Оптимізація амплітудно-частотної характеристики широкосмугового подільника напруги, призначеного для вимірювання показників якості електроенергії
DOI:
https://doi.org/10.15587/2706-5448.2020.205132Ключові слова:
подільник напруги, амплітудно-частотна характеристика, якість електричної енергії, високовольтний масштабний перетворювач.Анотація
Об'єктом дослідження є схема широкосмугового ємнісно-омічного подільника напруги з послідовно-паралельним з'єднанням його резистивних і ємнісних елементів. Довгі роки застосування подільників напруги обмежувалася вимірюванням різних напруг в умовах високовольтних лабораторій. Однак подільники напруги, у порівнянні із трансформаторами напруги, характеризуються більш широкою смугою пропускання, тому вони стали розглядатися як один з основних засобів вимірювання напруг у високовольтних електричних мережах. Одним з каталізаторів впровадження цього рішення може стати інтенсивний розвиток концепції Smart Grid, яка вимагає нових, більш досконалих засобів моніторингу якості електроенергії. Тому експериментальні й теоретичні дослідження, спрямовані на зниження похибки широкосмугових подільників напруги, є важливими.
Завдання оптимального коректування низьковольтного плеча подільника напруги було вирішено за допомогою застосування елементів лінійного програмування для дослідження функції систематичної похибки.
У даній роботі представлені результати дослідження коректування амплітудно-частотної характеристики подільника напруги, які спрямовані на зниження його похибки. Для цього було знайдено такий параметр оптимізації значення ємності низьковольтного плеча, при якому абсолютне значення позитивного й негативного максимуму систематичної похибки ємнісно-омічного подільника напруги будуть однаковими. Розрахунки були виконані для різних значень коефіцієнта ділення подільника напруги. Отримані масиви даних узагальнено у вигляді тривимірних графіків.
Робота вносить вклад у подальший розвиток теорії високовольтних подільників напруги. У результаті проведених досліджень показана можливість оптимізації амплітудно-частотної характеристики широкосмугового ємнісно-омічного подільника напруги шляхом варіювання значення ємності його низьковольтного плеча. Проведені дослідження є перспективними у зв'язку з тим, що дана категорія високовольтних масштабних перетворювачів має можливості стати обов'язковою для визначення показників якості електричної енергії безпосередньо у високовольтних мережах.
Посилання
- Harada, T., Wakimoto, T., Sato, S., Saeki, M. (2000). Development of Japan's National Standard Class 500 kV Lightning Impulse Voltage Divider. 2000 IEEE Power Engineering Society Winter Meeting. Conference Proceedings (Cat. No.00CH37077), 3, 1564–1568. doi: http://doi.org/10.1109/pesw.2000.847575
- Prochazka, R., Hlavacek, J., Knenicky, M., Mahmoud, R. (2016). Determination of Frequency Characteristics of High Voltage Dividers in Frequency Domain. 17th International Scientific Conference on Electric Power Engineering (EPE), 1–4. doi: http://doi.org/10.1109/epe.2016.7521821
- Muscas, C. (2010). Power quality monitoring in modern electric distribution systems. IEEE Instrumentation & Measurement Magazine, 13 (5), 19–27. doi: http://doi.org/10.1109/mim.2010.5585070
- Pawelek, R., Wasiak, I. (2014). Comparative measurements of voltage harmonics in transmission grid of 400 kV. 2014 16th International Conference on Harmonics and Quality of Power (ICHQP), 606–610. doi: http://doi.org/10.1109/ichqp.2014.6842763
- Blajszczak, G. (2011). Resistive Voltage Divider for Higher Harmonics Measurement in 400 kV Network. 11th International Conference on Electrical Power Quality and Utilisation, 1–4. doi: http://doi.org/10.1109/epqu.2011.6128953
- Anokhin, Y. L., Brzhezitsky, V. O., Haran, Y. O., Masliuchenko, I. M., Protsenko, O. P., Trotsenko, Y. O. (2017). Application of high voltage dividers for power quality indices measurement. Electrical Engineering & Electromechanics, 6, 53–59. doi: http://doi.org/10.20998/2074-272x.2017.6.08
- Trotsenko, Y., Brzhezitsky, V., Protsenko, O., Haran, Y., Chumack, V. (2018). Calculation of High Voltage Divider Accuracy Using Duhamel's Integral. 2018 IEEE 17th International Conference on Mathematical Methods in Electromagnetic Theory (MMET), 213–216. doi: http://doi.org/10.1109/mmet.2018.8460314
- Trotsenko, Y., Brzhezitsky, V., Protsenko, O., Haran, Y. (2019). Experimental Laboratory Equipped with Voltage Dividers for Power Quality Monitoring. 2019 IEEE International Conference on Modern Electrical and Energy Systems (MEES), 270–273. doi: http://doi.org/10.1109/mees.2019.8896471
- Brzhezytskyi, V. O., Isakova, A. V., Rudakov, V. V.; Brzhezytskyi V. O., Mykhailov, V. M. (Eds.) (2005). Tekhnika i elektrofizyka vysokykh napruh. Kharkiv: NTU "KhPI"-Tornado, 930.
- Makarov, E. G. (2005). Inzhenernye raschety v Mathcad. Saint Petersburg: Piter, 448.
- Gharavi, H., Ghafurian, R. (2011). Smart Grid: The Electric Energy System of the Future. Proceedings of the IEEE, 99 (6), 917–921. doi: http://doi.org/10.1109/jproc.2011.2124210
- Rahmatian, F. (2010). High-Voltage Current and Voltage Sensors for a Smarter Transmission Grid and Their Use in Live-Line Testing and Calibration. IEEE PES General Meeting, 1–3. doi: http://doi.org/10.1109/pes.2010.5590212
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Volodymyr Brzhezitsky, Yevgeniy Trotsenko, Yaroslav Haran
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.
