Moce i kompensacja w obwodach z odkształconymi i niesymetrycznymi przebiegami prądu i napięcia Część 9. Błędne interpretacje właściwości energetycznych obwodów elektrycznych

Powers and Compensations in Systems with Nonsinusoidal Voltages and Currents. Part 9. Misinterpretations of Power Properties of Electrical Circuits

prof. dr hab inż. Leszek S. CZARNECKI

Abstract

Wyjaśnienie i opis właściwości energetycznych obwodów elektrycznych jest jednym z najbardziej kontrowersyjnych

zagadnień elektrotechniki, o bogatej literaturze i wielu „szkołach” teorii mocy. W ciągu stuletnich badań nad tymi właściwościami,

nagromadziła się w elektrotechnice znaczna liczba błędów interpretacyjnych oraz mylnych definicji mocy. Niniejszy artykuł

jest przeglądem, rozpowszechnionych w środowisku elektrotechnicznym, niepoprawnych interpretacji właściwości energetycznych

obwodów elektrycznych.

Streszczenie

Wyjaśnienie i opis właściwości energetycznych obwodów elektrycznych jest jednym z najbardziej kontrowersyjnych

zagadnień elektrotechniki, o bogatej literaturze i wielu „szkołach” teorii mocy. W ciągu stuletnich badań nad tymi właściwościami,

nagromadziła się w elektrotechnice znaczna liczba błędów interpretacyjnych oraz mylnych definicji mocy. Niniejszy artykuł

jest przeglądem, rozpowszechnionych w środowisku elektrotechnicznym, niepoprawnych interpretacji właściwości energetycznych

obwodów elektrycznych.

Keywords

misinterpretations of power, nonsinusoidal voltages and currents

Słowa kluczowe

niepoprawne interpretacje mocy, odkształcone przebiegi prądu i napięcia

Rys. / Fig.

Bibliografia / Bilbiography

[1] Ch.P. Steinmetz: Theory and calculation of electrical apparatur, McGraw-Hill Book Comp., New York, 1917

[2] F. Buchholz: Die Drehstromscheinleistung bei Unglaichmaßiger Belastung der drei Zweige, Licht und Kraft, pp. 9-11, 1922

[3] C.I. Budeanu: Puissances Reactives et Fictives, Institut Romain de l'Energie, Bucharest. 1927

[4] S. Fryze: Moc rzeczywista, urojona i pozorna w obwodach elektrycznych o przebiegach odkształconych prądu i napięcia, Przegląd

Elektrotechniczny, z. 7, pp. 193-203, z. 8, pp. 225-234, 1931, (1932): z. 22, pp. 673-676, 1931

[5] W. Shepherd, P. Zakikhani: Suggested definition of reactive power for nonsinusoidal systems, Proc. IEE, 119, No. 9, pp. 1361-1362, 1972

[6] N.L. Kusters, W.J.M. Moore: On the definition of reactive power under nonsinusoidal conditions, IEEE Trans. Pow. Appl. Syst., PAS-99, No.3,

pp. 1845-1854, 1980

[7] H. Akagi, Y. Kanazawa, A. Nabae: Instantaneous reactive power compensators comprising switching devices without energy storage

components, IEEE Trans. IA, IA-20, No. 3, pp. 625-630, 1984

[8] L.S. Czarnecki: Considerations on the reactive power in nonsinusoidal situations”, IEEE Trans. Instr. Meas., IM-34 No.3, pp. 399-404, 1984

[9] L.S. Czarnecki: Orthogonal decomposition of the current in a three-phase non-linear asymmetrical circuit with nonsinusoidal voltage,

IEEE Trans. IM., IM-37, No.1, pp. 30-34, 1988

[10] M. Depenbrock: The FDB-method, a generalized applicable tool for analyzing power relations, IEEE Trans. on Poqwer Delivery, 8, No.2,

pp. 381-387, 1993

[11] L.S. Czarnecki: Energy flow and power phenomena in electrical circuits: illusions and reality, Archiv fur Elektrotechnik, 82 No.4, pp. 10-15,

1999

[12] E.Tedeschi, P. Tenti: Cooperative design and control of distributed harmonic and reactive compensators, Proc. of International School

on Nonsinusoidal Currents and Compensation, ISNCC 2008, Łagów, Poland, 2008

[13] L.S. Czarnecki: Moce w Obwodach Elektrycznych z Niesinusoidalnymi Przebiegami Prądów i Napięć, Oficyna Wydawnicza Politechniki

Warszawskiej, 2005

[14] L.S. Czarnecki: Moce i kompensacja w obwodach z niesinusoidalnymi przebiegami prądu i napięcia, Część 4. Składowe fizyczne prądów

i kompensacja odbiorników niezrównoważonych z sinusoidalnymi przebiegami prądu i napięcia, Czasopismo on-line: Automatyka, Elektryka,

Zakłócenia, Vol. 1, No. 4, pp. 57-65, 2011, www.elektro-innowacje.pl.

[15] L.S. Czarnecki: Moce i kompensacja w obwodach z niesinusoidalnymi przebiegami prądu i napięcia, Cześć 7. Strategie sterowania

kompensatorów kluczujących, Czasopismo on-line: Automatyka, Elektryka, Zakłócenia, V. 4, No. 2, pp. 44-54, 2014, www.elektro-innowacje.

pl.

[16] L.S. Czarnecki: Effect of supply voltage harmonics on IRP-based switching compensator control, IEEE Trans. on Power Electronics, Vol. 24,

No. 2, pp. 483-488, 2009

[17] L.S. Czarnecki: Effect of supply voltage asymmetry on IRP p-q - based switching compensator control, IET Proc. on Power Electronics, Vol. 3,

No. 1, pp. 11-17, 2010

[18] A.A. Nikolayev, G.P. Kornilov, T.R. Khramshin, I. Akcay, Y. Gok: Application of static Var compensation of ultra-high power electric arc furnace

for voltage dropcompensation in factory power supply system of metallurgic enterprise, 2014 Electric Power Energy Conf., DOI 10.1109/

EPEC.2014.18, pp. 235-241., 2014