DETERMINATION OF MEASUREMENT ERROR OF ELECTRICAL ENERGY QUALITY INDICATORS BY THE CORRELATION METHOD
ВИЗНАЧЕННЯ ПОХИБКИ ВИМІРЮВАННЯ ПОКАЗНИКІВ ЯКОСТІ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ КОРЕЛЯЦІЙНИМ МЕТОДОМ
Сторінки: 104-108. Номер: №6.т.2, 2022 (315) 
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2022-315-6(2)-104-108
Автори:
Sergii FILONENKO
National Aviation University, Kyiv, Ukraine
https://orcid.org/0000-0002-9250-1640
Vitaliy LARIN
National Aviation University, Kyiv, Ukraine
https://orcid.org/0000-0002-5042-2426
Anzhelika STAKHOVA
https://orcid.org/0000-0001-5171-6330
National Aviation University, Kyiv, Ukraine
Сергій ФІЛОНЕНКО, Віталій ЛАРІН, Анжеліка СТАХОВА
Національний авіаційний університет, м. Київ, Україна
Анотація англійською мовою
The problem of energy conservation is urgent not only for Ukraine but for the whole world. One of the main causes of non-productive energy costs in the energy sector is high losses in power grids. The problem of electricity quality is the focus of many researchers and practitioners of energy and electrification. The co-supply of single-phase and three-phase electrical energy receivers from a three-phase four-wire network is widespread in the power supply systems of industrial enterprises. In such cases, there is almost always a phase asymmetry of the load, as well as significant currents in the zero wire. These factors lead to a decrease in the quality of the voltage and are the cause of economic damage. Organization of hardware control of electricity quality indicators, organizational and economic mechanism of influence on the cause of deterioration of electricity quality, development of methods and technical methods of distortion are important for normalization of electricity quality. The error of the correlation method for measuring the unbalanced voltage of a three-phase network based on the preliminary conversion of a three-phase voltage to a two-phase voltage with subsequent decomposition into orthogonal components using a discrete Fourier transform is estimated.
Keywords: electrical energy, power quality, power system harmonics, calculation methods, asymmetry.
Розширена анотація українською мовою
На сучасному етапі розвитку промисловості проблема енергозбереження становиться актуальною не лише для України, а й для всього світу. Одна з головних причин невиробничих затрат енергії в енергетиці це високі втрати в електричних мережах. Проблема якості електроенергії знаходиться у центрі уваги багатьох дослідників і практичних працівників в області енергетики й електрифікації. Спільне живлення однофазних і трифазних приймачів електричної енергії від трифазної чотирипровідної мережі знаходить широке поширення в системах електропостачання промислових підприємств. Трифазний контур, як правило, більш економічний, ніж еквівалентний двопровідний однофазний ланцюг з такою самою напругою лінії та заземлення, оскільки для передачі заданої кількості електричної енергії використовується менше матеріалу провідника. У таких випадках практично завжди виникає несиметрія навантаження за фазами, а також значні струми в нульовому проводі. Ці фактори призводять до зниження якості напруги й є причиною народногосподарського збитку. Для підвищення якості та нормалізації електроенергії важливими є організація апаратного контролю показників якості електроенергії, організаційно-економічний механізм впливу на причину погіршення якості електроенергії, розробка методів та технічних методів усунення спотворень електроенергії. Однак в реальному світі неможливо ідеально збалансувати міжфазну напругу в трифазному контурі. Напруга між лініями в трифазному контурі зазвичай змінюється на кілька вольт, але різниця більше одного відсотка може пошкодити двигуни та інше обладнання. Несбалансована напруга викликає незбалансований струм в обмотках двигуна; неврівноважені струми викликають збільшення струму принаймні до однієї з обмоток та підвищення температури цієї обмотки. Такі підвищені температури скорочують термін експлуатації двигуна чи іншого обладнання, що призводить до передчасного виходу з ладу обладнання. Тому для контролю несиметрії напруги використовують цифрові методи вимірювання, що засновані на обробці миттєвих значень напруги. Для цих цілей в роботі оцінюється похибка кореляційного методу вимірювання несиметрії напруги трифазної мережі на основі попереднього перетворення трифазної напруги у двофазну напругу з подальшим розкладанням на ортогональні компоненти за допомогою дискретного перетворення Фур’є. Показана можливість визначення відносної похибки квантування напруги зворотної послідовності, що вноситься перешкодами в цифровий метод вимірювання несиметрії напруг.
Ключові слова: електрична енергія, якість електроенергії, гармоніки енергосистеми, методи розрахунку, несиметрія.
References
- GOST, “13109-97. E`lektricheskaya e`nergiya. Sovmestimost` tekhnicheskikh sredstv e`lektromagnitnaya. Normy` kachestva e`lektricheskoj e`nergii v sistemakh e`lektrosnabzheniya obshhego naznacheniya,” M. Izd-tvo standartov, 1997. [In Russian]
- ISO 9000: 2015. “Quality Management Systems-Fundamentals and Vocabulary,” 2015.
- “IEEE Std 1547-2003”, “IEEE standard for interconnecting distributed resources with electric power systems”, pp. 0_1-16, 2003.
- L.S. Czarnecki and P.M. Haley, “Unbalanced Power in Four-Wire Systems and Its Reactive Compensation,” in IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 30, no. 1, pp. 53-63, Feb. 2015.
- M. Ya. Mincz, V. N. Chinkov, and O. G. Grib, “„Simmetrirovanie sistemy` tokov v chety`rekhprovodny`kh trekhfazny`kh setyakh”,” Promy`shlennaya e`nergetika, no. 5, pp. 41–42, 1984. [In Russian]
- I. Carugati, C. M. Orallo, P. G. Donato, S. Maestri, J. L. Strack and D. Carrica, “Three-Phase Harmonic and Sequence Components Measurement Method Based on mSDFT and Variable Sampling Period Technique,” in IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 65, no. 8, pp. 1761-1772, Aug. 2016.
- D. Yu. Rudi, and D. A. Korovin, “Analiz Metodov Raschyota Nesimmetrichny`kh Rezhimov Raboty` Sistem E`lektrosnabzheniya do 1 KV,” 2018 IEEE XLII Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferencziya. Results of research activities 2018: inventions, methods, innovations, M.: Izdatel`stvo «Olimp», 2018, pp. 44-47. [In Russian]
- I. A. Sirotin, “Orthogonal Components of the Three-Phase Current At Asymmetrical Active – Reactive Load in 4-Wire Circuit,” Electr. Eng. Electromechanics, vol. 0, no. 3, p. 62, 2016.
- H. Pezeshki and P. Wolfs, “Correlation based method for phase identification in a three phase LV distribution network,” 2012 22nd Australasian Universities Power Engineering Conference (AUPEC), Bali, 2012, pp. 1-7.
- Mints M.Ya., Chinkov V.N., Grib O.G. Digital measuring device of asymmetry of three-phase network. Patent of USSR No 746336. Publ. 1980. No 25. [In Russian]
- T. Tarasiuk and A. Pilat, “Impact of sampling frequency on accuracy of unbalance factor measurement by DFT,” 2015 IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference (I2MTC) Proceedings, Pisa, 2015, pp. 1420-1424.
- E`. I. Gitis and E. A. Piskulov, Analogo-czifrovy`e preobrazovateli: Ucheb. posobie dlya vuzov. E`nergoizdat, 1981. [In Russian]
- V. Nguyen et al., “A Method for Incipient Interturn Fault Detection and Severity Estimation of Induction Motors Under Inherent Asymmetry and Voltage Imbalance,” in IEEE Transactions on Transportation Electrification, vol. 3, no. 3, pp. 703-715, Sept. 2017. doi: 10.1109/TTE.2017.2726351
