СОСТАВЛЯЮЩИЕ СУММАРНОЙ МОЩНОСТИ ПОТЕРЬ В ТРЕХФАЗНЫХ СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРИ СИММЕТРИЧНЫХ СИНУСОИДАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЯХ ИСТОЧНИКА

George G. Zhemerov, D. V. Tugay

Анотація


Ціль. Оцінка енергетичної ефективності трифазних систем електропостачання при передачі енергії від джерела до навантаження створює необхідність появи нових теорій, що описують причини виникнення додаткових втрат і їх вагу в загальних сумарних втратах енергії. Метою статті є розробка зручного математичного апарату для такої оцінки та експериментальна перевірка його коректності. Методика. Використовувалася сучасна теорія миттєвих активної і реактивної потужностей, графічне заміщення складної розгалуженої системи електропостачання спрощеною розрахункової схемою, теорія електричних кіл, комп'ютерне моделювання в програмному середовищі Matlab. Результати. Отримано універсальне розрахункове співвідношення для визначення складових сумарної потужності втрат в трифазних системах електропостачання з трифазним симетричним джерелом синусоїдальних напруг. Перевірка отриманого співвідношення на створеній Matlab-моделі трифазної системи електропостачання показала високу точність збігу теоретичних результатів з результатами комп'ютерного моделювання. Наукова новизна. Вперше отримано співвідношення, що зв'язує реактивну потужність, а також пульсації миттєве активної потужності з відповідними складовими додаткових втрат, що дозволило запропонувати унікальний метод вагової оцінки останніх. Практичне значення. Розроблено положення для детектування причин виникнення додаткових втрат в трифазних системах електропостачання з симетричним синусоїдальним джерелом напруги, а також для обґрунтування коректності вибору фільтро-компенсуючого пристрою, при використанні якого система електропостачання буде працювати в режимі з мінімальними втратами енергії. Створена Matlab-модель, що дозволяє досліджувати енергетичну ефективність трифазної системи електропостачання і розраховувати складові потужності додаткових втрат при будь-яких можливих причинах їх виникнення.

Ключові слова


система електропостачання; потужність додаткових втрат; мінімально можливі втрати; Matlab-модель системи електропостачання

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Akagi H., Kanazawa Y., Nabae A. Generalized theory of the instantaneous power in three phase circuits. Int. Power Electronics Conf., Tokio, Japan, 1983, pp.1375-1386.

Akagi H., Kanazawa Y., Nabae A. Instantaneous reactive power compensations comprising switching devices without energy storage components. IEEE Transactions on Industry Applications, 1984, vol.IA-20, no.3, рр. 625-630. doi:10.1109/tia.1984.4504460.

Peng F.Z., Lai J.-S. Generalized instantaneous reactive power theory for three–phase power systems. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 1996, vol.45, no.1, рр. 293-297. doi:10.1109/19.481350.

Kim H., Akagi H. The instantaneous power theory based on mapping matrices in three–phase four–wire systems. Proceedings of Power Conversion Conference – PCC’97, Nagaoka, Japan, 1997, pp. 361-366. doi:10.1109/pccon.1997.645639.

Zhemerov G.G., Tugay D.V. The instantaneous and average active and reactive power in linear circuits with sinusoidal voltages. Visnyk NTU «KhPІ»Bulletin of NTU «KhPІ», 2004, no.43, pp. 153-160. (Rus).

Bronshteyn I.N., Semendyayev K.A. Spravochnik po matematike dlya inzhenerov i uchashchikhsya vuzov [Mathematical handbook for engineers and university students]. Moscow, Nauka Publ., 1986. 723 p. (Rus).

Zhemerov G.G., Il'ina O.V., Tugay D.V. Energy-saving effect ripple compensation of instantaneous active power. Tekhnichna elektrodynamika. Tem. vypusk «Silova elektronіka i energoefektivnіst» – Technical electrodynamics. Special Issue «Power electronics & energy efficiency», 2006, vol.4, pp. 22-27. (Rus).

Zhemerov G.G., Tugay D.V. Energy and power in power supply systems with semiconductor converters and energy storage. Elektrotekhnika i elektromekhanikaElectrical engineering & electromechanics, 2014, no.1, pp. 45-57. (Rus).

Zhemerov G.G., Il'ina N.A., Il'ina O.V., Koval'chuk O.I., Sokol E.I. Efficiency three-phase four-wire power supply system with an asymmetric load. Tekhnichna elektrodynamika. Tem. vypusk «Silova elektronіka i energoefektivnіst» – Technical electrodynamics. Special Issue «Power electronics & energy efficiency», 2006, vol.1, pp. 22-31. (Rus).

Zhemerov G.G., Tugay D.V. Power losses and reactive power in three-phase power supply systems with symmetrical sinusoidal voltage source. Energosberezhenie. Energetika. Energoaudit – Energy saving. Power engineering. Energy audit, 2014, no.9(127), pp. 12-23. (Rus).


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Akagi H., Kanazawa Y., Nabae A. Generalized theory of the instantaneous power in three phase circuits // Int. Power Electronics Conf., Tokio, Japan. – 1983. – pp. 1375-1386.

  2. Akagi H., Kanazawa Y., Nabae A. Instantaneous re active power compensations comprising switching devices without energy storage components // IEEE Transactions on Industry Applications. – 1984. – vol.IA-20. – №3. – рр. 625-630.

  3. Peng F.Z., Lai J.-S. Generalized instantaneous reactive power theory for three–phase power systems // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. – 1996. – vol.45. – №1. – рр. 293-297.

  4. Kim H.S., Akagi H. The instantaneous power theory based on mapping matrices in three–phase four–wire systems // Proceedings of Power Conversion Conference – PCC’97, Nagaoka, Japan. – 1997. – pp. 361-366.

  5. Жемеров Г.Г, Тугай Д.В. Мгновенные и средние активные и реактивные мощности в линейных цепях с синусоидальными напряжениями // Вісник НТУ «ХПІ». – 2004. – №43. – С. 153-160.

  6. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов. – М.: Наука, 1986. – 723 с.

  7. Жемеров Г.Г., Ильина О.В., Тугай Д.В. Энергосберегающий эффект компенсации пульсаций мгновенной активной мощности // Технічна електродинаміка. Тем. випуск «Силова електроніка та енергоефективність». – 2006. – №4. – С. 22-27.

  8. Жемеров Г.Г., Тугай Д.В. Энергия и мощность в системах электроснабжения с полупроводниковыми преобразователями и накопителями энергии // Електротехніка і електромеханіка. – 2014. – №1. – С. 45-57.

  9. Жемеров Г.Г., Ильина Н.А., Ильина О.В., Ковальчук О.И., Сокол Е.И. КПД трехфазной четырехпроводной системы электроснабжения с асимметричной нагрузкой // Технічна електродинаміка. Тем. випуск «Силова електроніка та енергоефективність». – 2010. – №1. – С. 22-31.

  10. Жемеров Г.Г., Тугай Д.В. Мощность потерь и реактивная мощность в трехфазных системах электроснабжения при симметричных синусоидальных напряжениях источника // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. – 2014. – №9(127). – С. 12-23.




DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2015.4.05

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Copyright (c) 2015 George G. Zhemerov, D. V. Tugay


This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2074–272X (Print)
ІSSN 2309–3404 (Online)