RU2651809C1 - Method of the three-phase network instant reactive power determining - Google Patents

Method of the three-phase network instant reactive power determining Download PDF

Info

Publication number
RU2651809C1
RU2651809C1 RU2016151284A RU2016151284A RU2651809C1 RU 2651809 C1 RU2651809 C1 RU 2651809C1 RU 2016151284 A RU2016151284 A RU 2016151284A RU 2016151284 A RU2016151284 A RU 2016151284A RU 2651809 C1 RU2651809 C1 RU 2651809C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactive power
phase
instantaneous
phase network
instantaneous reactive
Prior art date
Application number
RU2016151284A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Евгеньевич Бондаренко
Original Assignee
Александр Евгеньевич Бондаренко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Евгеньевич Бондаренко filed Critical Александр Евгеньевич Бондаренко
Priority to RU2016151284A priority Critical patent/RU2651809C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2651809C1 publication Critical patent/RU2651809C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/06—Arrangements for measuring electric power or power factor by measuring current and voltage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical engineering and electric power engineering and can be used in systems of centralized monitoring and monitoring of electric power systems, in reactive power compensation systems, in power active filters. Method of the instantaneous reactive power determining of a three-phase network consists in measuring signals proportional to the current and voltage projections values depicting current vectors on three phase axes, then these values are multiplied together and then the resulting signals are summed with production at the output of a signal proportional to the three-phase network instantaneous reactive power.
EFFECT: technical result is an increase in the accuracy and speed of measuring the instantaneous reactive power of a three-phase network.
1 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемый способ относится к области электротехники и электроэнергетики, в частности, может быть использован в системах централизованного контроля и мониторинга электроэнергетических систем, в системах компенсации реактивной мощности, в силовых активных фильтрах.The proposed method relates to the field of electrical engineering and the electric power industry, in particular, it can be used in centralized control and monitoring systems of electric power systems, in reactive power compensation systems, in active power filters.

В 3D-пространстве мгновенных фазных величин трехфазного потребителя при симметричной нагрузке в плоскости Кларка вращаются изображающие вектора тока

Figure 00000001
и напряжения
Figure 00000002
, которые имеют общую точку в начале координат 3D-пространства.In the 3D space of the instantaneous phase quantities of a three-phase consumer with a symmetrical load in the Clark plane, depicting current vectors
Figure 00000001
and voltage
Figure 00000002
that have a common point at the origin of 3D space.

Эти векторы описываются следующим образом:These vectors are described as follows:

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

где i a , ib, ic - мгновенные фазные токи,where i a , i b , i c - instantaneous phase currents,

u a , ub, uc - мгновенные фазные напряжения.u a , u b , u c - instantaneous phase voltage.

Из уровня техники известны следующие решения в этой области.The following solutions are known in the art in this field.

Известен способ определения реактивной мощности трехфазной сети как модуль векторного произведения векторов тока

Figure 00000005
и напряжения
Figure 00000006
(Авторское свидетельство №1296952, 15.03.1987).A known method for determining the reactive power of a three-phase network as a module of the vector product of current vectors
Figure 00000005
and voltage
Figure 00000006
(Copyright certificate No. 1296952, 03/15/1987).

При этом известен способ определения мгновенной реактивной мощности трехфазной сети, в котором значения мгновенных фазных величин токов и напряжений получают при проецировании векторов тока и напряжения на фазные оси a, b, c (патент №2141720, дата публикации 20.11.1999).Moreover, there is a known method for determining the instantaneous reactive power of a three-phase network, in which the values of the instantaneous phase values of currents and voltages are obtained by projecting the current and voltage vectors onto the phase axes a, b, c (patent No. 2141720, publication date 11/20/1999).

Из данных решений неизвестно, каким образом возможно определить знак мгновенной реактивной мощности трехфазной сети. Изменение знака мгновенной реактивной мощности, например, с отрицательного на положительный говорит об изменении характера нагрузки трехфазной сети с индуктивной на емкостную. Например, в случае работы вращающегося синхронного компенсатора, такое изменение знака q(t) может диагностировать развитие аварийной ситуации и его немедленном отключении от трехфазной сети.From these solutions it is not known how it is possible to determine the sign of instantaneous reactive power of a three-phase network. A change in the sign of instantaneous reactive power, for example, from negative to positive, indicates a change in the nature of the load of the three-phase network from inductive to capacitive. For example, in the case of a rotating synchronous compensator, such a change in the sign of q (t) can diagnose the development of an emergency and its immediate disconnection from the three-phase network.

Известен способ определения знака реактивной мощности трехфазной сети, в котором осуществляют преобразование трехфазной системы координат в двухфазную с помощью преобразования Кларка, а затем в качестве ортогональных осей используется ось активного тока и ось неактивного тока (Н. Akagi, Y. Kanasawa and Nabae. Generalized theory of the instantaneous reactive power in three phase circuit. Ins. Electronic conference. Tokyo, Japan, pp. 1375-1386, 1983; H. Akagi. Trends in active power line conditioners. IEEE Trans. Power Electron. 9(3), pp. 263-264, 1984; Бурлака В.В., Поднебенная С.К., Дьяченко М.Д. Обзор методов управления активными фильтрами. Приазовский государственный технический университет. Электромеханические энергосберегающие системы. Выпуск 1/2011 (13). Мариуполь).A known method for determining the sign of the reactive power of a three-phase network, in which the three-phase coordinate system is converted into two-phase using the Clark transform, and then the active current axis and the inactive current axis are used as orthogonal axes (N. Akagi, Y. Kanasawa and Nabae. Generalized theory of the instantaneous reactive power in three phase circuit. Ins. Electronic conference. Tokyo, Japan, pp. 1375-1386, 1983; H. Akagi. Trends in active power line conditioners. IEEE Trans. Power Electron. 9 (3), pp. 263-264, 1984; Burlaka V.V., Podnebennaya S.K., Dyachenko M.D. Review of active filter control methods. Technical University. Electromechanical energy-saving systems. Issue 1/2011 (13). Mariupol).

Недостатком такого решения является то, что для получения необходимого результата нужно дважды осуществлять преобразования координат, что вызывает задержку преобразованного сигнала, то есть увеличивает затрачиваемое на осуществление способа время.The disadvantage of this solution is that in order to obtain the desired result, it is necessary to carry out coordinate transformations twice, which causes a delay of the converted signal, that is, increases the time spent on the implementation of the method.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является способ измерения мгновенной реактивной мощности в электрической цепи при помощи устройства, содержащего датчики мгновенных значений тока и напряжения, блоки перемножения, суммирующий блок. Реактивную мощность определяют как результат векторного произведения векторов тока и напряжения. В произвольно ориентированной декартовой системе координат

Figure 00000007
,
Figure 00000008
векторы тока и напряжения могут быть представлены в виде:Closest to the technical nature of the claimed invention is a method of measuring instantaneous reactive power in an electrical circuit using a device containing sensors of instantaneous values of current and voltage, multiplication units, summing unit. Reactive power is defined as the result of a vector product of the current and voltage vectors. In an arbitrarily oriented Cartesian coordinate system
Figure 00000007
,
Figure 00000008
vectors of current and voltage can be represented as:

Figure 00000009
;
Figure 00000009
;

Figure 00000010
;
Figure 00000010
;

где

Figure 00000011
,
Figure 00000012
- базисные векторы декартовой системы координат,Where
Figure 00000011
,
Figure 00000012
- basis vectors of the Cartesian coordinate system,

Unx, Uny, Inx, Iny - координаты соответствующих векторов напряжения и тока.U nx , U ny , I nx , I ny - coordinates of the corresponding voltage and current vectors.

Из этого следует, что вектор мгновенной реактивной мощности определяется как векторное произведение векторов тока и напряжения:From this it follows that the instantaneous reactive power vector is defined as the vector product of the current and voltage vectors:

Figure 00000013
.
Figure 00000013
.

Базисная система векторов строится с помощью синусно-косинусного генератора требуемой частоты, а определение координат производится умножением мгновенных значений сигналов синусно-косинусного генератора на сигналы тока и напряжения с последующим выделением постоянных составляющих, пропорциональных координатам Unx, Uny, Inx, Iny (Авторское свидетельство №1167518, дата публикации 15.07.1985).The basic system of vectors is constructed using a sine-cosine generator of the required frequency, and the coordinates are determined by multiplying the instantaneous values of the signals of the sine-cosine generator by current and voltage signals, followed by the allocation of constant components proportional to the coordinates U nx , U ny , I nx , I ny ( Copyright certificate No. 1167518, date of publication 07.15.1985).

Для определения знака реактивной мощности трехфазной сети при таком способе определяют проекции изображающих векторов тока и напряжения в плоскости их вращения на ортогональные оси

Figure 00000014
,
Figure 00000015
. При этом в случае симметричной нагрузки используют следующее выражение: q(t)=Unx⋅Iny-Uny⋅Inx.To determine the sign of the reactive power of a three-phase network with this method, the projections of the image current and voltage vectors in the plane of their rotation on the orthogonal axis are determined
Figure 00000014
,
Figure 00000015
. Moreover, in the case of a symmetric load, the following expression is used: q (t) = U nx ⋅I ny -U ny ⋅I nx .

Недостатком такого решения так же является то, что для получения необходимого результата нужно осуществлять преобразования координат, что увеличивает время на осуществления способа и понижает точность измерения мгновенной реактивной мощности.The disadvantage of this solution is also that to obtain the desired result, it is necessary to carry out coordinate conversions, which increases the time it takes to implement the method and reduces the accuracy of measuring instantaneous reactive power.

Задачей заявленного изобретения является создание более совершенного способа измерения мгновенной реактивной мощности трехфазной сети, поскольку значение мгновенной реактивной мощности трехфазной сети q(t) является важным показателем негативного воздействия потребителя на качество электрической энергии, в точке его подключения к трехфазной сети.The objective of the claimed invention is to create a more advanced method of measuring the instantaneous reactive power of a three-phase network, since the value of the instantaneous reactive power of a three-phase network q (t) is an important indicator of the negative impact of the consumer on the quality of electric energy, at the point of its connection to the three-phase network.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение точности и скорости измерения мгновенной реактивной мгновенной мощности трехфазной сети.The technical result of the claimed invention is to improve the accuracy and speed of measurement of instantaneous reactive instantaneous power of a three-phase network.

Технический результат достигается за счет осуществления способа определения мгновенной реактивной мощности трехфазной сети, в котором измеряют сигналы, пропорциональные значениям проекций изображающих векторов тока и напряжения на три фазные оси, затем взаимно перемножают эти значения, после осуществляют суммирование полученных сигналов с получением на выходе сигнала, пропорционального мгновенной реактивной мощности трехфазной сети.The technical result is achieved through the implementation of a method for determining the instantaneous reactive power of a three-phase network, in which signals are proportional to the values of the projections of the image vectors of current and voltage on three phase axes, then they are mutually multiplied by these values, then the obtained signals are summed to obtain a signal proportional to the output instantaneous reactive power of a three-phase network.

Таким образом, заявленный способ позволяет определять мгновенное значение реактивной мощности трехфазной сети без необходимости осуществления дополнительных операций преобразования координат и использования фильтров низкой частоты, что приводит к повышению скорости измерения мгновенной реактивной мощности трехфазной сети. Сокращение количества преобразовательных операций в способе приводит к повышению точности измерения мгновенной реактивной мощности трехфазной сети по сравнению с ранее известными решениями.Thus, the claimed method allows to determine the instantaneous value of the reactive power of a three-phase network without the need for additional operations of coordinate conversion and the use of low-frequency filters, which leads to an increase in the speed of measurement of instantaneous reactive power of a three-phase network. A reduction in the number of conversion operations in the method leads to an increase in the accuracy of measuring the instantaneous reactive power of a three-phase network in comparison with previously known solutions.

Заявленный способ позволяет мгновенно определять знак и величину мгновенной реактивной мощности. Знак определяется направлением проекций вектора мгновенной реактивной мощности на ортогональные оси, что приводит к повышению точности и скорости измерения мгновенной реактивной мгновенной мощности трехфазной сети.The claimed method allows you to instantly determine the sign and magnitude of the instantaneous reactive power. The sign is determined by the direction of projections of the instantaneous reactive power vector on the orthogonal axes, which leads to an increase in the accuracy and speed of measuring the instantaneous reactive instantaneous power of a three-phase network.

При неустановившейся нагрузке значение мгновенной реактивной мощности трехфазной системы, полученное согласно заявленному способу, позволяет с высокой точностью моментально отслеживать величину запасенной электромагнитной энергии, например, в индуктивностях трехфазных сетей.With an unsteady load, the instantaneous reactive power of a three-phase system, obtained according to the claimed method, allows with high accuracy to instantly track the amount of stored electromagnetic energy, for example, in the inductances of three-phase networks.

Далее решение поясняется ссылками на фигуры:Next, the solution is illustrated by reference to the figures:

Фиг. 1 - блок-схема первого варианта осуществления способа измерения мгновенной реактивной мощности трехфазной сети при симметричной нагрузке;FIG. 1 is a flowchart of a first embodiment of a method for measuring instantaneous reactive power of a three-phase network at a symmetrical load;

Фиг. 2 - блок-схема второго варианта осуществления способа измерения мгновенной реактивной мощности трехфазной сети при симметричной нагрузке;FIG. 2 is a flowchart of a second embodiment of a method for measuring instantaneous reactive power of a three-phase network with a symmetrical load;

Фиг. 3-блок-схема третьего варианта осуществления способа измерения мгновенной реактивной мощности трехфазной сети при симметричной нагрузке.FIG. 3-block diagram of a third embodiment of a method for measuring the instantaneous reactive power of a three-phase network at a symmetrical load.

Фиг. 4 - осциллограммы проекций вектора мгновенной реактивной мощности q(t) на фазные оси a, b, c при включении активно-индуктивной нагрузки.FIG. 4 - oscillograms of projections of the instantaneous reactive power vector q (t) on the phase axes a, b, c when an active-inductive load is turned on.

На фиг. 1, 2, 3 представлены блок-схемы, иллюстрирующие частные варианты осуществления способа измерения мгновенной реактивной мощности трехфазной сети в случае симметричной нагрузки. Каждая блок-схема состоит из перемножителей 1, 2 (блоки перемножения мгновенных фазных токов с мгновенными фазными напряжениями) и сумматора 3.In FIG. 1, 2, 3 are flowcharts illustrating particular embodiments of a method for measuring the instantaneous reactive power of a three-phase network in the case of a symmetrical load. Each block diagram consists of multipliers 1, 2 (blocks of multiplication of instantaneous phase currents with instantaneous phase voltages) and an adder 3.

Векторное произведение изображающих векторов тока и напряжения определяет вектор мгновенной реактивной мощности трехфазной сети:The vector product of the depicting current and voltage vectors determines the instantaneous reactive power vector of a three-phase network:

Figure 00000016
Figure 00000016

Figure 00000017
,
Figure 00000017
,

где

Figure 00000018
,
Figure 00000019
,
Figure 00000020
- единичные вектора фазных осей а, b, с в 3D пространстве.Where
Figure 00000018
,
Figure 00000019
,
Figure 00000020
are the unit vectors of the phase axes a , b, c in 3D space.

Также q(t) можно представить в следующем виде:Also q (t) can be represented as follows:

Figure 00000021
,
Figure 00000021
,

где q a (t), qb(t), qc(t) - проекции вектора мгновенной реактивной мощности на ортогональные фазные оси

Figure 00000018
,
Figure 00000019
,
Figure 00000020
.where q a (t), q b (t), q c (t) are projections of the instantaneous reactive power vector on the orthogonal phase axes
Figure 00000018
,
Figure 00000019
,
Figure 00000020
.

В частном случае осуществления заявленного способа - в случае симметричной нагрузки изображающие вектора

Figure 00000001
и
Figure 00000002
вращаются в одной плоскости вокруг точки начала координат базиса
Figure 00000018
,
Figure 00000019
,
Figure 00000020
. Проекции вектора мгновенной реактивной мощности на ортогональные фазные оси равны между собой по модулю и совпадают по знаку (q a (t)=qb(t)=qc(t)), поскольку вектор мгновенной реактивной мощности
Figure 00000022
расположен перпендикулярно плоскости вращения векторов
Figure 00000023
и
Figure 00000002
, и плоскость их вращения равноудалена от разных осей.In the particular case of the implementation of the claimed method - in the case of a symmetrical load depicting vectors
Figure 00000001
and
Figure 00000002
rotate in the same plane around the origin of the base
Figure 00000018
,
Figure 00000019
,
Figure 00000020
. The projections of the instantaneous reactive power vector on the orthogonal phase axes are equal in absolute value and coincide in sign (q a (t) = q b (t) = q c (t)), since the instantaneous reactive power vector
Figure 00000022
located perpendicular to the plane of rotation of the vectors
Figure 00000023
and
Figure 00000002
, and the plane of their rotation is equidistant from different axes.

В этом случае вектор

Figure 00000024
также равноудален от фазных осей
Figure 00000018
,
Figure 00000019
,
Figure 00000020
, и поэтому можно записать следующее:In this case, the vector
Figure 00000024
also equidistant from phase axes
Figure 00000018
,
Figure 00000019
,
Figure 00000020
, and therefore, you can write the following:

Figure 00000025
Figure 00000025

илиor

Figure 00000026
;
Figure 00000026
;

Figure 00000027
- проекция
Figure 00000028
на ось
Figure 00000018
;
Figure 00000027
- projection
Figure 00000028
on the axis
Figure 00000018
;

Figure 00000029
- проекция
Figure 00000028
на ось
Figure 00000019
;
Figure 00000029
- projection
Figure 00000028
on the axis
Figure 00000019
;

Figure 00000030
- проекция
Figure 00000028
на ось
Figure 00000020
(см. фиг. 1-3).
Figure 00000030
- projection
Figure 00000028
on the axis
Figure 00000020
(see Figs. 1-3).

Таким образом, в случае симметричной нагрузки направление (знак «+» или «-») и величину мгновенной реактивной мощности возможно определить при помощи только двух проекций пространственных векторов

Figure 00000031
и
Figure 00000032
на одну из плоскостей ортогонального базиса (например, на оси
Figure 00000019
,
Figure 00000020
или на оси
Figure 00000020
,
Figure 00000018
или на оси
Figure 00000018
,
Figure 00000019
), что значительно упрощает измерение мгновенной реактивной мощности трехфазной сети.Thus, in the case of a symmetrical load, the direction (the “+” or “-” sign) and the instantaneous reactive power can be determined using only two projections of spatial vectors
Figure 00000031
and
Figure 00000032
on one of the planes of the orthogonal basis (for example, on the axis
Figure 00000019
,
Figure 00000020
or on the axis
Figure 00000020
,
Figure 00000018
or on the axis
Figure 00000018
,
Figure 00000019
), which greatly simplifies the measurement of instantaneous reactive power of a three-phase network.

Мгновенные напряжения и мгновенные токи описываются как:Instantaneous voltages and instantaneous currents are described as:

Figure 00000033
,
Figure 00000034
;
Figure 00000033
,
Figure 00000034
;

Figure 00000035
,
Figure 00000036
;
Figure 00000035
,
Figure 00000036
;

Figure 00000037
,
Figure 00000038
.
Figure 00000037
,
Figure 00000038
.

Рассмотрим первую комбинацию:Consider the first combination:

Figure 00000039
;
Figure 00000039
;

Figure 00000040
;
Figure 00000040
;

где U(t), I(t) - модули изображающих векторов напряжения и тока трехфазной сети (мгновенные величины),where U (t), I (t) are the modules of the depicting voltage and current vectors of the three-phase network (instantaneous values),

- угол между ними при активно-индуктивной нагрузке. - the angle between them with active-inductive load.

Figure 00000041
.
Figure 00000041
.

To же самое можно провести и для других приведенных выражений.The same can be done for the other expressions given.

Возможны только два случая такой частной реализации заявленного способа - когда все проекции qa(t), qb(t), qc(t) являются положительными или отрицательными (вектор q(t) всегда направлен перпендикулярно плоскости вращения

Figure 00000031
и
Figure 00000032
).Only two cases of such a particular implementation of the claimed method are possible - when all projections q a (t), q b (t), q c (t) are positive or negative (the vector q (t) is always directed perpendicular to the plane of rotation
Figure 00000031
and
Figure 00000032
)

В частном случае реализации изобретения способ осуществляют следующим образом.In the particular case of the invention, the method is as follows.

Измеряют сигналы, пропорциональные значениям проекций векторов тока и напряжения на три фазных оси (мгновенные фазные значения тока и мгновенные фазные значения напряжения). Затем взаимно перемножают и суммируют полученные значения сигналов. На выходе получают сигнал, пропорциональный значению мгновенной реактивной мощности трехфазной системы.The signals are proportional to the values of the projections of the current and voltage vectors on three phase axes (instantaneous phase current values and instantaneous phase voltage values). Then mutually multiply and summarize the obtained signal values. The output signal is proportional to the instantaneous reactive power of a three-phase system.

Заявленный способ можно охарактеризовать следующим выражением:The claimed method can be characterized by the following expression:

Figure 00000042
,
Figure 00000042
,

где

Figure 00000018
,
Figure 00000019
,
Figure 00000020
- единичные вектора фазных осей a, b, c;Where
Figure 00000018
,
Figure 00000019
,
Figure 00000020
- unit vectors of phase axes a, b, c;

i a , ib, ic - мгновенные фазные токи;i a , i b , i c - instantaneous phase currents;

ub, uc, u a - мгновенные фазные напряжения;u b , u c , u a - instantaneous phase voltage;

Figure 00000032
,
Figure 00000031
- мгновенные изображающие вектора напряжения и тока трехфазной системы.
Figure 00000032
,
Figure 00000031
- instantaneous depicting the vector of voltage and current of a three-phase system.

В частном случае реализации изобретения для осуществления заявленного способа возможно использовать устройство, содержащее два блока перемножения 1, 2 мгновенных фазных токов с мгновенными фазными напряжениями, выходы которых соединены с входами сумматором 4 с масштабным коэффициентом, выход сумматора 4 является выходом устройства.In the particular case of implementing the invention, it is possible to use a device containing two multiplying units 1, 2 of instantaneous phase currents with instantaneous phase voltages, the outputs of which are connected to the inputs of the adder 4 with a scale factor, the output of the adder 4 is the output of the device.

На вход устройства поступают сигналы пропорциональные мгновенным фазным токам и сигналы пропорциональные мгновенным фазным напряжениям (при симметричной нагрузке - ic, ib, ub, uc или uc, u a , i a , ic или u a , ib, ub, i a ). Сигналы мгновенных фазных токов соответствующим образом перемножаются с сигналами мгновенных фазных напряжений в блоках перемножения. Полученные выражения складываются в сумматоре. На выходе сумматора присутствует сигнал, пропорциональный мгновенной реактивной мощности трехфазной системы.The input of the device receives signals proportional to the instantaneous phase currents and signals proportional to the instantaneous phase voltages (with a symmetrical load - i c , i b , u b , u c or u c , u a , i a , i c or u a , i b , u b , i a ). The signals of the instantaneous phase currents are appropriately multiplied with the signals of the instantaneous phase voltages in the multiplication units. The resulting expressions are added to the adder. At the output of the adder there is a signal proportional to the instantaneous reactive power of the three-phase system.

Таким образом, заявленный способ позволяет мгновенно измерить текущее значение мгновенной реактивной мощности трехфазной сети в каждый момент времени непрерывно, без какой-либо дискретизации времени, даже на интервале периода питающего напряжения. Изменение знака мгновенной реактивной мощности q(t) с отрицательного на положительный говорит об изменении характера нагрузки с индуктивного на емкостной. У различного рода компенсаторов (вращающихся и активных фильтров) изменение знака q(t) говорит о начале аварийной ситуации, о выходе из строя компенсатора.Thus, the claimed method allows you to instantly measure the current value of the instantaneous reactive power of a three-phase network at each moment of time continuously, without any discretization of time, even on the interval of the supply voltage period. A change in the sign of instantaneous reactive power q (t) from negative to positive indicates a change in the nature of the load from inductive to capacitive. For various types of compensators (rotating and active filters), a change in the sign of q (t) indicates the onset of an emergency, and the failure of the compensator.

При реализации заявленного способа на прецизионных (высокоточных) аналоговых микросхемах, время измерения сигнала мгновенной реактивной мощности q (t) определяется временем преобразования информационного сигнала аналоговой микросхемой. Такое время преобразования является очень небольшой величиной (см. пример 1).When implementing the inventive method on precision (high-precision) analog microcircuits, the measurement time of the instantaneous reactive power signal q (t) is determined by the conversion time of the information signal by an analog microcircuit. This conversion time is very small (see example 1).

Пример 1.Example 1

Время отклика измерительного тракта при вычислении q(t) в основном определяется полосой пропускания аналогового перемножителя и временем установки сигнала. В частном случае для перемножителя ADL 539 L максимальная полоса пропускания составляет 2 GHz, точность перемножения - 1%, время установления сигнала - 2 нс.The response time of the measuring path in the calculation of q (t) is mainly determined by the passband of the analog multiplier and the signal setup time. In the particular case of the ADL 539 L multiplier, the maximum bandwidth is 2 GHz, the multiplication accuracy is 1%, and the signal settling time is 2 ns.

Для микросхем AD 632 эти же параметры составляют соответственно 1 MHz, 0,25%, 2 мкс.For AD 632 microcircuits, these same parameters are 1 MHz, 0.25%, 2 μs, respectively.

Примером является пример включения активно-индуктивной нагрузки (симметричной) на симметричный источник трехфазного напряжения (Фиг. 4).An example is the example of switching on an active-inductive load (symmetrical) on a symmetric three-phase voltage source (Fig. 4).

Таким образом, предложенный способ позволяет непрерывно преобразовывать информацию о величине мгновенных фазных токов и напряжений и определять мгновенную реактивную мощность трехфазного потребителя, а также непрерывно отслеживать данную величину на интервале периода питающего напряжения. Заявленный способ можно применять для контроля и мониторинга электроэнергетических систем, для увеличения быстродействия систем компенсации реактивной мощности, а также в системах компенсации нелинейных искажений напряжения трехфазных систем при использовании силовых активных фильтров.Thus, the proposed method allows you to continuously convert information about the magnitude of the instantaneous phase currents and voltages and determine the instantaneous reactive power of a three-phase consumer, as well as continuously monitor this value over the interval of the supply voltage period. The claimed method can be used to control and monitor electric power systems, to increase the speed of reactive power compensation systems, as well as in non-linear voltage distortion compensation systems of three-phase systems when using active power filters.

Claims (1)

Способ определения мгновенной реактивной мощности трехфазной сети, характеризующийся тем, что измеряют сигналы, пропорциональные значениям проекций изображающих векторов тока и напряжения на три фазные оси, затем взаимно перемножают эти значения, после чего осуществляют суммирование полученных сигналов с получением на выходе сигнала, пропорционального мгновенной реактивной мощности трехфазной сети.A method for determining the instantaneous reactive power of a three-phase network, characterized in that the signals are proportional to the projection values of the image current and voltage vectors onto the three phase axes, then these values are mutually multiplied, and then the resulting signals are summed to obtain a signal proportional to the instantaneous reactive power three-phase network.
RU2016151284A 2016-12-26 2016-12-26 Method of the three-phase network instant reactive power determining RU2651809C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016151284A RU2651809C1 (en) 2016-12-26 2016-12-26 Method of the three-phase network instant reactive power determining

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016151284A RU2651809C1 (en) 2016-12-26 2016-12-26 Method of the three-phase network instant reactive power determining

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2651809C1 true RU2651809C1 (en) 2018-04-24

Family

ID=62045780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016151284A RU2651809C1 (en) 2016-12-26 2016-12-26 Method of the three-phase network instant reactive power determining

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2651809C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1167518A1 (en) * 1983-11-11 1985-07-15 Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования Device for measuring active and reactive powers of harmonics in electric circuit
SU1567889A2 (en) * 1988-02-08 1990-05-30 Опытное Конструкторско-Технологическое Бюро С Опытным Производством Института Металлофизики Ан Усср Apparatus for modelling impact of solid bodies
RU2168727C2 (en) * 1999-06-03 2001-06-10 Омский государственный технический университет (ОмГТУ) Electron meter of reactive power
EP2149795A1 (en) * 2007-04-30 2010-02-03 Universidad Politecnica De Valencia Method and practical use system for measuring the imbalance power in electrical installations, and the device for calibration thereof
US8350558B2 (en) * 2008-10-03 2013-01-08 Analog Devices, Inc. System and method for measuring reactive power
WO2013025293A2 (en) * 2011-08-17 2013-02-21 Analog Devices, Inc. Apparatus and method for measuring active/reactive powers
RU140032U1 (en) * 2013-12-10 2014-04-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ФГБОУ ВПО "ВятГУ") DEVICE FOR MEASURING REACTIVE POWER OF A THREE-PHASE AC NETWORK

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1167518A1 (en) * 1983-11-11 1985-07-15 Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования Device for measuring active and reactive powers of harmonics in electric circuit
SU1567889A2 (en) * 1988-02-08 1990-05-30 Опытное Конструкторско-Технологическое Бюро С Опытным Производством Института Металлофизики Ан Усср Apparatus for modelling impact of solid bodies
RU2168727C2 (en) * 1999-06-03 2001-06-10 Омский государственный технический университет (ОмГТУ) Electron meter of reactive power
EP2149795A1 (en) * 2007-04-30 2010-02-03 Universidad Politecnica De Valencia Method and practical use system for measuring the imbalance power in electrical installations, and the device for calibration thereof
US8350558B2 (en) * 2008-10-03 2013-01-08 Analog Devices, Inc. System and method for measuring reactive power
CN102171577B (en) * 2008-10-03 2014-05-14 美国亚德诺半导体公司 System and method for measuring reactive power
WO2013025293A2 (en) * 2011-08-17 2013-02-21 Analog Devices, Inc. Apparatus and method for measuring active/reactive powers
RU140032U1 (en) * 2013-12-10 2014-04-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ФГБОУ ВПО "ВятГУ") DEVICE FOR MEASURING REACTIVE POWER OF A THREE-PHASE AC NETWORK

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Martynyuk et al. Fractional model of an electrochemical capacitor
Zygarlicki et al. A reduced Prony's method in power-quality analysis—parameters selection
CN103973145A (en) Apparatus and method for controlling circulating current in inverter system
CN103698735A (en) Electric energy meter harmonic test device and method thereof
JP2018530300A (en) Determination of harmonic contamination in distribution networks.
Jeon et al. Iterative frequency estimation based on MVDR spectrum
Guillo-Sansano et al. Harmonic-by-harmonic time delay compensation method for PHIL simulation of low impedance power systems
CN109633257B (en) Active power measuring method with accurate measurement
Wen et al. Approximate algorithm for fast calculating voltage unbalance factor of three-phase power system
CN103424621A (en) Artificial neural network detecting method of harmonic current
RU2651809C1 (en) Method of the three-phase network instant reactive power determining
CN103884910B (en) A kind of power system phasor calculating method being applicable to frequency shift
CN103293379B (en) Effective value based APF (active power filter) harmonic measuring method and control method of direct current side voltage control method thereof
JP6749535B2 (en) Insulation monitoring device and test current generator and test device used therefor
Zhemerov et al. Components of total electric energy losses power in PQR spatial coordinates
Vujičić et al. Concept of stochastic measurements in the Fourier domain
JP2015014469A (en) Resistance measurement device and resistance measurement method
RU2644034C1 (en) Method of measurement of the instant reactive power of the three-phase network
Jorge et al. Sequences detection of an unbalanced sinusoidal voltage of unknown frequency using a reduced-order observer
AU2020374889A1 (en) Crosstalk cancelation for electricity metering
RU2418268C1 (en) Method for determining homogeneity of electrical quantity
Sezgin et al. Fast harmonic analysis for PHIL experiments with decentralized real-time controllers
Zhang Function Generator Based on Circuit Simulation Method
KR101426527B1 (en) phase tracking apparatus for 3-phase power
RU2563556C1 (en) Method for determining phase shift angle between sine signals (versions)