A review and analysis of Quade’s fundamental geometric time domain concept for the summation of non-active powers of poly-phase systems

• Autorzy: Riedinger Dirk

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2022.09.01

Warianty tytułu

PL

Koncepcja w dziedzinie czasu do sumowania mocy nieczynnych układów wielofazowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

How to determine the total non-active power of arbitrary periodical poly-phase loads or in other words: how to sum non-active powers resulting from non-sinusoidal and unbalanced voltages and currents? With algebraic summation or via aggregate power like the standards propose? In the time domain or with harmonic decomposition? What is the genuine meaning of non-active and apparent power? The reader may be amazed by questioning these problems which seem to be solved. Instead this article shows that the general solution is not that of the standards which define limiting cases but one that exists since a long time in the form of the geometric power concept of W. Quade that is commonly unkown today. The geometric method is compared to the concepts of aggregate power (Rechtleistung) and the algebraic summation of fictitious non-active powers. The consequences and meaning of the different concepts are analyzed.

PL

Jak wyznaczyć całkowitą moc nieczynną dowolnych okresowych odbiorników wielofazowych, czyli inaczej: jak zsumować moce nieczynne wynikające z niesinusoidalnych i niezrównoważonych napięć i prądów? Z sumowaniem algebraicznym czy za pomocą sumarycznej mocy, jak proponują normy? W dziedzinie czasu czy z rozkładem harmonicznym? Jakie jest prawdziwe znaczenie nieaktywnej i pozornej mocy? Czytelnik może być zdumiony kwestionowaniem tych problemów, które wydają się być rozwiązane. Zamiast tego artykuł ten pokazuje, że generalnym rozwiązaniem nie jest rozwiązanie norm definiujących przypadki graniczne, ale takie, które istnieje od dawna w postaci koncepcji geometrycznej potęgi W. Quade, która jest dziś powszechnie nieznana. Metodę geometryczną porównuje się z pojęciami zagregowanej mocy (Rechtleistung) i algebraicznym sumowaniem fikcyjnych mocy nieczynnych. Analizowane są konsekwencje i znaczenie różnych pojęć.

Słowa kluczowe

EN

power; vector space; orthogonality; interference; geometric summation; poly-phase circuit; fictitious starpoint

PL

sumowanie mocy; przestrzeń wektorowa; obwód wielofazowy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 98, nr 9
• Strony: 1--8
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Riedinger Dirk

• Badische Stahl-Engineering GmbH, Robert Koch Str. 13, 77694 Kehl, Germany

Bibliografia

• [1] Fryze S.: „Wirk-, Blind-, und Scheinleistung in elektrischen Stromkreisen mit nichtsinusoidal-förmigem Verlauf von Strom und Spannung“, ETZ, vol. 53, no. 25, p. 596–599, 625–627, 700–702, 1932.
• [2] DIN 40110-1: 1994-03: “Wechselstromgrößen, Zweileiter-Stromkreise (Quantities used in alternating current theory; two-line circuits)”
• [3] Quade W.: „Wirk-, Blind- und Scheinleistung bei Wechselströmen mit beliebiger Kurvenform“, Archiv für Elektrotechnik Bd. 28 (1933), p. 130-133
• [4] Quade W.: „Über Wechselströme mit beliebiger Kurvenform in Dreiphasensystemen“, Archiv für Elektrotechnik Bd. 28 (1934), p. 798-809
• [5] Quade W.: „Zusammensetzung der Wirk-, Blind- und Scheinleistung bei Wechselströmen beliebiger Kurvenform und neue Leistungsdefinitionen für unsymmetrische Mehrphasenströme beliebiger Kurvenform“, Elektrotechnische Zeitschrift 58. Jahrg. Heft 49, 50 (1937), p. 1313-1316, 1341-1344
• [6] Fischer H.D.: „Leistungsbegriffe für Mehrphasen-Systeme. Teil1 und Teil2: Die Leistungsbegriffe nach Buchholz und nach Quade“, Siemens Forsch.- u. Entwickl.-Ber. Bd. 14 (1985) Nr.5 p. 245-251, Nr.6 p. 299-305
• [7] DIN 40110-2: 2002-11: “Wechselstromgrößen, Teil 2: Mehrleiter-Stromkreise (Quantities used in alternating current theory – Part 2: Multi-conductor circuits)”
• [8] Budeanu C.I.: „ Puissances réactives et fictives“, Inst. Romain de l’Energie, Bucharest, Romania, 1927
• [9] Czarnecki L.S.: „What is wrong with the Budeanu concept of reactive and distortion power and why it should be abandoned“, IEEE transactions on instrumentation and measurement, Vol. IM-36, No.3, Sept. 1987, p. 834-837
• [10] Buchholz F.: „Das Begriffssystem Rechtleistung, Wirkleistung und totale Blindleistung“, Teil A, München, Selbstverlag, 1950
• [11] Depenbrock M.: „The FBD-Method, a generally applicable tool for analyzing power relations“, IEEE transactions on powersystems, Vol.8, No.2, May 1993, p. 381-387

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).