av ett orent elnät innefattande flimmer, är det intressant att veta var stömingskällan befinner sig. En elproducent vill visa att det är en konsument som gör elnätet orent 'och kan i sådana fall begära att konsumenten betalar en straffavgift eller åtgärdar problemet. En konsument å andra sidan vill givetvis visa att det ej är han som orsakar orenheten.

Dessutom vill konsumenten ha valuta för pengama och vill således påvisa att det är elproducenten som levererar oren el.

Att åtgärda problemet med flimmer är ofta en dyr operation där hela eller delar av nätet kan behöva byggas om på sådant sätt att elnätets inre impedansen minskar, t.ex. genom nya och grövre kablar. Ett annat sätt att åtgärda problemet är att installera motmedel mot den aktuella stömingen.

Sådana motmedel är normalt mycket kostsamma. Exempel på motmedel är "Static Var Compensator (SVC)" som dynamiskt kontrollerar förändringar i systemet.

Det finns metoder att bestämma halten av spänningsflimmer, vilket finns beskrivet i standarden lEC-61000-4-15. Mätinstrument som registrerar spänningsflimmer denna standard påvisar förekomsten av spänningsflimmer genom att beräkna och presentera parametrama lfl, Pst och Plt. Det finns dock inget i standarden eller i existerande mätinstrument som visar riktningen till störkällan i förhållande till mätpunkten. enligt EP 1072897 visar en mätmetod för att bestämma riktningen till en störkälla i ett svagströmsnät där en inducerad felsignal uppkommit i en ledare på grund av en yttre elektromagnetisk störkälla. Metoden innefattar stegen att mäta ström och spänning i ledaren för att därefter beräkna totala effekten som 10 15 20 25 30 ø Q o n ø 0 oo 0 0 o 0 0 o 0 In o o o erhåller ett teckenvärde beroende på polariteten hos måtanordningen.

Metoden i EP 1072897 kan ej appliceras på ett kraftnät innefattande lågfrekventa amplitudvariationer (flimmer) eftersom inducerade signaler adderas (superponeras) till en redan befintlig signa! och ger ej upphov till Skulle metoden normaltillstånd skulle metoden alltid ge besked om var generatorn befinner Iågfrekventa amplitudvariationer. användas i ett sig eftersom bärfrekvensen i kraftnätet är dominerande och metoden skulle således ej ge någon information om var flimmerstörkällan befinner sig.

CN 1195775 visar en metod att bestämma riktningen till ett fel i form av en kortslutningi ett starkströmsnät. Metoden innefattar stegen att mäta ström och spänning då felet uppstått för att därefter beräkna totala effekten som erhåller ett teckenvärde beroende på var i nätet felet. Metoden i CN 1195775 kan ej appliceras på ett kraftnät innefattande Iågfrekventa amplitudvariationer (flimmer) eftersom ett sådant fel som avses i CN 1195775 ej ger upphov till Iågfrekventa amplitudvariationer. Skulle metoden användas i ett normaltillstånd skulle metoden alltid ge besked om var generatorn befinner sig eftersom bärfrekvensen i kraftnätet är dominerande och metoden skulle således ej ge någon information om var flimmerstörkällan befinner sig.

US 4251766 visar en metod att bestämma riktningen till ett fel i form av en kortslutning i ett starkströmsnät. Metoden innefattar stegen att mäta ström och spänning i ett nomialtillstånd och i ett tillstånd då ett fel uppstått. Därefter beräknas totala effekten i de båda fallen och en jämförelse görs. Metoden i US 4251766 kan ej appliceras på-ett kraftnät innefattande Iågfrekventa amplitudvariationer (flimmer) eftersom ett sådant fel som avses i US 4251766 ej ger upphov till Iågfrekventa amplitudvariationer. Skulle metoden användas i ett normaltillstånd skulle metoden alltid ge besked om var generatorn befinner sig eftersom bärfrekvensen i kraftnätet är dominerande och metoden skulle således ej ge någon information om var flimmerstörkällan befinner sig, samt att effekterna beräknade vid de två tillfällena skulle bli lika stora och ingen skillnad skulle finnas. 0 IIOOOI 10 15 20 25 30 US 4352137 visar en metod att bestämma riktningen till ett fel i form av en kortslutning i ett starkströmsnät. Metoden innefattar stegen att mäta ström och spänning i ett normaltillstànd och i ett tillstånd då ett fel uppstått. Därefter beräknas totala effekten i de båda fallen och en jämförelse görs. Metoden i US 4352137 kan ej appliceras på ett kraftnät innefattande lågfrekventa amplitudvariationer (flimmer) eftersom ett sådant fel som avses i US 4352137 ej ger upphov till lågfrekventa amplitudvariationer. Skulle metoden användas i ett normaltillstànd skulle metoden alltid ge besked om var generatom befinner sig eftersom bärfrekvensen i kraftnätet är dominerande och metoden skulle således ej ge någon information om var flimmerstörkällan befinner sig, samt att effekterna beräknade vid de två tillfällena skulle bli lika stora och ingen skillnad skulle finnas.

Det finns således ett stort önskemål om en metod och en anordning som kan bestämma utbredningsriktningen hos flimmer. Utbredningsriktningen hos flimret visar om störningskällan befinner sig ovanför eller nedanför en mätpunkt och kan således vara till stor nytta när störningskällan skall spåras.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFlNNlNGEN Föreliggande uppfinning avser lösa de problem som angivits ovan vid lågfrekventa störningar som ger upphov till periodiska fluktuationer i spänningens effektivvärde. Sådana periodiska fluktuationer kommer nedan att benämnas lågfrekventa variationer eller flimmer.

Problemen löses genom en metod för bestämning av riktning till en störkälla i förhållande till en mätpunkt i ett elnät med växelström med en nätfrekvens f., med lågfrekventa amplitudvariationer från stömingskällan. Metoden kännetecknas av att en amplitudmodulerad strömsignal och en amplitudmodulerad spänningssignal spelas in. Både den amplitudmodulerade strömsignalen och den amplitudmodulerade spänningssignalen signalbehandlas på sådant sätt att de lågfrekventa 10 15 20 25 30 amplitudvariationerna i både ström och spänning separeras från bärvågen i form av ett störningsbidrag för ström och ett störnihgsbidrag för spänning.

Störningsbidraget för ström multipliceras därefter med störningsbidraget för spänning på sådant sätt att en produkt bildas. Produkten bearbetas på sådant sätt att en flimmereffekt II erhålls med ett teckenvärde som anger i vilken riktning en störningskälla befinner sig i förhållande till mätpunkten.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är teckenvärdet hos flimmereffekten i mätpunkten negativt då störningskällan befinner sig nedanför mätpunkten och positivt då stömingskällan befinner sig ovanför mätpunkten.

Metoden har två viktiga fördelar: 1. Flimmereffekten i mätpunkten bestäms. Därmed kan störningskällan (flimmerkällan) spåras. 2. Metoden är noggrann också när mätningen utförs via i nätet installerade spânnings- och strömtransformatorer. Frekvensspektrum hos en signal med flimmer består av bärvåg (t.ex. 50 eller 60 Hz) och på båda sidor om bärvågen sidband med frekvensavstånd till bärvågen motsvarande flimmerfrekvenserna. Hela signalpaketets (bärvåg och de lågfrekventa signalerna) frekvensspektrum finns alltså i ett smalt frekvensband kring bärvågen vilket innebär att mätning via existerande ström- och spänningstransformatorer kan utnyttjas eftersom dessa är utformade för högsta noggrannhet kring nätfrekvensen.

Uppfinningen kan utföras genom ett antal metoder beskrivna nedan. I l en första metod (metod 1) enligt en utföringsform av uppfinningen kännetecknas metoden av stegen; -upptagning av en amplitudmodulerad strömsignal i(n) innefattande signaler som härrör från nätfrekvensen fc samt de lågfrekventa amplitudvariationerna i strömsignalen i(n); n OIOOIO 10 15 20 25 30 -upptagning av en amplitudmodulerad spänningssignal u(n) innefattande signaler som härrör från nätfrekvensen fc samt de lågfrekventa amplitudvariationerna i spänningssignalen u(n); -signalbehandling av strömsignalen i(n) på sådant sätt att enbart de lågfrekventa amplitudvariationerna kvarstår i form av ett störnlngsbidrag för strömsignalen i(n); -signalbehandling av spänningssignalen (u(n)) på sådant sätt att enbart de lågfrekventa amplitudvariationerna kvarstår i form av ett störningsbidrag för spänningssignalen u(n); -bildande av en produkt genom multiplicering av störningsbidraget för ström och störningsbidraget för spänning, I -bearbetning av produkten på sådant sätt att en flimmereffekt H erhålls med ett teokenvärde som anger i vilken riktning störningskällan befinner sig i förhållande till mätpunkten.

En fördel med den första metoden är att den ej kräver någon stor datorkapacitet, utan lätt kan implementeras i en lämplig anordning.

Enligt en annan utföringsform av metod 1 innefattar metoden att; - signalbehandlingen av strömsignalen i(n) innefattar stegen; -bildande av en första demodulerad signal genom demodulering av strömsignalen i(n); -bortfiltrering av de signaler som härstammar från nätfrekvensen fc i den första demodulerade signalen på sådant sätt att enbart de lågfrekventa variationerna kvarstår i form av störningsbidraget för ström; - signalbehandlingen av spänningssignalen u(n) innefattar stegen; -bildande av en andra demodulerad signal genom demodulering av spänningssignalen; -bortfiltrering av de signaler som härstammar från nätfrekvensen fc i den andra demodulerade signalen på sådant sätt att enbart 10 15 20 25 de lågfrekventa variationerna kvarstår i form av störningsbidraget för spänning.

Enligt en annan utföringsform av metod 1 innefattar metoden stegen; -bortfiltrering av de signaler som härstammar från nätfrekvensen fc i den första demodulerade signalen på sådant sätt att enbart de lågfrekventa variationerna avseende störningsbidraget för ström kvarstår i form av en störningssignal ILFW för ström; -bortfiltrering av de signaler som härstammar från nätfrekvensen i den andra demodulerade signalen på sådant sätt att de lågfrekventa variationerna avseende stömingsbidraget för spänning kvarstår i form av en störningssignal ULW.) för spänning; -att produkten bildar en momentan effektsignal 1'I(n) genom multiplikation av störningssignalen han) för ström och störningssignalen Um", för spänning; -att produkten bearbetas genom medelvärdesbildning av den momentana effektsignalen I'I(n) varvid flimmereffekten H bildas med teckenvärdet.

Enligt ytterligare en annan utföringsform av metod 1 innefattar metoden att; -den första demodulerade signalen bildas genom kvadratdemodulering av strömsignalen; -den andra demodulerade signal bildas genom kvadratdemodulering av spänningssignalen.

Enligt en utföringsform av metod 1 utförs flltreringen med ett bandpassfilter med en undre gräns på 0.1 Hz och en övre gräns på 35 Hz. En föredragen övre gräns är dock 25 Hz. l en andra metod (metod 2) enligt en utföringsform av uppfinningen kännetecknas metoden av stegen; 10 15 20 25 30 i- ,, “_ ._ ._ *ha .... v \.- u.. l -upptagning av en amplitudmodulerad strömsignal i(n) innefattande signaler som härrör från nätfrekvensen fc samt de lågfrekventa amplitudvariationerna i strömsignalen i(n); -upptagning av en amplitudmodulerad spänningssignal u(n) innefattande signaler som härrör från nätfrekvensen fc samt de lågfrekventa amplitudvariationerna i spänningssignalen u(n); -frekvensanalys av vàgformen hos spänningssignalen u(n) genom en N- punkters DFT-analys (Discrete Fourier Transformation), vilket ger upphov till en spänningsvektor U som innehåller frekvensspektrum för spänningssignalen u(n) iform av N st komplexa spänningar; -frekvensanalys av vàgforrnen hos strömsignalen i(n) genom en N-punkters DFT-analys (Discrete Fourier Transformation), vilket ger upphov till en strömvektor I som innehåller frekvensspektrum för strömsignalen i(n) i form av N st komplexa strömmar; _ -bildande av en effektvektor P genom elementvis multiplikation av spänningsvektorn U och strömvektorn l; -multiplicering av effektvektorn P med en viktvektor W som eliminerar effektbidrag som härrör från nätfrekvensen, varvid effektvektorn P innefattar deleffekter Pk avseende effektbidrag från störningskällan, -bildande av en flimmereffekt H med ett teckenvärde genom summering av deleffekterna Pk, och; _ -analys av teckenvärdet, varvid teckenvärdet anger i vilken riktning störningskällan befinner sig från mätpunkten. l den andra metoden' signalbehandlas spänningssignalen u(n) och strömsignalen i(n) genom den ovan beskrivna frekvensanalysen. Produkten angiven vid metod 1 motsvaras i metod 2 av bildandet av effektvektorn P.

Störningsbidragen för ström och spänning i metod 1 har ej sin direkta motsvarighet i metod 2, utan störningsbidragen uppkommer i form av effektbidrag Pk avseende effektbidrag från störkällan efter det att effektvektorn P multiplicerats elementvis med viktvektorn W som innefattar 000000 I 000000 10 15 20 25 elementen wk. Den i metod 1 angivna bearbetningen motsvaras i metod 2 av att deleffekterna PK summeras.

Enligt en utföringsform av metod 2 bildas flimmereffekten II genom följande steg; -summering av deleffekterna Pk genom formeln: ~ 1 . n=2Rt-.{-2-W,,-U,,-1,,} lt=l En fördel med denna metod är att det ej uppkommer några demoduleringsrester.

Enligt en annan utföringsform av metod 2 bildas flimmereffekten II genom följande steg; -kvadratdemodulering X2 av spänningssignalen u(n); -kvadratdemodulering xz av strömsignalen i(n); -beräkning av frekvensspektrum hos den kvadratdemodulerade spänningssignalen genom en N-punkters DFT-analys (Discrete Fourier Transformation) vilket ger upphov till spänningsvektorn (U); -beräkning av frekvensspektrum hos den kvadratdemodulerade strömsignalen genom en N-punkters DFT-analys (Discrete Fourier Transformation) vilket ger upphov till strömvektorn (l); -bildande av flimmereffekten II genom summering av deleffekterna Pk som bidrar till flimmerfenomenet genom formeln: N r1=ZRe{%w1,,-U,-w2,,-1;} k=l 10 15 20 25 x, ..-J u... xJ i 10 där elementen w1k och w2k ersätter Wk och eliminerar effektbidrag som härrör från nätfrekvensen samt viktar fram rätt amplituder hos frekvenskomponenten Uk och lk enligt B1- för 1Sk_<_i wlk: c O för k>i 1 .. . - forlskšz wzk: c 0 för k>i där det antas att de lågfrekventa störningarna finns i ett frekvensband till och med ton i (0 < fmmme, s i).

Som visats ovan ger både metod 1 och metod 2 upphov till den uppfinningsenliga flimmereffekten H med ett teckenvärde som anger i vilken riktning en störkälla befinner sig iförhållande till en mätpunkt. Det är således möjligt att signalbehandla ström- och spänningssignalerna i både tidsplanet och frekvensplanet för att erhålla den önskade flimmereffekten H.

Uppfinningen avser även en anordning innefattande medel att utföra de ovan angivna metoderna.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar anordningen medel för bestämning av riktning till störkälla i förhållande till en mätpunkt i ett elnät med växelström med en nâtfrekvens f., med lågfrekventa amplitudvariationer från störningskällan. Anordningen kännetecknas av att den även innefattar; -medel att uppta en amplitudmodulerad strömsignal i(n) innefattande signaler som härrör från nätfrekvensen fc samt de lågfrekventa amplitudvariationerna i strömsignalen i(n); 10 15 20 25 30 11 -medel att uppta en amplitudmodulerad spänningssignal u(n) innefattande signaler som härrör från nätfrekvensen f., samt de lågfrekventa amplitudvariationerna i spänningssignalen u(n); -medel att signalbehandla strömsignalen i(n) på sådant sätt att enbart de lågfrekventa amplitudvariationerna kvarstår i form av ett störningsbidrag för strömsignalen i(n); -medel att signalbehandla spänningssignalen u(n) på sådant sätt att enbart de lågfrekventa amplitudvariationerna kvarstår i form av ett störningsbidrag för spänningssignalen u(n); -medel att bilda en produkt genom multiplicering av störningsbidraget för ström och störnlngsbidraget för spänning, -medel att bearbeta produkten på sådant sätt att en flimmereffekt II erhålls med ett teckenvärde som anger i vilken riktning störningskällan befinner sig i förhållande till mätpunkten.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen innefattar; - medlet för signalbehandling av strömsignalen (i(n)); -medel för bildande av en första demodulerad signal genom demodulering av strömsignalen (i(n)); -medel för bortfiltrering av de signaler som härstammar från nätfrekvensen (fc) i den första demodulerade signalen pà sådant sätt att enbart de lågfrekventa variationerna kvarstår i form av störningsbidraget för ström; - medlet för signalbehandlingen av spänningssignalen (U(fl)); -medel för bildande av en andra demodulerad signal genom demodulering av spänningssignalen; _ -medel för bortfiltrering av de signaler som härstammar från nätfrekvensen i den andra demodulerade signalen på sådant sätt att enbart de lågfrekventa variationerna kvarstår i form av störningsbidraget för spänning; IIOOOO 10 15 20 25 30 12 Enligt en annan utföringsform av uppfinningen innefattar anordningen; -medel för frekvensanalys av vågformen hos spänningssignalen (u(n)) genom en N-punkters DFT-analys (Discrete Fourier Transformation), vilket ger upphov till en spänningsvektor (U) som innehåller frekvensspektrum för spänningssignalen (u(n)) iform av N st komplexa spänningar; -medel för frekvensanalys av vàgformen hos strömsignalen (i(n)) genom en N-punkters DFT-analys (Discrete Fourier Transformation), vilket ger upphov till en strömvektorl som innehåller frekvensspektrum för strömsignalen (i(n)) i form av N st komplexa strömmar; -medel för bildande av en effektvektor (P) genom elementvis multiplikation av spänningsvektom (U) och strömvektom (l); i -medel för multiplicering av effektvektorn (P) med en viktvektor (VV) som eliminerar effektbidrag som härrör frán nätfrekvensen, varvid effektvektorn (P) innefattar deleffekter (PK) avseende effektbidrag från störningskällan, -medel för bildande av en flimmereffekt (II) med ett teckenvärde genom summering av deleffekterna (Pk), och; -medel för analys av teckenvârdet, varvid teckenvärdet anger i vilken riktning störningskällan befinner sig från mätpunkten.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer nedan att beskrivas i ett antal utföringsformer med hänvisning till ett antal figurer där;.

Fig. 1 visar en ekvivalent tvåpol för ett elnät enligt uppflnningen; Fig. 2a visar variationer i spänningens effektiwärde UL ; Fig. 2b visar variationer i strömmens effektivvärde lL; Fig. 3 visar ett frekvensspektrum för en amplitudmodulerad spänningssignal med endast en làgfrekvent komponent; 10 15 20 25 30 13 Fig. 4 visar ett signalflödesschema för en mätmetod enligt en utföringsfonn av uppfinningen; Fig. 5 visar ett signalflödesschema för en mätmetod enligt en annan utföringsform av uppfinningen; Fig. 6 visar ett signalflödesschema för en mätmetod enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen; Fig. 7 visar en amplitudkarakteristik för ett bandpassfilter som används vid utföringsformen beskriven i anslutning till Fig. 6; Fig. 8 visar ett principiellt blockschema över en anordning som kan användas vid metoderna beskrivna i de olika utföringsformerna; Figur 9 visar schematiskt ett nät innefattande en stömingskälla F1, en last L1, en generator G för generering av växelspänning, och; Fig. 10 visar schematiskt ett diagram över flimmereffekten II för ett antal samplingspunkter n.

FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Nedan kommer både allmän teori och ett antal utföringsformer att beskrivas.

Den allmänna teorin är nödvändig för förståelse av de nedan beskrivna utföringsformerna. Vid de ekvationer som beskrivs anger en punkt mellan två bokstäver i en ekvation en elementvis multiplikation av vektorer. - Som nämnts ovan avser uppfinningen ge en metod att bestämma i vilken riktning en störningskälla befinner sig i förhållande till en mätpunkt. Vid riktningsbestämning av lågfrekventa variationer såsom flimmer, måste vågformen hos spänning och ström spelas in i den eller de faser där riktningen skall bestämmas. Därefter skall den inspelade informationen 10 15 20 25 30 14 signalbehandlas enligt någon av de utföringsforrner som beskrivs i nedanstående slgnalflödesscheman. Resultatet av signalbehandlingen blir en flimmereffekt H med ett teckenvärde. Teckenvärdet anger i vilken riktning störningskällan befinner sig i förhållande till en mätpunkt.

I figur 1 visas en ekvivalent tvåpol för ett elnät enligt tidigare känd teknik.

Elnätet kan schematiskt delas in i tre delar vilka brukar benämnas generator 1, transmissionsledning 2 och last 3. När en last 3 ansluts, kommer en ström l att flyta i kretsen. Detta leder till att ett spänningsfall UZT uppstår över den inre impedansen Z-f varvid spänningen UL över lasten sjunker. Kopplas lasten in och ur periodiskt (cykliskt) kommer också strömmen I att öka och minska cykliskt, varvid spänningen UL minskar och ökar cykliskt (förutsatt att generatorspänningen UG hålls konstant).

I figur 1 visas en mätpunkt 17 och en punkt 18 som markerar en punkt ovanför, d.v.s. uppströms, mätpunkten 17 och en punkt 19 som markerar en punkt nedanför, d.v.s. nedströms, mätpunkten 17. Benämningarna ovanför och nedanför mätpunkten 17 är väsentliga då det skall anges i vilken riktning störningskällan befinner sig i förhållande till mätpunkten.

Enligt sker i upptagning amplitudmodulerad strömsignal i(n) innefattande signaler som härrör från en uppfinningen mätpunkten en av en nätfrekvens fc samt lågfrekventa amplitudvariationer i strömsignalen i(n). De lågfrekventa amplitudvariationer härrör från störningskällan. Dessutom sker en upptagning av en amplitudmodulerad spänningssignal u(n) innefattande signaler som härrör från nätfrekvensen fc samt de lågfrekventa amplitudvariationerna i spänningssignalen u(n). Även här härrör de lågfrekventa amplitudvariationer från störningskällan l figur 2a och 2b visas principscheman över variationer i spänningens effektiwärde URMS för spänningen UL och strömmens effektiwärde IRMS för strömmen l. Enligt uppfinningen avser förändringarna i effektivvärdena för 10 15 20 25 30 15 ström och spänning URMS och IRMS de momentana ändringarna i spänning och ström lågfrekventa amplitudvariationerna från störningskällan. I figur 2a och 2b visas ej signaler som uppkommer på grund av de som härrör från nätfrekvensen. Det är dock känt att de lågfrekventa amplitudvariationerna modulerar nätfrekvensen fc. De eventuella ändringar som sker i ström och spänning och som härrör från nätfrekvensen är försumbara. Effektiwärdesändringarna URMS och lRMs speglar således de momentana förändringarna i ström och spänning som kan härledas från de lågfrekventa variationerna. I figur 2a och 2b är det ur uppfinningssynpunkt därför enbart intressant att visa variationerna i spänningens effektiwärde URMS och strömmens effektivvärde IRMS. Variationerna i spänningens effektiwärde URMS och strömmens effektivvärde IRMS är, enligt den beskriven nedan, beroende på om uppfinningsenliga metoden störningskällan finns ovanför eller nedanför mätpunkten 17. l figur 2a visas situationen då flimmereffekten utbreder sig från last mot generator, varvid förändringama i effektiwärdena för ström IRMS och spänning URMS sker momentant och i motfas. Då lasten ökar, ökar strömmen l varvid spänningsfallet över UZT ökar, vilket ger att UL minskar momentant.

I figur 2b visas situationen då flimmereffekten utbreder sig från generator mot last, varvid förändringarna i effektivvärdena för ström IRMS och spänning URMS sker momentant och i fas. En ökning av UG ger momentan ökning av strömmen l, vilket ger en momentan ökning av UL, vilket således ger en samtidig ändring av ström och spänning.

Vid en teoretisk betraktelse av flimmer är det lämpligt att låta ström- och spänningssignalerna u(t), i(t)) beskrivas som en amplitudmodulation. Det matematiska uttrycket för sådana signaler ges av [1] och [2] enligt: u(t) = (UC + ÉUM, cos(co,,t + ß,,))cos(wct + ßc) [1] k -1 10 15 20 25 16 i(t) = (IC + Élmk cos(a>,,r + ak Ü cos(coct + ac) [2] k=1 Signaierna består dels av en bärvåg Uccos(mct) resp. iccos(coct) samt de Iågfrekventa flimmersignaierna Umkcosüiakt) resp. imkcos(mkt. index c avser bärvågens bidrag och index m avser den iågfrekventa variationens bidrag. index k anger index för en summering över k=1 värden till N värden.

I figur 3 visas ett frekvensspektrum för en amplitudmodulerad spänningssignai med endast en lågfrekvent komponent (entonsmoduiering).

Den lågfrekventa komponenten avser här en iågfrekvent ton som ger upphov till variationerna i ampiitud hos både ström och spänning. Med làgfrekvent ton avses här en lågfrekvent signal.

I figur 3 visas de frekvensband som den làgfrekventa variationen ger upphov tiil. i figur 3 avser fc bårfrekvensen och fm frekvensen hos den lågfrekventa variationen. Frekvenskomponenterna vid entonsmoduiering finns vid frekvenserna fc, fc-fm och fc+fm.

I figur 3 visas även amplituden Uc för spänningen hos bärfrekvensen fc samt amplituden Um/Z för spänningsbidraget från den iàgfrekventa variationen fc.

Figur 3 visar att ett frekvensspektrum hos den moduierande tonen bildar ett fc+fm fc-fm ursprungsamplituden Um i varje sidband och placerad på ett frekvensavstånd övre sidband och ett undre sidband med halva från bärfrekvensen fc motsvarande den moduierande frekvensen fm. Låga frekvenser såsom den làgfrekventa störningen ger upphov till sidband nära desto större frekvensavstànd hos den moduierande frekvensen från bärfrekvensen. bärfrekvensen. Ju högre frekvens hos störningen 10 15 20 25 000 c 17 Flimmereffekten, H, är den effekt som har sitt ursprung i de modulerande tonerna och kan tecknas T Q W H =-11; Umk cos(co,,t + ßk) ZIM cos(a1,,t + ak ))dt = {ortogonalïet} = 0 k=l k=l [31 U,, 1,, =° U, 1 I *2 k cos(ß,, -a,,)=š:'š-'""-cos(q>,,) TMa Formeln [3] visar »att de enskilda làgfrekventa tonerna i ström och spänning bildar, efter multiplikation och integrering, flimmereffekten. För att bestämma denna effekt måste de làgfrekventa signalerna i spänning och ström vara kända till amplitud och fas och kunna extraheras ur signalpaketen [1] och [2].

Detta kan göras på några olika sätt som leder till samma resultat. Exempel på olika metoder beskrivs nedan såsom olika utföringsformer av uppfinningen.

Nedan kommer två utföringsformer att beskrivas som bygger på att frekvensspektrum för de sarnplade vågformerna u[n] och i[n] bestäms genom att utföra en N-punkters DFT-analys (DFT = Discrete Fourier Transform). l det praktiska fallet kan en FFT-analys (FFT = Fast Fourier Transform) användas, vilket är en beräkningsalgoritm som ger samma information som Fourier- transformen). Utdata från analysen blir två komplexvärda spänning- och strömvektorer U och l, vilka innehåller frekvensspektrum för u[n] och i[n] i form av k = N st komplexa spänningar Uk och strömmar lk.

Frekvensupplösningen som erhålls beror på vald samplingsfrekvens (fs) samt antalet sampel N som ingår i beräkningen enligt sambandet Af = fs /N.

Matematiskt tecknas vektorerna U och l: U = [U,,U,,U3,...U,,, = [|U,|¿ß},|U2|¿,ß,,|U,|¿ß,,...,lUN|¿ß,,,] [41 10 15 20 25 18 1 = [1l,1,,1,,...,1,,,]= Mm,,|12|¿a2,l1,|¿a,,...,|1Nl¿aN,] [s] Komplexa effekten, S, skapas utifrån vektorerna U och l och innehåller effektstorheterna P (medeleffekt) och Q (reaktiv effekt) per ton enligt 1 .1 .1 . 1 . s =[s,,s,,s,,...s,,,]=[-¿U, -1, au, -1,,ïU, -1,,...,-¿UN -1,,]= =B|u,|¿ß, -|1,|¿-a,,å|u,|¿ß, -|1,|¿-a,,å|u,|¿ß, -|1,|¿_a,,...,å|u,,|¿ßN .|1N|¿ ah] = =[ålvl-lf.l<«».¿lf1=l-lf2l<«»2¿lv3l-l1=l1«1,---¿ltf~llmßpm]= =ln +fQ.,P, +1Q,,P, +fQ,,_.-,P~ +fQ~l [6] Den aktiva effekten P1 erhålls som realdelen av S1, enligt: P, = Re{s1} = Rep; + jQß,} [7] Vektorerna U, l och S innehåller frekvensspektrum från vinkelfrekvensen f = O Hz till f = fs Hz. Ofta önskar man vikta informationen och/eller nollställa vissa frekvenser. Ett enkelt och effektivt sätt att göra detta är att införa viktningsvektorn W enligt: W =[W1>W2=W3>-~-»WNß] [3] Viktningsvektorn W innehåller element, wk, som innehåller konstanter som elementvis multipliceras med U, I och S. Skall spänningsvektorn U nollställas för frekvenser ovanför halva samplingsfrekvensen utförs följande operation (punktnotationen i [9] avser elementvis multiplikation): Umod = U ' W där 10 15 20 25 19 1 för 1Sk_<. wk= 0 för -IšI- E 2 Umm är den modifierade spänningsvektorn innehållande frekvensspektrum upp till halva samplingsfrekvensen. Däröver är elementen i spänningsvektorn noll.

Viktningsvektoms element, wk, kan väljas så att önskat resultat uppnås. Till exempel kan filterkarakteristik åstadkommas genom att man väljer lämpliga värden på elementen wk. Vidare kan man införa olika viktningsvektorer för U, l och S i syfte att uppnå önskat resultat.

Flimmereffekten, fl, erhålls genom att summera de effekter, PK, vilka bidrar till flimmerfenomenet. Det vill säga ~ 1 . n =2Re{šW.-Uk-1k } [10] lz=l I figur 4 visas ett signalflödesschema för en mätmetod enligt en utförlngsform av uppfinningen för en första mätmetod. Beräkning av flimmereffekten H sker genom att frekvensanalysera vågformen hos spänning och ström. lnsignalerna till signalflödesschemat i figur 4 består av de två insignalsvektorerna, u[n] och iIn] , vilka innehåller de samplade vågformerna för spänning och ström. Avståndet i tid mellan två index (n och n+1) i insignalsvektorerna motsvarar 1/fs, där fs avser samplingsfrekvens. 10 15 20 25 20 Genom att utnyttja den tidigare beskrivna teorin på det signalflödesschema som beskrivs i figur 4 kan flimmereffekten beräknas. l figur 4 anges två block benämnda DFT som avser en transformering av ström- respektive spänningssignalerna i(n) och u(n) genom en s.k. Discrete Fourier Transform.

Signalen som kommer ut från DFT:n för spänningssignalen u(n) benämns U och innefattar komponenterna Ukzßk som avser ett antal värden för olika vinklar ßk , där index k anger vilken punkt som avses i DFT:n. Signalen som kommer ut från DFT:n för strömsignalen i(n) benämns I och innefattar komponenterna lkapk som avser ett antal värden för olika vinklar rpk, där index k anger vilken punkt som avses i DFT:n. I figur 4 visas en multiplikator 3 där vektorerna U, I och W multipliceras. Signalen ut från multiplikatom benämns P och avser en effektvektor innefattande komponenter deleffekter Pk som beskriver den aktiva effekten enligt [7] som realdelen av den komplexa effekten S enligt [6] och [7].

Pk = Reros-wk- I ukI 4sk- I ik I x-Qk) [ica] I figur 4 visas dessutom en summationspunkt 2 som anger bildandet av flimmereffekten II genom summering av de aktiva effekterna Pk enligt [10a], där: TI [1 Ob] IV k: 2 Re{o.5-wk- I uk I 43k- I ik I Ack } _.

Frekvensspektrum hos vågformerna u[n] och i[n] beräknas med en N- punkters DFT analys. Därefter beräknas flimmereffekten H genom att utnyttja

[10]. Innehållet i viktningsvektorn W är avgörande för det slutgiltiga resultatet.

Elementen i W skall väljas så att effekten i bårvågen nollställs och att endast de toner som härrör från flimmer tas med. Detta kan göras på tre sätt.

Antingen utnyttjar man informationen från 1) övre sidbandet, 2) undre 10 15 20 25 21 sidbandet eller 3) summerar per frekvens informationen i de båda sidbanden och därefter beräknar effekten genom att utnyttja [10].

För att exemplifiera hur beräkningarna går till antar vi att bärvågssignalen finns i element M hos vektorerna U och I. Vi antar vidare att de lågfrekventa flimmertonerna i vektorerna U och Ifinns i elementen k med indexen: M-íSk Antalet flimmertoner ges av konstanten i. Väljer man att utnyttja informationen i undre sidbandet vid beräkning av flimmereffekten väljs elementen wk i viktningsvektorn W enligt O för 1Sk wk= 2 för M-iSk O för MSkSN Flimmereffekten skapas därefter genom att utnyttja formel [10].

Väljer man att utnyttja informationen i övre sidbandet vid beräkning av flimmereffekten skall elementen w.. i viktningsvektorn W väljas enligt 0 för 1.<_k$M wk= 2 för M 0 för M+i Flimmereffekten skapas därefter genom att utnyttja formel [10]. 10 15 20 22 Väljer man att utnyttja informationen i båda sidbandet för att beräkna flimmereffekten skall elementen wk i viktningsvektorn W väljas enligt 0 för 1$k w,,=1 för M-iSk O förk=M Flimmereffekten 1'I skapas därefter genom formeln i-l 1 . n = ZRe{š Wk- ' (Ugia-nk) + U(M+i-k) ' (I(M-i+k) + lurar-IQ) } KSU [1 Oc] I figur 5 visas ett signalflödesschema av en andra mätmetod enligt en annan utföringsform av uppfinningen, där beräkningen av flimmereffekten sker genom kvadratdemodulering av spänning och ström varefter en DFT-analys av de lågfrekventa signalerna utförs.

Metoden påminner om den första mätmetoden beskriven i anslutning till figur 4, med den skillnaden att innan frekvensspektrum beräknas så kvadratdemoduleras signalerna vilket i figur 5 benämns X2. Därmed separeras de lågfrekventa signalerna från bärvågen enligt nedanstående uttryck: 10 15 20 23 2 u” (t) = (UC + ÉUM cos(a>,,t + ßg) cosz (men ßc) = k=l = [Uf + 2 - UC -É/:Umk cos(w,,t + ßk) +(ÉU,,,,, cos(w,,t + ßk )) J-å(1+ cos(2coct + 2ßc)) = i=| k=l Ui 1 ~ 1 N 2 = 5 +-2--2-Uc-ZUMcos(m,,t+ß,,)+š-(ZUmkcos(wkt+ßk)) + k=l k=l U* 1 ” 1 N 2 1 +{-2fi-+š-2-Uc -ZUMkcOsQtJkHßkM-i-(ZUM cos(a>,,t+ß,,)) }--2-cos(2w,t+2ßc) k=l

[11] Kvadratdemodulering innebär att två i frekvens åtskiljda signalpaket skapas.

Det ena signalpaketet består av en likkomponent, de modulerande frekvenserna och de modulerande signalerna i kvadrat. Det sistnämnda är en icke önskad blandningsprodukt. Det andra signalpaketet innehåller samma termer fast i frekvens centrerade kring dubbla bärvàgsfrekvensen. Vid beräkning av flimmereffekten ingår endast de termer som är markerade med dubbel understrykning i [11]. Den ena tennen innehåller de lågfrekventa flimmertonerna multiplicerade med bärvågsamplituden och den andra termen är den modulerade signalen i kvadrat. Storleksmässigt är den första termen mycket större än den andra, vilket innebär att kvadratterrnen påverkar resultatet mycket lite. Motsvarande uttryck erhålles vid kvadrering av strömsignalen i(t). 5 består av de två insignalsvektorerna, u[n] och i[n] , vilka innehåller de samplade vågformerna lnsignalerna till signalflödesschemat i figur för spänning och ström. Avståndet i tid mellan två index (n och n+1v) i insignalsvektorema motsvarar 1lfs. I X2 kvadreras varje element i insignalsvektorerna och utgör indata till den N-punkters diskreta Fouriertransformen DFT. Utsignalen från respektive DFT är komplexvärda vektorer U och I innehållande frekvensspektrum för u[n] och i[n] (både 10 15 20 25 24 amplitud- och fasinformation) med en frekvensupplösning av Af = fs/N.

Innehållet i U och I tecknas: U =[Ur,U2,U,,..-U~J=HU.lzß,,|U,|1ß2,|U,|<ß,,.--,Unzßw] 1 = 1,,12,1,,...,1N,]=flllya,,|12|¿a,,|1,|¿a,,...,1N|¿aN,] Den komplexa effekten, S, beräknas genom; S=åw1,,-U -WZk-I' [12] Den eftersökta flimmereffekten II erhàils sedan genom formeln i l ' n=ZR<-,{5w1,,-U,,-w2,, -1,,} [13] k-I Elementen w1k och w2k nollställer de frekvenskomponenter som inte orsakar flimmer samt viktar fram rätt amplituder hos frekvenskomponenterna Uk och lkenligt -- för ISkSí W1k= c ' O för k>i 1 . . - för lšk.<_z W2k= IC 0 jör k>i 10 15 20 25 30 25 I [13], [14] och [15] antas att flimmertoner finns i ett frekvensband till och med ton i (0 < fmmme, s i). Rätt värde pà viktningsfaktorerna kan identifieras genom att studera [11]. Metoden är ej begränsad till de viktningsfaktorer som angivits ovan, utan andra konstanter i viktvektorn kan användas för att erhålla önskad filtereffekt.

I figur 6 visas ett signalflödesschema enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen för en tredje mätmetod, där flimmereffekten beräknas genom kvadratdemodulering av spänning u(n) och ström i(n) där de lågfrekventa tonerna filtreras fram genom användning av bandpassfilter 2A respektive 2B.

I stället för att utnyttja DFT-analys och viktvektorer som beskrivits vid de två tidigare utföringsforrnerna beskrivna i anslutning till figurerna 4 och 5, används i denna mätmetod bandpassfilter 2A, 2B för att filtrera fram de lågfrekventa flimmertonerna. lnsignalsvektorerna u[n] och i[n] innehåller de samplade vâgformerna för spänning och ström. I komponenterna 1A och 1B separeras, likt mätmetoden beskriven i anslutning till figur 5, bärvåg (signal från nätfrekvens) och de lågfrekventa flimmertonerna genom att varje sampel kvadreras. Endast de lågfrekventa flimmertonerna tillåts passera bandpassfiltren 2A och 2B. Som insignaler till multiplikatorn 4 finns således endast de lågfrekventa lu=[nj. multiplikatorn 4 är den momentana flimmereffekten II[n] = uu=[nj x i|_|=[n]. flimmertonerna i spänning uL|=[n] och ström Utsignalen från Flimmereffekten H erhålles genom att integratorn 5 medelvärdesbildar den momentana effekten I'I(n). Detta kan göras med ett digitalt filter i form av t.ex. ett lågpassfilter.

Bandpassfiltren 2A och 2B dimensioneras så att man erhåller en undre gränsfrekvens på 0.1 Hz och en övre gränsfrekvens pà 25 Hz. Alternativt kan 10 15 20 25 26 man använda de bandpassfilter som finns definierade standarden IEC 61000-4-15 som beskriver en flimmeralgoritm. Överföringsfunktionen för filtret i IEC-standarden tecknas kw s 1+ s/ w H = l _ 2 “)s%nß+w2@+u@Xfi4mU HN Koefficienterna i [16] skall ha värden enligt nedanstående tabell. k=1,748 02 7t=21:--4,059 81 m1=21r-9,154 94 o)3=21t-1,225 35 co2=21r-2,279 79 m4=21r-21,9 Tabell 1.

I figur 7 visas amplitudkarakteristik för bandpassfiltret med överföringsfunktion enligt [16] och koefficienter enligt tabell 1 .

Det är också möjligt att välja bandpassfilter med annan karakteristik än den som beskrivs i [16]. Till exempel kan man välja ett M:e ordningens Butterworth- eller Tjebyshev filter.

Figur 8 visar ett blockschema över hårdvaran till instrumentet. instrumentet är uppbyggt mätinformationen, utför nödvändiga beräkningar enligt de mätmetoder som kring en signalprocessor 7 vilken administrerar beskrivs i figurerna 4-6 och 9. Signalprocessorn 7 styr också samplingsprocessen vid omvandlingen av analoga signaler till digitala signaler (ND-omvandlingen). De upptagna signalerna, dvs. vågformen hos ström och spänning, erhålls antingen från i nätet befintliga ström- och spänningstransforrnatorer eller från mätgivare vilka finns tillgängliga i 10 15 20 25 30 27 instrumentet. Signalprocessorn kan vara en dator eller en logiskt uppbyggd krets, eller någon annan lämplig anordning att styra anordningar och att signalbehandla signaler. l figur 8 visas en signalkonditioneringsanordning 8 för den upptagna spänningssignalen. Den uppmätta spänningen signalanpassas genom en resistiv spänningsdelning, varvid rätt insignalsnivå erhålls till efterföljande steg som är ett Anti-alias-filter 11.

I figur 8 visas även en signalkonditioneringsanordning 9 för den upptagna strömsignalen. Signalnivån för strömkanalen anpassas till instrumentet antingen via lågohmig shuntning varvid spänningsfallet över shunten förstärks och blir insignalsnivà till efterföljande steg som är ett Anti-alias-filter 10. Alternativt kan strömsignalerna erhållas från strömtänger anslutna till instrumentet. i Anti-alias-filtrens 10, 11 uppgift är att förhindra vikningsdistorsion vilket uppstår om den upptagna signalen har ett frekvensinnehåll som överstiger halva samplingsfrekvensen (se teori för samplingsteoremet). Anti-alias-filtren kan implementeras i form av ett analogt Sallen-Key lågpasssfilter enligt fig. 7 och har en gränsfrekvens motsvarande halva samplingsfrekvensen.

De nivåanpassade och filtrerade signalerna samplas i samplingsanordningar 12, 13 med en samplingsfrekven, t.ex. 6400 Hz. Den digitala ràdatan i form av samplade amplitudvärden sparas i ett mätminne 14 för att sedan utgöra indata till de ovan angivna mätmetoderna.

Mjukvaran som styr signalprocessorn 7 finns i ett programminne 15. Det färdiga impedansen, d.v.s. flimmereffekten med teckenvärde och inre både presentationsanordning 16. Presentationsanordningen kan vara vilken som resultatet, kan visas numeriskt och grafiskt i en 10 15 20 25 30 28 helst känd anordning för numerisk och grafisk presentation, t.ex. en bildskärm.

Figur 9 visar schematiskt ett nät innefattande en störningskälla F 1, en last L1, en generator G för generering av växelspänning. I figur 9 visas strömriktningen för strömmen l med en pil i kopplingslinjerna. Strömmen går från generatom G till stömingskällan F1 och lasten L1. I figur 9 visas även en första mätpunkt M1. l anslutning till M1 finns markerat en punkt ovanför 18 och en punkt nedanför 19 mätpunkten M1. I figur 9 visas även en andra mätpunkt M2. I anslutning till M2 finns markerat en punkt ovanför 18 och en punkt nedanför 19 mätpunkten M2. Störningskällan F1 ger i nätet ifrån sig en lågfrekvent amplitudvariation som breder ut sig i riktning med en i figur 9 visad heldragen pil 20.

Med den uppfinningsenliga metoden beskriven ovan anger flimmereffektens II tecken i vilken riktning störningskällan befinner sig i förhållande till en mätpunkt. Enligt en utföringsform av uppfinningen är teckenvärdet hos flimmereffekten negativt då störningskällan befinner sig nedanför 19 mätpunkten och positivt då Störningskällan befinner sig ovanför 18 mätpunkten.

I den första mätpunkten M1 erhålles således ett negativt tecken på flimmereffekten H eftersom störningskällan F1 befinner sig nedanför 19 den första mätpunkten. Detta eftersom att de Iågfrekventa variationema i ström och spänning liggeri motfas iden första mätpunkten M1.

I den andra mätpunkten M2 erhålles däremot ett positivt tecken på flimmereffekten 1'I eftersom störningskällan F1 befinner sig ovanför 18 den andra mätpunkten M2. Detta eftersom de Iågfrekventa variationema i ström och spänning ligger i fas i den andra mätpunkten M2. 10 15 20 29 l figur 10 visas schematiskt ett diagram över flimmereffekten II för ett antal samplingspunkter n under ett visst iidsintervall då upptagningar gjorts av de modulerade ström- och spänningssignalema i(n), u(n). l figur 10 visas en första kurva K1 på den negativa undre delen av diagrammet. I diagrammet vissas dessutom en andra kurva K2 på den övre delen av diagrammet. Den första kurvan K1 motsvarar en effektsignal som efter medelvärdesbildning ger upphov till en flimmereffekt H med ett negativt värde och motsvaras således av den flimmereffekt H som erhållits vid den första mätpunkten M1 i figur 9. Den andra kurvan K2 motsvarar en effektsignal som efter medelvärdesbildning ger upphov till en flimmereffekt I'I med ett positivt värde och motsvaras således av den flimmerefiekt H som erhållits vid den andra mätpunkten M2 ifigur 9. l figur 10 visas även att K1 spegelvänd över samplingsaxeln n motsvaras av K2. Detta har visat sig stämma väl i experiment och har sin förklaring i att flimmereffekten H byter tecken då utbredningen av den lågfrekventa störningen ändras från att gå mot grundtonens effektriktning till att gå med grundtonens effektriktning, eller vice versa. Det är således nödvändigt att veta i vilken riktning generator respektive last finns i förhållande till mätpunkten för att det skall vara möjligt att tolka teckenvärdet på rätt sätt.

Den del av diagrammet som visar perioden mellan noll och då K1 respektive K2 startar, visar en tidsperiod då störningskällan F1 ej är inkopplad.

Claims (12)

10 15 20 25 30 30 PATENTKRAV

1. _ Metod för bestämning av riktning till en flimmerstörkälla i förhållande till en mätpunkt i ett elnät med växelström med en nätfrekvens (fc) med lågfrekventa amplitudvariationer från störkällan, k ä n n e t e c k n a d a v att metoden innefattar stegen; -upptagning av en amplitudmodulerad strömsignal (i(n)) innefattande signaler från amplitudvariationerna i strömsignalen (i(n)); som härrör nätfrekvensen (fc) samt de lågfrekventa ~upptagning av en amplitudmodulerad spänningssignal (u(n)) innefattande signaler som härrör från nätfrekvensen (fc) samt de lågfrekventa amplitudvariationerna i spänningssignalen (u(n)); -demodulering av strömsignalen (i(n)) och extrahering av enbart de lågfrekventa amplitudvariationerna vilka kvarstår i form av ett störningsbidrag för strömsignalen (i(n)); i -demodulering av spänningssignalen (u(n)) och extrahering av enbart de lågfrekventa amplitudvariationema vilka kvarstår i form av ett störningsbidrag för spänningssignalen (u(n)); -bildande av en momentan effektsignal 1'I(n) eller ett antal deleffekter Pk genom multiplicering av störningsbidraget för ström och störningsbidraget för spänning, -medelvärdesbildning av den momentana effektsignal H(n) eller summering av deleffekterna Pk , varvid en flimmereffekt (H) erhålls med ett teckenvärde som anger i vilken riktning störningskällan befinner sig i förhållande till mätpunkten.

2. Metod enligt krav 1, kännetecknad av att teckenvärdet hos flimmereffekten är negativt då störningskällan befinner sig nedanför (19) mätpunkten (17) och att teckenvärdet år positivt då störningskällan befinner sig ovanför (18) mätpunkten (17).

3. Metod enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att; 10 15 20 25 30 31 -extraheringen av strömsignalen (i(n)) avser bortfiltrering av de signaler som härstammar från nätfrekvensen (fc) i den första demodulerade signalen på sådant sätt att enbart de lågfrekventa variationerna kvarstår i form av störning sbidraget för ström; -extraheringen av spänningssignalen (u(n)) avser bortfiltrering av de signaler som härstammar från nätfrekvensen i den andra demodulerade signalen på sådant sätt att enbart de lågfrekventa variationerna kvarstår i form av störningsbidraget för spänning; i

4. Metod enligt något av kraven 1-3, kännetecknad av att; -demoduleringen av strömsignalen (i(n)) utförs medelst kvadratdemodulering; -demoduleringen (u(n)) utförs medelst av spänningssignalen kvadratdemodulering av spänningssignalen.

5. Metod enligt något av föregående krav, kännetecknad av att extraheringen utförs med ett bandpassfilter med en undre gräns pà 0.1 Hz och en övre gräns på 35 Hz, men med en föredragen övre gräns på 25 Hz.

6. Metod enligt något av kraven 1-4, kännetecknad av att extraheringen utförs medelst multiplikation av viktfaktorer som eliminerar bidraget från nätfrekvensen.

7. Metod enligt krav 6, kännetecknad av att summeringen utförs enligt i 1 t r1=2Re{5w1k-U,-w2,,-1,,} [13] k=l där elementen w1k och w2k nollställer de frekvenskomponenter som inte orsakar flimmer samt viktar fram rätt amplituder hos frekvenskomponenterna Uk och Ik enligt 10 15 20 25 32 -1- för ISkSí Wik-_- Uc O för k>í 1 . . -- fbr lškšl w2k= IC 0 för k>í

8. Metod för bestämning av riktning till en flimmerstörkälla i förhållande till en mätpunkt i ett elnät med växelström med en nätfrekvens (fc) med lågfrekventa amplitudvariationer från störkällan i en mätpunkt hos ett elnät med växelström med en nätfrekvens (fc) med lågfrekventa amplitudvariationer från en störningskälla, kännetecknad av att metoden innefattar stegen; -upptagning av en amplitudmodulerad strömsignal (i(n)) innefattande signaler från amplitudvariationema i strömsignalen (i(n)); som härrör nätfrekvensen (fc) samt de lågfrekventa -upptagning av en amplitudmodulerad spänningssignal (u(n)) innefattande signaler som härrör från nätfrekvensen (fc) samt de lågfrekventa amplitudvariationerna i spänningssignalen (u(n)); -frekvensanalys av vågformen hos spänningssignalen (u(n)) genom en N- punkters DFT-analys (Discrete Fourier Transformation), vilket ger upphov till en spänningsvektor (U) som innehåller frekvensspektrum för spänningssignalen (u(n)) i form av N st. komplexa spänningar; -frekvensanalys av vågformen hos strömsignalen (i(n)) genom en N-punkters DFT-analys (Discrete Fourier Transformation), vilket ger upphov till en strömvektor l som innehåller frekvensspektrum för strömsignalen (i(n)) i form av N st. komplexa strömmar; -bildande av en effektvektor (P) genom elementvis multiplikation av spänningsvektorn (U) och strömvektorn (l); 10 15 20 25 33 -multiplicering av effektvektorn (P) med en viktvektor (W) som eliminerar effektbidrag som härrör från nâtfrekvensen, varvid effektvektorn (P) innefattar deleffekter (Pk) avseende effektbidrag fràn störningskällan, -bildande av en flimmereffekt (H) med ett teckenvärde genom summering av deleffekterna (PK), och; -analys av teckenvärdet, varvid teckenvärdet anger i vilken riktning störningskällan befinner sig från mätpunkten.

9. Metod enligt krav 8, kännetecknad av att flimmereffekten (II) bildas genom' följande steg; -summering av deleffekterna (Pk) genom formeln: N n =ZRe{%W, -U,, -1,,'} ksl

10. Metod enligt krav 8, kännetecknad av att flimmereffekten (II) bildas genom följande steg; -kvadratdemodulering (X2) av spänningssignalen (u(n)); -kvadratdemodulering (xz) av strömsignalen (i(n)); -beräkning av frekvensspektrum hos den kvadratdemodulerade spänningssignalen genom en N-punkters DFT-analys (Discrete Fourier Transformation) vilket ger upphov till spänningsvektorn (U); -beräkning av frekvensspektrum hos den kvadratdemodulerade strömsignalen genom en N-punkters DFT-analys (Discrete Fourier Transformation) vilket ger upphov till strömvektorn (|); -bildande av flimmereffekten (II) genom summering av deleffekterna (Pk) som bidrar till flimmerfenomenet genom formeln: N n=2Re{šw1,,-U,,-w2,,-1;} /wl 10 »15 20 25 000 0 I o I Q 00 Ido 0 34 där elementen w1k och w2k ersätter W och eliminerar effektbidrag som härrör fràn rätt frekvenskomponenten Uk och Ik enligt nätfrekvensen samt viktar fram amplituder hos UL för ISkSí wlk: c O för k>i 1 . . - fbr lškšz w2k= c 0 för k>i där det antas att de lågfrekventa störningarna finns i ett frekvensband till och med ton i (O < fmmme, s i).

11. Anordning innefattande medel för bestämning av riktning till en flimmerstörkälla i förhållande till en mätpunkt i ett elnät med växelström med en nätfrekvens (fc) med lågfrekventa amplitudvariationer från störaingskällan, k ä n n e t e c k n a d a v att anordningen innefattar; -medel att uppta en amplitudmodulerad strömsignal (i(n)) innefattande signaler som härrör från nätfrekvensen (fc) samt de lågfrekventa amplitudvariationerna i strömsignalen (i(n)); -medel att uppta en amplitudmodulerad spänningssignal (u(n)) innefattande signaler som härrör från nätfrekvensen (fc) samt de lågfrekventa amplitudvariationerna i spänningssignalen (u(n)); -medel att demodulera strömsignalen (i(n)) och medel att extrahera enbart de lågfrekventa amplitudvariationerna vilka kvarstår i form av ett störningsbidrag för strömsignalen (i(n)); -medel att demodulera spänningssignalen (u(n)) och medel att extrahera enbart de lågfrekventa amplitudvariationema vilka kvarstår i form av ett störningsbidrag för spänningssignalen (u(n)); 10 15 20 25 30 35 -medel att bilda en momentan effektsignal II(n) eller ett antal deleffekter Pk genom multiplicering av störningsbidraget för ström och störningsbidraget för spänning, -medel att medelvärdesbilda den momentana effektsignal II(n) eller summera deleffekterna Pk , varvid en flimmereffekt (H) erhålls med ett teckenvärde som anger i vilken riktning störningskällan befinner sig i förhållande till mätpunkten.

12. Anordning innefattande medel för bestämning av riktning till en flimmerstörkälla i förhållande till en mätpunkt i ett elnät med växelström med en nâtfrekvens (fc) med lågfrekventa amplitudvariationer från störkällan, kännetecknad av att anordningen innefattar; i -medel för upptagning av en amplitudmodulerad strömsignal (i(n)) innefattande signaler som härrör från nätfrekvensen (fc) samt de lågfrekventa amplitudvariationerna i strömsignalen (i(n)); -medel för upptagning av en amplitudmodulerad spänningssignal (u(n)) innefattande signaler som härrör från nätfrekvensen (fc) samt de lågfrekventa amplitudvariationerna i spänningssignalen (u(n)); -medel för frekvensanalys av vågfonnen hos spänningssignalen (u(n)) genom en N-punkters DFT-analys (Discrete Fourier Transformation), vilket ger upphov till en spänningsvektor (U) som innehåller frekvensspektrum för spänningssignalen (u(n)) i form av N st komplexa spänningar; -medel för frekvensanalys av vàgforrnen hos strömsignalen (i(n)) genom en N-punkters DFT-analys (Discrete Fourier Transformation), vilket ger upphov till en strömvektor I som innehåller frekvensspektrum för strömsignalen (i(n)) i form av N st komplexa strömmar; -medel för bildande av en effektvektor (P) genom elementvis multiplikation av spänningsvektorn (U) och strömvektom (l); -medel för multiplicering av effektvektorn (P) med en viktvektor (VV) som eliminerar effektbidrag som härrör från nätfrekvensen, varvid effektvektorn (P) innefattar deleffekter (PK) avseende effektbidrag från störningskällan, OOOIIO l 000000 0 0 0 0 OO 000000 I 0 0 00 00 0000 0 0 0 0 0 I 0000 000 0 0 0000 0000 0 0000 U 0 0000 0000 00 0 0 0 0 0 0 0000 0 0000 0 0 0 0 IIIC 00 0 0 0 0 0 0 IIOO 36 -medel för bildande av en flimmereffekt (H) med ett teckenvärde genom summering av deleffekterna (Pk), och; -medel för analys av teckenvärdet, varvid teckenvärdet anger i vilken riktning störningskällan befinner sig från mätpunkten. 000000 0