DVOŘÁK, P. Porovnání konvenčních PTP a PTN s proudovými a napěťovými senzory [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2019.
Cílem předložené diplomové práce je zhodnotit vzájemnou odchylku měření mezi konvenčními přístrojovými transformátory proudu (PTP) a proudovými senzory (na principu Rogowského cívky) a rovněž i mezi přístrojovými transformátory napětí (PTN) a napěťovými senzory (na principu odporového děliče). Pro vlastní analýzu se využívá dat z dlouhodobého monitoringu těchto převodníků v podmínkách běžného provozu rozvodny 22 kV Medlánky. Autor se v úvodní části práce zabývá principy a parametry jednotlivých typů převodníků, které jsou předmětem srovnávání, a popisuje zařízení instalovaná v rozvodně tvořící jednotlivé části celého měřicího řetězce, aby mohl určit hranice, ve kterých by se odchylky měřených hodnot měly pohybovat. Stěžejní část práce je potom věnována programování jednotlivých dílčích aplikací v programu MATLAB pro vyhodnocení odchylek v měřených datech. Výsledky zpracování dat jsou prezentovány a komentovány v závěru práce. Z pohledu stanovených cílů se takto autorovi podařilo vyhodnotit data z několika časových úseků dlouhodobého monitoringu. Vzhledem k diskontinuitám ve zpracovávaných datech, nelze však navrhované programy použít nad celou databází monitorovaných hodnot. Přesto považuji zadání práce za splněné a autorem navržené postupy zpracování měřených hodnot za dále využitelné v rámci projektu smluvního výzkumu, na jehož řešení se autor takto podílel. Z pohledu formálních požadavků a kritérií má práce celou řadu slabin. Počínaje naprosto nevhodným formátováním textu (patrně v důsledku vkládání částí programového skriptu do textu), přes chybějící popisy rovnic a vztahů (str. 53, 62, 68) až po kvalitu obrázků a grafů (některé jsou neúměrně velké např. obr. 6 na str. 26 jiné naopak špatně čitelné obr. 22 na str. 45). Na druhou stranu je však třeba vyzdvihnout snahu autora o důsledně srozumitelný až návodný popis jednotlivých kroků ve zvoleném postupu zpracování měřených dat. Mohu tedy konstatovat, že zadání práce bylo splněno a doporučit práci k obhajobě.
Diplomová práce realizující porovnání měření konvenčními přístrojovými transformátory a alternativními převodníky na hladině VN z průběžně dlouhodobě poskytovaných digitalizovaných okamžitých hodnot ve formátu IEC 61850-9-2 tématicky spadá do oblasti měření elektrických veličin, zpracování signálů a hodnocení měření ve smyslu jeho nejistoty. I s přihlédnutím na zaměření oboru se jedná o téma náročné a komplexní, vyžadující odpovídající znalost techniky a zkušenost se zpracováním signálů. Práce je u úvodních kapitolách zaměřena na sumarizaci základních charakteristik převodníků, které jsou pozdějším předmětem porovnání. Uváděné informace jsou spíše obecného charakteru, a s ohledem na následující chybí podrobný popis a charakteristika ostatních částí měřicího řetězce, které jsou nedílnou součástí ovlivňující kvalitu výsledných zpracovávaných dat. Specifikaci vlastností celého řetězce jakožto konkretizaci parametrů jeho komponent považuji za důležité, neboť mají vliv na poskytované digitalizované průběhy okamžitých hodnot, jejich zpracování a interpretaci. V hlavní části práce zaměřené na zpracování dlouhodobých měření za účelem porovnání výsledků je patrné že se student musel potýkat s problémy, které přináší zpracování průběhů okamžitých hodnot měřených ac signálů, postižených častými (pravidelnými) ztrátami datových bodů (jejich úseky), navíc bez řádné znalosti celého měřicího řetězce, který ovlivňuje výsledné vlastnosti zpracovávaných dat. Jistě by bylo prospěšné, pokud by byla daná část uvozena souhrnem vlastností analyzovaných datových souborů, tedy definicí vstupů, a následně očekávanými výsledky včetně vymezení očekávaných vlastností těchto výstupů. Způsob prezentace praktické části věnující se vlastnímu zpracování lze označit za nestandardní. Postup procesingu signálů je dokumentován výpisy kódů z prostředí Matlab s příslušnými, ne však vždy dostatečnými komentáři. Obvykle je dokumentace postupu prezentována v podobě rovnic s poskytnutím informací o všech okrajových podmínkách, a doplněním o diagramy charakterizující rozhodovací podmínky. Výpisy kódů jsou potom vyjádřením implementace a jsou spíše podpůrného charakteru. Vlastní zpracování signálu však vykazuje řadu slabin, které vyplívají z nedostatečně zvládnutých a zapracovaných základů. Rovněž se nemohu ztotožnit se způsobem finálního porovnání výsledků měření z jednotlivých řetězců se srovnávanými převodníky ve vztahu k individuálním definovaným nejistotám měření. Práce nerespektuje základní koncept porovnávání s přihlédnutím k nejistotám měření jednotlivých výstupů a v některých případech jsou respektovány pouze definované chyby měření. Konkrétní poznatky a připomínky jsou popsány níže. Na druhou stranu podstatný výsledek, že mezi měřením pomocí klasických přístrojových transformátorů a pomocí převodníků na principu Rogowského cívky resp. odporového děliče nejsou zásadní odchylky překračující nejistoty měření těchto převodníků, resp. celých řetězců, lze označit za důvěryhodný. Kromě výše uvedeného je formální a jazyková stránka bez zásadních připomínek, případné jsou uvedeny v následujícím. Z technického hlediska nám k práci následující specifické komentáře, připomínky a související a doplňující dotazy: - Symboly veličin v textu nejsou kurzívou jak je zvykem. - Označení kapacitní PTN použité např. na str. 27 není technicky korektní, neboť se jedná o kapacitní dělič. I když je výstup kapacitního děliče zatížen transformátorem zajišťujícím některé funkce a impedanční přizpůsobení, stále je označení kapacitní PTN zavádějící. - Str. 34, senzor není ten apriori bez feromagnetického obvodu. Výraz senzor podobně jako převodník je širšího významu. - U obr. 12 není zdroj, předpokládám tedy, že jeho autorem je student. Mohl by potom objasnit co jsou a jak byla získána zdrojová data? - Rozbor chyb/nejistot měření částí měřicího řetězce na str. 43 až 44 je vágní avšak vzhledem k zaměření práce podstatný. - Poslední odstavec na str. 45 obsahuje nesrozumitelnou formu propojení vzorkovací frekvence a požadavků na požadavku na maximální dovolené odchylky systémové frekvence dle EN 50160. Může formulaci student objasnit? - Rozbor na str. 46 s dedukcí ospravedlňující fixní vzorkování zavádějící a nevhodný. Navíc vzorkovací interval není 250 ms, nýbrž 250 us. Synchronizace s postupným trekováním signálu je pro zpracování v reálném čase i v rámci post-procesingu zásadní a zasloužila by si více pozornosti. - V kap. 5 výrazně chybí úvod k vlastnostem vstupních dat a účelu jejich zpracování, včetně očekávaných vlastností výsledků, s navazující částí popisující způsob a prostředky pro dosažení očekávaných cílů a výsledků. - Demonstrace výpadku datových bodů na obr. 28 měla být včetně časových značek. - Ve výpočtech (např. velikostí signálů) je počítán fixní počet vzorků, což vede k desynchronizaci a odchylkám, které výsledky výpočtů zatěžují nejistotou. Přitom dopad je možné minimalizovat interpolací mezi vzorky na průchody nulou systémové složky referenčního signálu. - Postupné odečítání dc složky vypočtené a použité v periodových oknech může vést ve výsledném průběhu okamžité hodnoty ke skokům, které se mohou projevit v následném zpracování signálu. - Způsob eliminace dc složky předpokládá přítomnost kvazi-konstantního dc signálu, který nemůže být z principu na výstupu uvažovaných převodníků, ale může vznikat v procesu elektronického zpracování signálu. Nicméně je třeba vzít v úvahu, že každý přechodový děj, nebo i superpozice signálu HDO může na výstupu vyvolat transientní dc signál. Očekával bych hlubší rozbor příčin a metodický přístup. Je evidentní, že v primárním obvodu není dc složka napětí o konstantní velikosti 2%, to by byl s ohledem na sycení magnetických obvodů závažný problém. - V kap. 5.1.5 jsou ukázány výsledky FFT, resp. DFT. Chybí však informace k parametrům transformace. Jak dlouhé bylo analyzované okno? - Jaké jsou jednotky výsledku na obr. 34 apod.? - Algoritmus prezentovaný v (5.18) není vhodný a určitě ne univerzální, dále (5.19) prezentuje zcela zavádějící úvahu. - Jak v kap. 5.2.2.1 rozumět tomu, že odchylka 2° je méně než jedno procento? - V celé kap. 5 je hovořeno o chybě či celkové chybě, nicméně výsledky nejsou srovnávány s referencí, tedy jedná se vlastně o vzájemnou odchylku. - Student velmi často využívá expresivních výrazů jako obrovský, značný, či velmi velký. V technickém textu pro to však není místo, neboť za každým stanoviskem musí být a je konkrétní číselné vyjádření. - V referencím není žádný zdroj, který by se zabýval zpracováním signálů z měření silových veličin, rozborem měřicích řetězců, či určením nejistoty měření. Což jsou témata, která mají pro řešenou problematiku zásadní význam. Přes uvedené připomínky poukazující na chyby při zpracování signálu a finálním porovnání výsledků mám za to, že práce splňuje rozsah zadání a očekávaných cílů bylo dosaženo. Kvalita výsledků je však na horší úrovni a lze je vnímat spíše jako předběžné. Přínosem pak může být právě předběžné konstatování, že jednotlivé měřicí řetězce vykazují srovnatelné chování, a dále, práce poukazuje na klíčové záležitosti, kterým je při finální implementaci zpracování signálů třeba věnovat pozornost. S ohledem na uvedené doporučuji diplomovou práci k obhajobě s návrhem hodnocení 70/C.
eVSKP id 119182