Powers in three-phase systems with neutral conductor at sinusoidal voltages and currents

• Autorzy: Czarnecki L. S.

Warianty tytułu

PL

Moce w obwodach trójfazowych z przwodem zerowym i sinusoidalnymi przebiegami prądu i napięcia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Most of residential and industrial distribution systems as well as traction and distribution systems in commercial buildings are three-phase systems with a neutral conductor, denoted in this paper as 3pN systems. When loads are unbalanced then such systems cannot be now described as a whole in power terms because of a controversy regarding definition of the apparent, even if voltages and currents are sinusoidal. Consequently, it is not clear now how the apparent power and the power factor are affected by the load imbalance. The paper suggests definition of the apparent power for such systems and the power equation. It is based on the supply current decomposition into the Currents’ Physical Components (CPC). The paper introduces two new powers that specify the effect of the load imbalance upon the apparent power of three-phase systems with a neutral conductor at sinusoidal voltages and currents.

PL

Sieci rozdzielcze w dzielnicach mieszkaniowych, zakładach przemysłowych, budynkach handlowych czy publicznych, a także sieci trakcyjne, są budowane zwykle jako sieci trójfazowe z przewodem zerowym. Oznaczane są one w tym artykule jako sieci 3pN. Wtedy, gdy odbiorniki zasilane z sieci 3pN nie są zrównoważone, nie można obecnie napisać równania mocy takich obwodów, trakto-wanych jako całość, a jedynie równania mocy poszczególnych faz. Przyczyną tego jest kontrowersja wokół definicji mocy pozornej w takich obwodach. Przedmiotem niniejszego artykułu jest propozycja definicji mocy pozornej, oraz równanie mocy w obwodach trójfazowych z przewodem zerowym i sinusoidalnymi przebiegami prądu i napięcia. Równanie to wynika z rozkładu prądu zasilania w takich obwodach na Składowe Fizyczne (ang.: CPC).

Słowa kluczowe

EN

Current Physical Components; power definition; unbalanced power

PL

składowe fizyczne prądu; definicja mocy; moc niezrównoważenia

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 89, nr 9
• Strony: 267--273
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Czarnecki L. S.

• School of Electrical Engineering and Computer Sciences, Louisianan State University, Baton Rouge, USA

Bibliografia

• [1] Lyon W.V., (1920) Reactive power and unbalanced circuits, Electrical World, June 1920, pp. 1417- 1420.
• [2] Fortescue C.L., (1918) Method of symmetrical components as applied to the solution of poly-phase networks, AIEE 37, pp. 1027-1140.
• [3] AIEE Committee, (1920) Apparent power in three-phase systems, Transactions of AIEE, Vol. 39, pp. 1450-1455.
• [4] Curtis H.L., Silsbee F.B., (1935) Definitions of power and related quantities, Transactions of AIEE, Vol. 54, pp. 394-404.
• [5] Quade W., (1937) Zusammensetzung der Wirk-, Blind-, und Scheinleistung bei Wechse-lstromen beliebiger Kurvenform und neue Leistungsdefinition fur unsymetrische Mehr-phasensysteme belibieger Kurvenform, ETZ, pp. 1312-1320.
• [6] Rosenzweig I., (1939) Symbolic multidimensional vector analysis as a method of analysis of multi-phase systems, (in Polish), Czasopismo Techniczne, Tom L VI, pp. 1-29.
• [7] Nowomiejski Z., Cichowska Z., (1964) Unbalanced three-phase systems (in Polish). Zaszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, ELEKTRYKA, V. 17 No. 98 pp. 25-76.
• [8] Fryze S., (1985) Theorethical and physical fundamentals for the active, reactive and apparemt power definitions in multiphase systems with distorted voltages and currents (in Polish), Zeszyty Naukowe Pol. Śl. ELEKTRYKA, No. 100, pp. 29-46, posthumos publication.
• [9] Koch K., (1986) Bestimmung von Groen in Mehr-Leitr Systemen, etz Archiv, Vol. 8, No. 10, pp. 313-318.
• [10] Depenbrock M., (1993) The FDB-method, a generalized applicable tool for analyzing power relations, IEEE Transations on Power Deliv., Vol. 8, No. 2, pp. 381-387.
• [11] Morsi W.G., El-Hawary M.E., (2007) Defining power components in nonsinusoidal unbalanced polyphase systems: the issues, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 22, No. 4, pp. 2428-2438.
• [12] Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE), (1992) The New Standard Dictionary of Electrical and Electronics Terms.
• [13] Czarnecki L.S., (1999) Energy flow and power phenomena in electrical circuits: illusions and reality, Archiv fur Elektrotechnik, (82), No. 4, pp. 10-15.
• [14] Buchholz F., (1922) Die Drehstrom-Scheinleistung bei unlaichmabiger Belastung der drei Zweige, Licht und Kraft, January 1922, pp. 9-11.
• [15] Czarnecki L.S., (1988) Orthogonal decomposition of the current in a three-phase non-linear asymmetrical circuit with nonsinusoidal voltage, IEEE Trans. on Instr. and Measur., Vol. IM-37, No. 1, pp. 30-34.