CPC – based reactive balancing of linear loads in four-wire supply systems with nonsinusoidal voltage

• Autorzy: Czarnecki Leszek S.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2019.04.01

Warianty tytułu

PL

Reaktancyjne równoważenie liniowych odbiorników trójfazowych zasilanych czteroprzewodowo napięciem niesinusoidalnym, oparte na teorii mocy Składowych Fizycznych Prądów (Ang.- CPC)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper provides the Currents’ Physical Components (CPC)-based fundamentals for reactive balancing of unbalanced loads supplied by a nonsinusoidal voltage in four-wire systems, meaning with a neutral conductor. The whole compensation of the unbalanced and reactive currents in such conditions requires reactive compensators of high complexity, i.e., built of a high number of reactive devices. This complexity can be reduced on the condition that the objective of a whole compensation is abandoned for a goal of only minimization of the supply current three-phase rms value. The paper presents a method of minimization of this three-phase rms value of the supply current by a compensator composed of branches, that have no more than two reactive devices, meaning an inductor and a capacitor.

PL

Artykuł przedstawia podstawy, oparte na teorii Składowych Fizycznych Prądów (Ang. CPC), reaktancyjnego równoważenia odbiorników niezrównoważonych, zasilanych napięciem niesinusoidalnym w układach czteroprzewodowych, to jest z przewodnikiem zerowym. Całkowita kompensacja prądu niezrównoważenia i prądu biernego wymaga w takich warunkach kompensatorów o wysokiej złożoności, to jest o dużej liczbie elementów reaktancyjnych. Złożoność tę można obniżyć przez rezygnację z całkowitej kompensacji na rzecz jedynie minimalizacji trójfazowej wartości skutecznej prądu zasilania. Artykuł przedstawia metodę takiej minimalizacji z pomocą kompensatora zbudowanego z gałęzi mających nie więcej niż dwa elementy reaktancyjne, to jest cewkę indukcyjną i kondensator.

Słowa kluczowe

EN

current decomposition; unbalanced load; asymmetrical system; power definition; power theory

PL

rozkład prądu; odbiornik niezrównoważony; system niesymetryczny; definicja mocy; teoria mocy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 95, nr 4
• Strony: 1--8
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Czarnecki Leszek S.

• School of Electrical Engineering and Computer Science, Louisiana State Univ., Baton Rouge, USA, LA 70803

Bibliografia

• [1] Steinmetz, Ch.P., Theory and calculation of electrical apparatur, McGraw-Hill Book Comp., New York, 1917.
• [2] Balabanian, N., Network Synthesis, Prantice-Hall, Englewood Cliffs, New York, 1958.
• [3] Miller, J.E., Reactive power control in electric systems, John Willey & Sons, 1982.
• [4] Grandpierr, M., Trannoy, B., A static power device to rebalance and compensate reactive power in three-phase network, Proc. of 1977 IAS Annual Conference, pp. 127-135.
• [5] Czarnecki, L.S., Minimization of reactive power in nonsinusoidal situation," IEEE Trans. Instr. Measur., Vol. IM36, No. 1, pp. 18-22, March 1987.
• [6] Czarnecki, L.S., Reactive and unbalanced currents compensation in three-phase circuits under nonsinusoidal conditions, IEEE Trans. IM, 1989, IM-38, No. 3, pp. 754-459.
• [7] Czarnecki, L.S., Reactive minimization of unbalanced currents in three-phase asymmetrical circuits with nonsinusoidal voltage, IEE Proc. –B, 1992, Vol. 139, No. 4, pp. 347-354.
• [8] Lee, S.Y., Wu, C.J., On-line reactive power compensation sche-mes for unbalanced three-phase four wire distribution systems, IEEE Trans. on PD., 1993, Vol. 8, no. 4, pp. 1235-1239.
• [9] Jordi, O., Sainz, L., Chindris, M., Steinmetz system design under unbalanced conditions, European Trans. on Electrical Power ETEP, Vol. 12, No.4, pp.283-290, 2002.
• [10] Aziz, M.M.A., El-Zahab, E.E., Ibrahim, A.M., Zoaba, A.F., LC compensator for power factor correction of nonlinear loads, IEEE Trans. on Power Del., 2004, Vol. 19, No. 1, pp. 331-335.
• [11] Mayer, D., Kropik, P., New approach to symmetrization of three-phase networks, Int. Journal of Electrical Engineering, 2005, Vol. 56, No. 5-6, pp. 156-161.
• [12] de Leon, F., Cohen, J., A practical approach to power factor defi-nitions: transmission losses, reactive power compensation, and machine utilization, Proc. of the Power Eng. Soc. 2006 Meeting, IEEE Dig. Obj. Ident.: 10.1109/PES.2006.1709175.
• [13] Morsi, W.G., El-Hawary, M.E., Defining power components in nonsinusoidal unbalanced polyphase systems: the issues, IEEE Trans. on Power Del., 2007, Vol. 22, No. 4, pp. 2428-2437.
• [14] Viswanadha Raju, G.K., Bijwe, R.P., Efficient reconfiguration of balanced and unbalanced distribution systems for loss minimisation, IET GTD, 2008, Vol. 2 (1) pp. 7-12.
• [15] Orts-Grau, S., at all., Selective shunt active power compensator applied in four-wire electrical systems based on IEEE Std. 1459, IEEE Trans. on Pow. Del., 2011, Vol. 25. No. 4., pp. 2563-2574.
• [16] Czarnecki, L.S., Haley, P.H., Currents’ Physical Components (CPC) in four-wire systems with nonsinusoidal symmetrical voltage, Przegląd Elektrotechniczny, R.91, No. 6/2015, pp. 48-53.
• [17] Czarnecki, L.S., Haley, P.H., Unbalanced power in four-wire sys-tems and its reactive compensation, IEEE Trans. on Pow. Del., 2015, Vol. 30, No. 1, pp. 53-63.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).