Развитие теории мгновенной мощности трехфазной сети в условиях сетецентризма

Обеспечение сетецентрического подхода к режиму управления трехфазной сетью и оценка сбалансированности режима сети с учетом влияния мгновенной мощности на величину потерь даст возможность исключить появление нулевой последовательности и, тем самым, повысить качество электроэнергии...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2017
Автори:	Сокол, Е.И, Сиротин, Ю.А., Иерусалимова, Т.С., Гриб, О.Г., Швец, С.В., Гапон, Д.А
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України 2017
Назва видання:	Електротехніка і електромеханіка
Теми:	Електричні станції, мережі і системи
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/147582
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Развитие теории мгновенной мощности трехфазной сети в условиях сетецентризма / Е.И. Сокол, Ю.А. Сиротин, Т.С. Иерусалимова, О.Г. Гриб, С.В. Швец, Д.А. Гапон // Електротехніка і електромеханіка. — 2017. — № 4. — С. 61-65. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-147582
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1475822025-02-09T11:35:15Z Развитие теории мгновенной мощности трехфазной сети в условиях сетецентризма The development of the theory of instantaneous power of three-phase network in terms of network centrism Сокол, Е.И Сиротин, Ю.А. Иерусалимова, Т.С. Гриб, О.Г. Швец, С.В. Гапон, Д.А Електричні станції, мережі і системи Обеспечение сетецентрического подхода к режиму управления трехфазной сетью и оценка сбалансированности режима сети с учетом влияния мгновенной мощности на величину потерь даст возможность исключить появление нулевой последовательности и, тем самым, повысить качество электроэнергии Забезпечення мережецентричного підходу до режиму управління трифазною мережею і оцінка збалансованості режиму мережі з урахуванням впливу миттєвої потужності на величину втрат дасть можливість виключити появу нульової послідовності і, тим самим, підвищити якість електроенергії. Purpose. Information technologies allow multidimensional analysis of information about the state of the power system in a single information space in terms of providing network-centric approach to control and use of unmanned aerial vehicles as tools for condition monitoring of three-phase network. Methodology. The idea of energy processes in three independent (rather than four dependent) curves vector-functions with values in the arithmetic threedimensional space adequately for both 4-wire and 3–wire circuits. The presence of zero sequence current structural (and mathematically) features a 4-wire scheme of energy from a 3-wire circuit. The zero sequence voltage caused by the displacement of the zero voltage phases. Offset zero in the calculations can be taken into account by appropriate selection of the reference voltages. Both of these energetic phenomena with common methodical positions are described in the framework of the general mathematical model, in which a significant role is played by the ort zero sequence. Results. Vector approach with a unified voice allows us to obtain and analyze new energy characteristics for 4–wire and 3–wire circuits in sinusoidal and non-sinusoidal mode, both in temporal and frequency domain. Originality. Symmetric sinusoidal mode is balanced, even with non-zero reactive power. The converse is not true. The mode can be balanced and unbalanced load. The mode can be balanced and unbalanced voltage. Practical value. Assessing balance in network mode and the impact of instantaneous power on the magnitude of the losses, will allow to avoid the appearance of zero sequence and, thus, to improve the quality of electricity 2017 Article Развитие теории мгновенной мощности трехфазной сети в условиях сетецентризма / Е.И. Сокол, Ю.А. Сиротин, Т.С. Иерусалимова, О.Г. Гриб, С.В. Швец, Д.А. Гапон // Електротехніка і електромеханіка. — 2017. — № 4. — С. 61-65. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 2074-272X DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2017.4.10 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/147582 621.311 ru Електротехніка і електромеханіка application/pdf Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Електричні станції, мережі і системи Електричні станції, мережі і системи
spellingShingle	Електричні станції, мережі і системи Електричні станції, мережі і системи Сокол, Е.И Сиротин, Ю.А. Иерусалимова, Т.С. Гриб, О.Г. Швец, С.В. Гапон, Д.А Развитие теории мгновенной мощности трехфазной сети в условиях сетецентризма Електротехніка і електромеханіка
description	Обеспечение сетецентрического подхода к режиму управления трехфазной сетью и оценка сбалансированности режима сети с учетом влияния мгновенной мощности на величину потерь даст возможность исключить появление нулевой последовательности и, тем самым, повысить качество электроэнергии
format	Article
author	Сокол, Е.И Сиротин, Ю.А. Иерусалимова, Т.С. Гриб, О.Г. Швец, С.В. Гапон, Д.А
author_facet	Сокол, Е.И Сиротин, Ю.А. Иерусалимова, Т.С. Гриб, О.Г. Швец, С.В. Гапон, Д.А
author_sort	Сокол, Е.И
title	Развитие теории мгновенной мощности трехфазной сети в условиях сетецентризма
title_short	Развитие теории мгновенной мощности трехфазной сети в условиях сетецентризма
title_full	Развитие теории мгновенной мощности трехфазной сети в условиях сетецентризма
title_fullStr	Развитие теории мгновенной мощности трехфазной сети в условиях сетецентризма
title_full_unstemmed	Развитие теории мгновенной мощности трехфазной сети в условиях сетецентризма
title_sort	развитие теории мгновенной мощности трехфазной сети в условиях сетецентризма
publisher	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
publishDate	2017
topic_facet	Електричні станції, мережі і системи
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/147582
citation_txt	Развитие теории мгновенной мощности трехфазной сети в условиях сетецентризма / Е.И. Сокол, Ю.А. Сиротин, Т.С. Иерусалимова, О.Г. Гриб, С.В. Швец, Д.А. Гапон // Електротехніка і електромеханіка. — 2017. — № 4. — С. 61-65. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.
series	Електротехніка і електромеханіка
work_keys_str_mv	AT sokolei razvitieteoriimgnovennojmoŝnostitrehfaznojsetivusloviâhsetecentrizma AT sirotinûa razvitieteoriimgnovennojmoŝnostitrehfaznojsetivusloviâhsetecentrizma AT ierusalimovats razvitieteoriimgnovennojmoŝnostitrehfaznojsetivusloviâhsetecentrizma AT gribog razvitieteoriimgnovennojmoŝnostitrehfaznojsetivusloviâhsetecentrizma AT švecsv razvitieteoriimgnovennojmoŝnostitrehfaznojsetivusloviâhsetecentrizma AT gaponda razvitieteoriimgnovennojmoŝnostitrehfaznojsetivusloviâhsetecentrizma AT sokolei thedevelopmentofthetheoryofinstantaneouspowerofthreephasenetworkintermsofnetworkcentrism AT sirotinûa thedevelopmentofthetheoryofinstantaneouspowerofthreephasenetworkintermsofnetworkcentrism AT ierusalimovats thedevelopmentofthetheoryofinstantaneouspowerofthreephasenetworkintermsofnetworkcentrism AT gribog thedevelopmentofthetheoryofinstantaneouspowerofthreephasenetworkintermsofnetworkcentrism AT švecsv thedevelopmentofthetheoryofinstantaneouspowerofthreephasenetworkintermsofnetworkcentrism AT gaponda thedevelopmentofthetheoryofinstantaneouspowerofthreephasenetworkintermsofnetworkcentrism
first_indexed	2025-11-25T22:09:29Z
last_indexed	2025-11-25T22:09:29Z
_version_	1849801909484912640
fulltext	Електричні станції, мережі і системи ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2017. №4 61 © Е.И. Сокол, Ю.А. Сиротин, Т.С. Иерусалимова, О.Г. Гриб, С.В. Швец, Д.А. Гапон УДК 621.311 doi: 10.20998/2074-272X.2017.4.10 Е.И. Сокол, Ю.А. Сиротин, Т.С. Иерусалимова, О.Г. Гриб, С.В. Швец, Д.А. Гапон РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ МГНОВЕННОЙ МОЩНОСТИ ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ В УСЛОВИЯХ СЕТЕЦЕНТРИЗМА Забезпечення мережецентричного підходу до режиму управління трифазною мережею і оцінка збалансованості ре- жиму мережі з урахуванням впливу миттєвої потужності на величину втрат дасть можливість виключити появу нульової послідовності і, тим самим, підвищити якість електроенергії. Бібл. 9, рис. 3. Ключові слова: мережецентрична технологія, миттєва потужність, нульова послідовність, нейтраль. Обеспечение сетецентрического подхода к режиму управления трехфазной сетью и оценка сбалансированности ре- жима сети с учетом влияния мгновенной мощности на величину потерь даст возможность исключить появление нулевой последовательности и, тем самым, повысить качество электроэнергии. Библ. 9, рис. 3. Ключевые слова: сетецентрическая технология, мгновенная мощность, нулевая последовательность, нейтраль. Введение и постановка проблемы. Проблемы совместимости различных видов генерации требуют концентрации усилий на объединении энергетических кластеров, которые должны быть сбалансированы по первичным энергоресурсам с взаимодействием субъ- ектов производства, передачи и потребления электри- ческой энергии. При сравнении свойств традицион- ных иерархических и новационных сетецентрических систем управления режимами работы трехфазной сети, среди основных преимуществ последних следу- ет отметить использование иррегулярных подсистем (подсистемы с переменной структурой и изменяю- щимся набором функций) и использование информа- ции в режиме реального времени. Однако это требует перестройки не только присоединяемых локальных энергосистем, но и всей совокупности распределен- ных энергетических объектов [1]. Решение задачи осложняет наличие слабых и в то же время протяженных информационно- управленческих связей на больших территориях [2]. Современные информационные технологии по- зволяют осуществить многомерный анализ информа- ции о состоянии энергосистемы в едином информа- ционном пространстве при условиях обеспечения сетецентрического подхода к режиму управления и использования беспилотных летательных аппаратов в качестве средств мониторинга состояния трехфазной сети [3]. Реактивность, асимметрия и несинусоидальность режима потребления для ряда потребителей обуслов- лены технологическими причинами и имеют длитель- ный характер, что является причиной появления пуль- саций мгновенной мощности (ММ), которая вызывает дополнительные потери электроэнергии и способст- вует возникновению опасных резонансных явлений при работе трехфазной сети [4]. Анализ последних исследований и публикаций. При несимметричном напряжении задача минимизации потерь и создание уравновешенного режима электро- снабжения становится многокритериальной. Усовер- шенствование методов компенсации и симметризации нагрузки при несимметричном напряжении требует дальнейшего развития теории мощности [5]. Цель исследований. Развитие методов теории мгновенной мощности в условиях наличия несиммет- ричной нагрузки при сетецентрическом управлении режимами работы трехфазной сети. Основные материалы исследований. В 4- проводной системе ММ определяется как сумма че- тырех попарных произведений мгновенных значений (м.з.) токов и напряжений. В силу І закона Кирхгофа только три линейных тока (из четырех) независимые (свободные) величины, а ММ – инвариантна относи- тельно выбора точки отсчета (ТО) одновременно для 4-х напряжений. Такая инвариантность ММ приводит к тому, что и среди 4-х напряжений (трех фазных напряжений и напряжения нейтрали) только три ве- личины напряжений независимы (свободные). ТО фазных напряжений, относительно которой нулевая последовательность вектора фазных напря- жений равна «0», называют искусственной точкой заземления (ИТЗ, artificial point). Выбор в качестве ТО ИТЗ для сечения ‹a, b ,c, n› делает 4 величины напря- жений условно четырехмерными. Это приводит к усложнению математического описания энергетиче- ских процессов и требует неоправданного примене- ния техники множителей Лагранжа [6]. Выбор нейтрали в качестве ТО напряжений не изменяет величину ММ. При этом ММ явно зависит только от трех независимых фазных напряжений и трех независимых линейных токов. Это позволяет считать энергетические процессы (тока и напряже- ния) в 4-проводной системе трехмерными и полно- стью определенными тремя фазовыми величинами сечения трех фаз ‹a, b, c›, зависящими от времени – тремя кривыми (3-waveforms): xa = xa(t), xb = xb(t), xc = xc(t). Кривые рассматриваемого процесса в трех фазах определяют радиус-вектор x(t)=[xa(t) xb(t) xc(t)] • со значениями в 3-мерном пространстве X(3) (3-мерную кривую x(t)  X(3), сокращенно 3-кривую). Здесь X(3) – арифметическое пространство трех- мерных вещественных векторов (матриц-столбцов) с операциями: 62 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2017. №4  скалярного произведения (СП):   ccbbaa c b a cba yxyxyx y y y xxxyxyx             ),( ; (1)  векторного произведения (ВП):  .abbacaacbccb abba caac bccb yxyxyxyxyxyx yxyx yxyx yxyx yx                 (2) Вектора ортогональны, если их скалярное произ- ведение равно нулю: 0),(  yxyx . (3) Вектора параллельны (коллинеарны), если их векторное произведение равно нулю: 0\|\|  yxyx . (4) Представление энергетических процессов тремя независимыми (а не четырьмя зависимыми) кривыми вектор-функциями со значениями в арифметическом 3-мерном пространстве X(3) адекватно как для 4-проводных, так и для 3-проводных цепей. Анализ энергетических процессов в 4-проводной сети. Векторный подход с единых позиций позволяет получать и анализировать новые энергетические ха- рактеристики как для 4-проводных, так и для 3-проводных цепей, как в синусоидальном, так и не- синусоидальном режиме, как во временной, так и частотной области, математически рассматривая 3-проводную схему электроснабжения как частный случай 4-проводной схемы электроснабжения. Мгновенная мощность и неуравновешенный ре- жим. В каждый момент времени локальное состояние энергетических процессов в трехфазном сечении ‹a, b, c› характеризуется векторами мгновенных зна- чений тока и напряжения:     .)()()()( ,)()()()(     titititi tutututu cba cba (5) При рассмотрении 4-проводной цепи полагаем, что напряжения измеряются относительно нейтрали. Определение нормы вектора в 3-мерном пространстве X(3) в каждый момент времени определяет норму век- тора м.з. тока и напряжения: 222 )()()()()()( tutututututu cba   ; (6) 222 )()()()()()( titititititii cba   . (7) Стандартная (скалярная) ММ определена как сумма попарных произведений м.з. тока и напряже- ния трех фаз: dt dW titutitutitutp ccbbaa  )()()()()()()( (8) и характеризует скорость передачи энергии W=W(t) в этом сечении. Как следует из (1), в каждый момент времени она равна СП векторов (5):               )( )( )( )()()(),()( tu tu tu tititiuiuitp c b a cba . (9) Полагая, что процессы (5) T-периодические, т.е. u(t+T)=u(t) и i(t+T)=i(t), можно корректно определить среднее ММ и выделить переменную составляющую: ),(~)( ),()( 1 tpptp tdtp T pP T      (10) где τ≥0 – произвольное число. Если ММ не имеет переменной (пульсирующей) компоненты 0)(~ tp , то режим уравновешен [7]. В общем случае 0)(~  ptpp и режим неуравнове- шен. Симметричный синусоидальный режим уравно- вешен, даже при ненулевой реактивной мощности. Обратное утверждение не верно. Режим может быть уравновешенным и при несимметричной нагрузке. Режим может быть уравновешенным и при несиммет- ричном напряжении. Векторная ММ и уравнение мгновенных мощно- стей. Произведение норм векторов (5) определяет кажущуюся ММ энергетического режима: )()()()()( titutituts  . (11) В 3-мерном пространстве X(3) для любой пары векторов справедливо неравенство Коши-Шварца [8], что для векторов (5) дает импликацию: )()()()()()( tstptutituti  . (12) Введем векторную ММ как ВП векторов (5) то- ков и напряжений [8]:   . )()()(               cba q abba q caac q bccb qqq uiuiuiuiuiui tutitq cba  (13) Попарные СП векторов (5) образуют матрицу Грама (2×2):                     )()( )()( ),( 2 2 tutp tpti uuui uiii uiG . (14) Положительные величины на ее главной диаго- нали равны квадратам норм векторов (5) напряжений и токов: u•u=\|u(t)\|2=u2(t), i•i=\|i(t)\|2=i2(t). Определитель матрицы Грама равен квадрату нормы ВП векторов м.з. токов и напряжений – скалярному квадрату век- торной ММ (13):       2 )()( )(),(det tquiui uuui uiii uiG tqtq      . (15) Геометрический смысл определителя матрицы Грама: «квадрат площади параллелограмма, который образован векторами напряжения u=u(t) и тока i=i(t)» иллюстрируется на рис. 1. Площадь такого «мгновенного» параллелограм- ма равна: )(sin)()(sin)()()()( ttsttitutqtq   , (16) где φ(t) – мгновенный угол между векторами м.з. тока и напряжения в арифметическом 3-мерном простран- стве X(3)в момент времени t. ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2017. №4 63 ( )ti ( )tu ( )t ( )t  q i u Рис. 1. Вектор тока, вектор напряжения и векторная ММ Площадь параллелограмма равна нулю, если об- разующие его вектора параллельны (коллинеарны) u(t)\|\|i(t), когда кажущая мощность равна ММ. Поэто- му норму ВП тока i=i(t) и напряжения u = u(t) можно интерпретировать как неактивную ММ. Чтобы под- черкнуть эту интерпретацию, стандартную (скаляр- ную) ММ будем называть активной ММ. Разложение (15) инвариантно относительно перестановки векто- ров i и u, однако i×u= –u×i. Здесь векторная (неак- тивная) ММ определяется согласно (13). Противоположный выбор сделан в «pq-теории» и приводит к ошибке [9]. Отметим, что вектора i, u, i×u образуют правую тройку. Неравенство Коши (12) в каждый момент квад- ратично дополняется до равенства определителем матрицы Грама [8]:           )( 2 )()()( 222 tqtptuti uiuiuiuuii   . (17) Тождество (17) дает уравнение мощности для мгновенных мощностей и иллюстрируется рис. 2: )()()( 222 tqtpts  . (18) В треугольнике мгновенных мощностей (рис. 2) два катета соответствуют активной и неактивной мгновенным мощностям. Если неактивная ММ обу- словлена sinφ(t), то активная ММ обусловлена cosφ(t):   )(cos)()( )(cos )( tts iu iu iuiutp t ts      . (19) Угол в треугольнике мощностей φ(t) равен вве- денному ранее углу между векторами тока i = i(t) и напряжения u = u (t). ( )s t ( )p t ( )q t ( )t Рис. 2. Треугольник мгновенных мощностей Если активная ММ (8) характеризует эффектив- ность энергетического режима, то векторная ММ (13) характеризует потери энергетического режима. Несбалансированный и сбалансированный режим. Подобно (10) в векторной ММ можно выде- лить векторные составляющие – постоянную и пере- менную: qtqtqtdtq T q T      )()(~),()( 1 . (20) Режим, при котором векторная ММ не имеет пе- ременной составляющей 0)(~~  tqq , будем называть сбалансированным режимом [7]. Режим реально сбалансирован, если векторная ММ (неактивная ММ) тождественно равна нулю:    0)(~&0)(0)(  tqtqtq . (21) Тем самым, режим реально сбалансирован (q(t)≡\|q(t)\|≡0), если в каждый момент (тождественно) вектора (5) параллельны: )()()(0)()( titutytqtq  . (22) Скалярная величина y(t) (имеет размерность про- водимости) не обязана быть константой и коэффици- ент мощности при этом, в общем случае, меньше 1. Ток и напряжение 0-последовательности. В 4- проводной цепи при несимметричной нагрузке ток нейтрали не нулевой (ток нулевой последовательно- сти (НП) отличен от нуля). Именно наличие тока НП структурно (и математически) отличает 4-проводную схему энергоснабжения от 3-проводной схемы. НП напряжения обусловлена смещением ноля напряже- ний фаз. Смещение ноля в расчетах можно учесть соответствующим выбором точки отсчета напряже- ний. Оба этих энергетических явления с единых ме- тодических позиций описываются в рамках общей математической модели, в которой существенную роль играет орт НП (вектор с единичной нормой)   1,111 3 1 0   ee . (23) Разложение 3-мерного вектора x=[xa xb xc] •  X(3) вдоль орта НП определяет представление 3-мерного вектора двумя взаимно ортогональными составляю- щими      !0!00000 ; !0 xxxxexeeexx xx    , (24) где «×» – знак векторного произведения. В разложении (24) первая компонента:                            1 1 1 ˆ 1 1 1 3 ˆ 000 x xxx eexx x cba  (25) является векторной проекцией вектора x=(xa, xb,xc) на 0-орт (23) и равна 0-составляющей этого вектора. Координаты вектора (25) одинаковы и равны среднему значению 3-х фазных величин:   3/)()()()(ˆ txtxtxtx cba  . (26) Составляющая без 0-компоненты (двойное век- торное произведение):  00! exex  (27) является ортогональным дополнением составляющей (25) до полного вектора (и не содержит 0-составляющую). Эту составляющую будем назы- вать 0-уравновешенной составляющей. Векторное умножение вектора на 0-орт слева: 64 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2017. №4                                        c b a ab ca bc x x x xx xx xx xe 011 101 110 3 1 3 1 0 (28) можно представить с помощью кососимметрической матрицы               011 101 110 3 1 K (29) в виде: xKxe 0 . (30) Векторное умножение слева и справа отличают- ся знаком. Умножение справа:                                         c b a K ba ac cb y y y yy yy yy ey    011 101 110 3 1 3 1 0 (31) yKey   0 (32) равносильно умножению на транспонированную мат- рицу K• = –K. Для второй компоненты (27) разложения (24) имеем:    xDxKKexKexex D xKKxK     !000! !  . (33) В матричном виде компоненты разложения (24) записываются как: xDxxDx  !!00 , . (34) Матрицы:                          211 121 112 3 1 , 111 111 111 3 1 !0 DD (35) определяют проектор D0 на орт 0-последовательности и проектор D! на 2-мерное подпространство трехмер- ных векторов, ортогональных 0-орту:   )3( 0 )3()2( ! 0: XexXxL   . (36) Вектор x=D!·x – 0-уравновешен. В силу эквива- лентности утверждений: !!00 0 xxDxxex  (37) справедливо альтернативное описание 2-мерного подпространства (36) трехмерных 0-уравновешенных векторов (без 0-последовательности)  xDxXxL  ! )3()2( ! : . (38) 2-мерного подпространства (36) – как множество 3-мерных векторов, которые не изменяются под воз- действием матрицы D!. Матрицы (35) удовлетворяют условиям:  квадрат матрицы совпадает с самой матрицей (свойство идемпотентности) ! 2 !0 2 0 , DDDD  ; (39)  произведение матриц равно нулю (ортогональ- ность): 0!0 DD ; (40)  сумма матриц дает ортогональное разложение единичной матрицы третьего порядка            100 010 001 !0 DD . (41) Ортогональное разложение (24) справедливо в каждый момент времени, т.е. (24) тождественно вы- полняется для 3-мерной кривой: )()()()()( !0!0 txDtxDtxtxtx  . (42) Так как выше полученные формулы тождествен- но выполняются для 3-мерных кривых (справедливы в каждый момент времени), то, чтобы не перегружать формулы, зависимость от времени указывать не бу- дем. В частности для 3-кривых тока и напряжения (5) разложение (42) запишем (явно не указывая зависи- мость от времени) как (рис. 3):     !0!0!0!0 !0!0 ; uuuDuDuiiiDiDi uuii  . (43) Напряжение (разность потенциалов) относитель- ная величина, которая зависит от ТО. Из представле- ния (43) для вектора напряжения следует, что с изме- нением ТО напряжения изменяется только НП векто- ра напряжения u0, а 0-уравновешенная составляющая вектора напряжения u! не изменяется. uDu 00  u iDi 00  0e i uDu !!  )2( !L iDi !!  Рис. 3. Ортогональное разложение векторов напряжения и тока вдоль НП в 4–проводной схеме Вектор фазных напряжений u!=D!·u 0-уравновешен и (в каждый момент времени) равен вектору напряжений, все фазные компоненты которо- го измерены относительно ИТЗ. Все три координаты вектора напряжений 0-последовательности  ))(ˆ),(ˆ),(ˆ(00 tututuuDu cba (44) одинаковы: 3/))()()((ˆ tututuu cba  (45) и равны разности напряжений между нейтралью и ИТЗ. Если напряжение симметрично, то оно не со- держит НП, в этом случае ИТЗ совпадает с нейтра- лью. Выводы. Сетецентрическая технология управ- ления трехфазной сетью – это идея интеграции всех сил и средств в едином пространстве, которая позво- ляет увеличить эффективность их применения по назначению. Одна из составляющих этого процесса – оценка сбалансированности режима сети и влияние ММ на величину потерь, даст возможность исклю- чить появление нулевой последовательности и, тем самым, повысить качество электроэнергии. ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2017. №4 65 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Сокол Е.И., Гриб О.Г., Швец С.В. Сетецентрическая оптимизация оперативного обслуживания элементов энер- госистемы // Електротехніка і електромеханіка. – 2016. – №3. – С. 67-72. doi: 10.20998/2074-272X.2016.3.11. 2. Сокол Е.И., Гриб О.Г., Швец С.В. Структурно- параметрическая организация элементов энергосистемы в условиях сетецентризма // Електротехніка і електромехані- ка. – 2016. – №2. – С. 61-64. doi: 10.20998/2074- 272X.2016.2.11. 3. Швець С.В., Воропай В.Г. Мережецентричні аспекти використання безпілотних літальних апаратів // Вісник Харківського національного технічного університету сіль- ського господарства імені Петра Василенка. Серія «Про- блеми енергозабезпечення та енергозбереження в АПК України». – 2016. – №176. – С. 33-34. 4. Сиротин Ю.А., Иерусалимова Т.С. Уравнения мгновен- ных и интегральных мощностей несинусоидальных 3- фазных процессов // Електротехніка і електромеханіка. – 2016. – №1. – С. 69-73. doi: 10.20998/2074-272X.2016.1.13. 5. Жежеленко И.В., Саенко Ю.Л. Вопросы качества элек- троэнергии в электроустановках. – Мариуполь, ПГТУ. – 1996. – 173 с. 6. Willems J.L, Ghijselen J.A. The relation between the gener- alized apparent power and the voltage reference // Energia elettrica. – 2004. – vol.81. – pp. 37-45. 7. Шидловский А.К., Мостовяк А.Г., Москаленко А.Г. Уравновешивание режимов многофазных цепей. – Киев: Наукова думка, 1990. – 181 с. 8. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для науч- ных работников и инженеров). – М.: Наука, 1973. – 832 с. 9. Peng F.Z., Lai J.S. Generalized instantaneous reactive power theory for three-phase power systems // IEEE Transac- tions on Instrumentation and Measurement. – 1996. – vol.45. – no.1. – pp. 293-297. doi: 10.1109/19.481350. REFERENCES 1. Sokol Y.I., Gryb O.G., Shvets S.V. Network centrism opti- mization of expeditious service of elements of the power supply system. Electrical engineering & electromechanics, 2016, no.3, pp. 67-72. (Rus). doi: 10.20998/2074-272X.2016.3.11. 2. Sokol Y.I., Gryb O.G., Shvets S.V. The structural and pa- rametrical organization of elements of a power supply system in the conditions of network centrism. Electrical engineering & electromechanics, 2016, no.2, pp. 61-64. (Rus). doi: 10.20998/2074-272X.2016.2.11. 3. Shvets S.V., Voropai U. G. Mariechantal aspects of the use of unmanned aerial vehicles. Bulletin of Kharkiv Petro Vasylenko National Technical University of Agriculture, 2016, no.176, pp. 33-34. (Ukr). 4. Sirotin Iu.A., Ierusalimova T.S. Instantaneous and integral power equations of nonsinusoidal 3-phase processes. Electrical engineering & electromechanics, 2016, no.1, pp. 69-73. doi: 10.20998/2074-272X.2016.1.13. 5. Zhezhelenko I.V., Saenko Yu.L. Voprosy kachestva elektro- energii v elektroustanovkakh [Issues of power quality in electri- cal installations]. Mariupol, PSTU Publ., 1996. 173 p. (Rus). 6. Willems J.L, Ghijselen J.A. The relation between the gener- alized apparent power and the voltage reference. Energia elet- trica, 2004, vol.81, pp. 37-45. 7. Shidlovskii A. K., Mostovyak A.G., Moskalenko A.G. Uravnoveshivanie rezhimov mnogofaznykh tsepei [Balancing the modes of multiphase circuits]. Kiev, Naukova Dumka Publ., 1990. 181 p. (Rus). 8. Korn G., Korn T. Spravochnik po matematike dlia nauchnykh rabotnikov i inzhenerov [Mathematical handbook for scientists and engineers]. Moscow, Nauka Publ., 1973. 832 p. (Rus). 9. 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, pp. 293-297. doi: 10.1109/19.481350. Поступила (received) 17.05.2017 Сокол Евгений Иванович1, д.т.н., проф., член-корр. НАНУ, Сиротин Юрий Александрович1, д.т.н., проф., Иерусалимова Татьяна Сергеевна1, к.т.н., Гриб Олег Герасимович1, д.т.н., проф., Швец Сергей Викторович1, к.т.н. доц., Гапон Дмитрий Анатольевич1, к.т.н. доц., 1 Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», 61002, Харьков, ул. Кирпичева, 2, тел/phone +38 057 7076551, e-mail: Ierusalimovat@mail.ru, dima12345ml@mail.ru, se55sh32@gmail.com Y.I. Sokol1, Yu.A. Sirotin1, T.S. Iierusalimova1, O.G. Gryb1, S.V. Shvets1, D.A. Gapon1 1 National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», 2, Kyrpychova Str., Kharkiv, 61002, Ukraine. The development of the theory of instantaneous power of three-phase network in terms of network centrism. Purpose. Information technologies allow multidimensional analy- sis of information about the state of the power system in a single information space in terms of providing network-centric approach to control and use of unmanned aerial vehicles as tools for condi- tion monitoring of three-phase network. Methodology. The idea of energy processes in three independent (rather than four depend- ent) curves vector-functions with values in the arithmetic three- dimensional space adequately for both 4-wire and 3–wire circuits. The presence of zero sequence current structural (and mathemati- cally) features a 4-wire scheme of energy from a 3-wire circuit. The zero sequence voltage caused by the displacement of the zero voltage phases. Offset zero in the calculations can be taken into account by appropriate selection of the reference voltages. Both of these energetic phenomena with common methodical positions are described in the framework of the general mathematical model, in which a significant role is played by the ort zero sequence. Re- sults. Vector approach with a unified voice allows us to obtain and analyze new energy characteristics for 4–wire and 3–wire circuits in sinusoidal and non-sinusoidal mode, both in temporal and frequency domain. Originality. Symmetric sinusoidal mode is balanced, even with non-zero reactive power. The converse is not true. The mode can be balanced and unbalanced load. The mode can be balanced and unbalanced voltage. Practical value. Assess- ing balance in network mode and the impact of instantaneous power on the magnitude of the losses, will allow to avoid the appearance of zero sequence and, thus, to improve the quality of electricity. References 9, figures 3. Key words: network-centric technology, instant power, zero sequence, neutral.

Развитие теории мгновенной мощности трехфазной сети в условиях сетецентризма

Репозитарії

Схожі ресурси