Виявлення особливостей розподілу компонент миттєвої потужності електричної енергії кола з полігармоніним струмом
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.160513Ключові слова:
потужність електричної енергії, норма потужності, активна потужність, реактивна потужністьАнотація
Відомі теоретичні результати стосовно проблеми електричної потужності спотворення, втілені в чинних стандартах, підлягають обґрунтованій критиці щодо формування потужності спотворення струмом і напругою, які мають різні частоти. У роботі запропоновано підхід, який базується на порядку формування компонент миттєвої електричної потужності залежно від поєднання (сума або різниця) частот струму і напруги. Отримано аналітичні вирази для компонент миттєвої електричної потужності кола з гармонійним струмом, яке складається з послідовно з’єднаних конденсатора, котушки індуктивності та резистора. Для цього випадку серед отриманих чотирьох компонент миттєвої потужності виокремлені дві − активна і реактивна, а також ортогональні складові потужності, осцилюючі з подвійною частотою. Показано, що сума квадратів активної та реактивної складових і сума квадратів зазначених ортогональних складових збігаються, і дорівнюють повній (уявній) потужності. Використовувана методика розвинена для загального випадку полігармонічних струму і напруги. У цьому випадку виявлено, що серед компонент миттєвої потужності можливо виокремити активну та реактивну потужності як ортогональні квадратурні складові нульової частоти, водночас повну потужність виокремити неможливо. Виконано два чисельні експерименти з періодичними струмом і напругою, які містять по три гармоніки. Діючі значення струмів і напруг в кожному з експериментів були прийняті рівними. При цьому амплітуди другої та третьої гармонік струму мінялися місцями. На цьому прикладі показано, що інтегральні показники повної потужності та потужності спотворення, розраховані за відомими методиками, в обох випадках виявилися однаковими, що є некоректним. За таких самих умов серед запропонованих компонент миттєвої потужності виявлені такі, значення яких виявилися різними для кожного з експериментів. Унаслідок цього запропоновано використовувати середньоквадратичне значення названих компонент для оцінювання ступеня спотворення відносно середньоквадратичного значення миттєвої потужності
Посилання
- Emanuel, A. E. (2010). Power Definitions and the Physical Mechanism of Power Flow. John Wiley & Sons Ltd, 280. doi: https://doi.org/10.1002/9780470667149
- Zhemerov, G., Tugay, D. (2015). The dependence of the additional losses in three-phase energy supply systems from reactive power and instantaneous active power pulsations. Tekhnichna elektrodynamika, 4, 66–70.
- Bialobrzheskyi, O., Rod’kin, D., Gladyr, A. (2018). Power components of electric energy for technical and commercial electricity metering. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 2, 70–79. doi: https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-2/10
- Willems, J. L. (2011). Budeanu's Reactive Power and Related Concepts Revisited. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 60 (4), 1182–1186. doi: https://doi.org/10.1109/tim.2010.2090704
- Wcislik, M. (2018). Comparison of Reactive Powers Calculation Algorithms for a single-phase AC Circuit with nonlinear Load. 2018 Progress in Applied Electrical Engineering (PAEE). doi: https://doi.org/10.1109/paee.2018.8441081
- IEEE Std 1459-2010. Definitions for the Measurement of Electric Power Quantities Under Sinusoidal, Nonsinusoidal, Balanced, or Unbalanced Conditions (2010). IEEE Standart, 50.
- Jeltsema, D. (2016). Budeanu's Concept of Reactive and Distortion Power Revisited. Przegląd Elektrotechniczny, 1 (4), 70–75. doi: https://doi.org/10.15199/48.2016.04.17
- Rodkin, D., Nozhenko, V., Bohatyrov, K., Chenchevoi, V. (2017). Electric drive operation modes of above resonance vibration machine. 2017 International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES). doi: https://doi.org/10.1109/mees.2017.8248872
- Zagirnyak, M., Kalinov, A., Maliakova, M. (2013). Analysis of instantaneous power components of electric circuit with a semiconductor element. Archives of Electrical Engineering, 62 (3), 473–486. doi: https://doi.org/10.2478/aee-2013-0038
- Zagirnyak, M., Mamchur, D., Kalinov, A. (2014). A comparison of informative value of motor current and power spectra for the tasks of induction motor diagnostics. 2014 16th International Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition. doi: https://doi.org/10.1109/epepemc.2014.6980549
- Zagirnyak, M., Maliakova, M., Kalinov, A. (2015). Analysis of electric circuits with semiconductor converters with the use of a small parameter method in frequency domain. COMPEL – The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, 34 (3), 808–823. doi: https://doi.org/10.1108/compel-10-2014-0260
- Rodkin, D. (2014). The pricing formula for electricity in networks with periodic voltage and current. Elektromekhanichni i enerhozberihaiuchi systemy, 3, 78–91.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Mohamed Zaidan Qawaqzeh, Olexii Bialobrzheskyi, Mykhaylo Zagirnyak
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
