SUSTAV ZA LOCIRANJE ATMOSFERSKIH PRANJENJA U HRVATSKOJ Prof

  • Slides: 34
Download presentation
SUSTAV ZA LOCIRANJE ATMOSFERSKIH PRAŽNJENJA U HRVATSKOJ Prof. dr. sc. Ivo Uglešić dipl. ing.

SUSTAV ZA LOCIRANJE ATMOSFERSKIH PRAŽNJENJA U HRVATSKOJ Prof. dr. sc. Ivo Uglešić dipl. ing. Doc. dr. sc. Viktor Milardić dipl. ing. Bojan Franc, dipl. ing. Božidar Filipović-Grčić, dipl. ing. Boško Milešević, dipl. ing. Miroslav Šturlan, dipl. ing. Sveučilište u Zagrebu Fakultet elektrotehnike i računarstva Zavod za visoki napon i energetiku

LINET – Suvremeni sustav za praćenje munja q Krajem 2008. godine je po prvi

LINET – Suvremeni sustav za praćenje munja q Krajem 2008. godine je po prvi puta u Hrvatskoj uspostavljen sustav za lociranje munja (SLM, eng. Lightning Location System - LLS) kao dio Europskog sustava LINET. q Sustav je razvijen na Sveučilištu u Münchenu u Njemačkoj i danas broji preko 100 senzora diljem Europe. Šest senzora je instalirano na području Hrvatske. q Ovaj sustav koristi vrlo niski/niski frekvencijski opseg i otkriva elektromagnetske signale pri atmosferskom pražnjenju pomoću dviju međusobno okomito postavljenih petljastih antena. q Udaljenost između susjednih senzora iznosi oko 200 km ili manje. 3

LINET – Položaj senzora sustava LINET u Europi

LINET – Položaj senzora sustava LINET u Europi

Položaj senzora sustava LINET u Hrvatskoj Položaj senzora u Hrvatskoj: - TS Melina (od

Položaj senzora sustava LINET u Hrvatskoj Položaj senzora u Hrvatskoj: - TS Melina (od 21. 11. 2008. ), - HEP Uprava Split (od 23. 11. 2008. ), - TS Komolac (od 26. 11. 2008. ), - TS Žerjavinec (od 27. 4. 2009. ), - TS Zadar-Centar (od 20. 11. 2009. ), - TS Blato (od 30. 4. 2010. ).

Shema toka podataka u sustavu LINET

Shema toka podataka u sustavu LINET

Shema toka podataka u sustavu LINET

Shema toka podataka u sustavu LINET

Senzori sustava za praćenje atmosferskih pražnjenja Mreža LINET sastoji se od zasebnih stanica i

Senzori sustava za praćenje atmosferskih pražnjenja Mreža LINET sastoji se od zasebnih stanica i središnje jedinice za obradu podataka. Svaka stanica se sastoji od tri komponente: 1. Antene za indukcije (dva prstena) mjerenje ukrštena magnetske magnetska 2. GPS antena sa 30 metara dugim kabelom 3. Stanično računalo sa pristupom Internetu na koje se mogu spojiti antene polja i GPS antena Antene za mjerenje polja i GPS 8 antena (FER)

Senzori sustava za praćenje atmosferskih pražnjenja 9

Senzori sustava za praćenje atmosferskih pražnjenja 9

Metoda detekcije VNF/NF frekvencijski opseg za detekciju atmosferskih pražnjenja TOA (Time-Of-Arrival) metoda za određivanje

Metoda detekcije VNF/NF frekvencijski opseg za detekciju atmosferskih pražnjenja TOA (Time-Of-Arrival) metoda za određivanje lokacije atmosferskih pražnjenja

Svojstva sustava LINET q Senzori u ovom sustavu mjere gustoću magnetskog toka direktno u

Svojstva sustava LINET q Senzori u ovom sustavu mjere gustoću magnetskog toka direktno u ovisnosti o vremenu. To svojstvo je korisno za obradu malih signala. q Svi signali su obrađeni bez obzira na njihov valni oblik; to je moguće zbog toga što je OO-OZ razlučivanje izvršeno pomoću posebno razvijenog 3 D algoritma u centralnoj upravljačkoj jedinici, a ne uz pomoć mjerenja valnog oblika u senzorima. q Ova 3 D tehnika je jako pouzdana, posebice ukoliko je omogućeno da najmanja udaljenost među senzorima ne prelazi 200 do 250 km. q Sustav daje izvještaj o nadmorskoj visini OO pražnjenja i postiže točnost lokacije do 100 m. q Visoka točnost detektiranja obje vrste pražnjenja sa niskim 11 amplitudama struje.

Usporedba LINET-a sa sustavom PERUN Usporedba raspodjele amplituda OZ pražnjenja sustava PERUN i sustava

Usporedba LINET-a sa sustavom PERUN Usporedba raspodjele amplituda OZ pražnjenja sustava PERUN i sustava LINET 12

Razlučivanje OO i OZ pražnjenja q Poznato je da pražnjenja koja završe u objektima

Razlučivanje OO i OZ pražnjenja q Poznato je da pražnjenja koja završe u objektima na zemlji imaju veću amplitudu struje, dok su pražnjenja u oblacima praćena strujama manjih amplituda. q Zbog tih razloga, posebno treba biti uzeto u obzir razlikovanje ove dvije vrste atmosferskih pražnjenja. q Za sustav LINET je nedavno izrađen trodimenzionalni (3 D) geometrijski algoritam za VNF/NF mreže. q Taj se algoritam oslanja na poznatoj činjenici da OZ udari emitiraju VNF/NF pražnjenje dominantno u ionizirajućem kanalu blizu razine zemlje, dok OO pražnjenja nastaju u ionizirajućem kanalu među oblacima i visoko iznad razine zemlje. 13

3 D algoritam za određivanje OO pražnjenja z x Primjer: Senzorom je zapaženo pražnjenje

3 D algoritam za određivanje OO pražnjenja z x Primjer: Senzorom je zapaženo pražnjenje te je 2 D metodom određena udaljenost pražnjenja od senzora x = 100 km. Razlika u vremenu dolaska do senzora iz dva pretpostavljena izvora (Tp i Th) iznosi d. T ≈ 1μs, što odgovara razlici u udaljenosti od ≈ 300 m. Uzmimo da je brzina svjetlosti: c=3*10^8 m/s. Tada je vrijeme pretpostavljenog izvora na tlu: Vrijeme pretpostavljenog izvora u oblaku je: Iz odnosa: možemo izračunati udaljenost pražnjenja u oblacima od senzora: Iz pravila o pravokutnom trokutu slijedi visina pražnjenja H: 14

Sustavi za praćenje atmosferskih pražnjenja Grmljavinska karta sustava LINET 15. svibnja 2007. godine Grmljavinska

Sustavi za praćenje atmosferskih pražnjenja Grmljavinska karta sustava LINET 15. svibnja 2007. godine Grmljavinska karta dobivena sustavom LINET (OO: crvene točkice, OZ: zelene točkice) 15

Statistike za OZ pražnjenja u periodu 1. 3. 2009. – 1. 10. 2010. Oblak-zemlja

Statistike za OZ pražnjenja u periodu 1. 3. 2009. – 1. 10. 2010. Oblak-zemlja pozitivni 230 000 Oblak-zemlja negativni 592 741 Oblak-oblak pozitivni 158 205 Oblak-oblak negativni 150 568

Analiza atmosferskih pražnjenja za 2009. godinu Gustoća udara

Analiza atmosferskih pražnjenja za 2009. godinu Gustoća udara

Analiza atmosferskih pražnjenja za 2009. godinu Točnost lociranja

Analiza atmosferskih pražnjenja za 2009. godinu Točnost lociranja

Analiza atmosferskih pražnjenja za 2009. godinu Broj grmljavinskih dana 19

Analiza atmosferskih pražnjenja za 2009. godinu Broj grmljavinskih dana 19

Prikaz kretanja grmljavinske aktivnosti 13. 8. 2010. 00 h – 24 h * 1

Prikaz kretanja grmljavinske aktivnosti 13. 8. 2010. 00 h – 24 h * 1 h period Detektirano 526 757 atmosferskih pražnjenja

Atmosferska pražnjenja 13. 8. 2010. (526 757 pražnjenja) 70, 000 Broj detektiranih atmosferskih pražnjenja

Atmosferska pražnjenja 13. 8. 2010. (526 757 pražnjenja) 70, 000 Broj detektiranih atmosferskih pražnjenja 60, 000 IC - IC + CG - CG + 50, 000 40, 000 30, 000 20, 000 10, 000 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Vrijeme 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Gustoća udara u dalekovod 220 k. V Konjsko-Orlovac Određivanje kritičnih dijelova trase koji su

Gustoća udara u dalekovod 220 k. V Konjsko-Orlovac Određivanje kritičnih dijelova trase koji su najizloženiji atmosferskim pražnjenjima. 22

Grmljavina oko 220 k. V dalekovoda Konjsko-Orlovac 4. 5. 2009. 15: 20 h –

Grmljavina oko 220 k. V dalekovoda Konjsko-Orlovac 4. 5. 2009. 15: 20 h – 17: 20 h * 10 min interval

Korelacija udara s događajima na DV Konjsko-Orlovac

Korelacija udara s događajima na DV Konjsko-Orlovac

Korelacija udara s događajima na DV Konjsko-Orlovac 25

Korelacija udara s događajima na DV Konjsko-Orlovac 25

Statistike udara u alarmne zone dalekovoda (1 godina) 26

Statistike udara u alarmne zone dalekovoda (1 godina) 26

Statistike za DV 220 k. V Plomin-Pehlin Ukupan broj OZ udara Broj OZ- udara

Statistike za DV 220 k. V Plomin-Pehlin Ukupan broj OZ udara Broj OZ- udara Broj OZ+ udara Gustoća udara (broj udara/km 2/god) Maksimalna amplituda OZ- (k. A) Maksimalna amplituda OZ+ (k. A) Srednja vrijednost amplitude OZ (k. A) Srednja greška lociranja (m) 517 405 112 10. 92 -71. 9 51. 8 10. 8 147 27

Statistike za DV 220 k. V Plomin-Pehlin Statistika atmosferskih pražnjenja unutar alarmne zone dalekovoda

Statistike za DV 220 k. V Plomin-Pehlin Statistika atmosferskih pražnjenja unutar alarmne zone dalekovoda 220 k. V Plomin – Pehlin polumjera 500 metara u periodu od jedne godine. 28

Višestruki udari u blizini TS Žerjavinec 50 m Tip OZ OZ OZ GPS lokacija

Višestruki udari u blizini TS Žerjavinec 50 m Tip OZ OZ OZ GPS lokacija udara 16. 1549 16. 1547 16. 1554 16. 1548 45. 8761 45. 8764 45. 8762 45. 8763 Vrijeme 30. 6. 2009 20: 59: 39. 7304224 20: 59: 39. 9191069 20: 59: 40. 0120872 20: 59: 40. 0454438 20: 59: 40. 0769892 Δt ≈ 35 ms Struja (k. A) -6. 1 -9. 4 -5. 2 -8. 5 -14. 9 Greška (m) 90 60 50 50 30

Programska podrška sustava LINET – razvoj na FER-u Za učinkovito korištenje podataka prikupljenih sustavom

Programska podrška sustava LINET – razvoj na FER-u Za učinkovito korištenje podataka prikupljenih sustavom za lokaciju munja potrebna je prikladna osnovna i napredna programska podrška. Osnovna programska podrška podrazumijeva vizualizirane i arhivirane podatke prikupljene mjerenjima. Uz razvoj napredne programske podrške moći će se ostvarivati obrada podataka prema potrebama, kao što je korelacija s radom relejne zaštite ili izrada karata gustoće udara (udar/km 2/god). 30

Aplikacija za prikaz munja u stvarnom vremenu 31

Aplikacija za prikaz munja u stvarnom vremenu 31

Aplikacija za pretraživanje povijesnih podataka iz baze 32

Aplikacija za pretraživanje povijesnih podataka iz baze 32

Vremenska korelacija udara s objektima EES-a Ø Povezivanjem podataka sustava za lociranje munja i

Vremenska korelacija udara s objektima EES-a Ø Povezivanjem podataka sustava za lociranje munja i SCADA sustava postiže se vremenska korelacija. Ø Povezivanje sa SCADA sustavom u sklopu je izrade napredne programske podrške sustava za lociranje atmosferskih pražnjenja. 33