КОМБИНИРОВАННОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА И СНИЖЕНИЯ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В НИЗКОВОЛЬТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ
Вестник Курганской ГСХА. 2024. № 1 (49). С. 69–80
Vestnik Kurganskoj GSHA. 2024; (1-49): 69–80
Научная статья
УДК 621.316.1 EDN: ZPHZRH
Код ВАК 4.3.2
КОМБИНИРОВАННОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА И СНИЖЕНИЯ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В НИЗКОВОЛЬТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ
Игорь Владимирович Наумов1, Сергей Валерьевич Подъячих2
1 Иркутский национальный исследовательский технический университет, Иркутск, Россия
2 Иркутский государственный аграрный университет имени А. А. Ежевского, поселок
Молодежный, Россия
1 professornaumov@list.ru, https://orcid.org/0000-0003-4767-0127
2 psv78@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-7031-0704
Аннотация. Цель – исследование качества электрической энергии и уровня её потерь в действующих распределительных элек
трических сетях низкого напряжения. На основе измерений в действующих электрических сетях (ЭС) исследованы режимы их работы
при питании различных видов производственной и коммунально-бытовой нагрузки потребителей. Измерения произведены с помощью
сертифицированных приборов. Установлен объективный характер нарушения требований к показателям, характеризующим качество
электрической энергии (ПКЭ), проявляющийся в превышении установленных норм для несимметрично-несинусоидальных (несбаланси
рованных) режимов. Показана взаимосвязь измененных ПКЭ с дополнительными потерями электрической энергии, не только вызываю
щими превышение нормируемого электропотребления, но и приводящими к возникновению чрезвычайных ситуаций. Предложена новая
модель технического средства (ТС), обеспечивающая нормализацию ПКЭ и снижение соответствующих потерь электрической энергии.
В качестве методологической базы исследований использованы методы теории электрических цепей, численного анализа, техноло
гии программного обеспечения Excel, графического редактора Matlab, а также авторский метод расчета несбалансированных режимов.
На основе разработанного программного обеспечения произведены расчет и анализ имитационной модели несимметрично-несину
соидального (НН) электропотребления с интеграцией в электрическую сеть предлагаемого комбинированного технического средства.
В результате произведенных исследований определено наиболее целесообразное место установки ТС в электрической сети, в котором
проявляется его наибольшая эффективность по минимизации последствий несбалансированных режимов. Кроме того, на основе разра
ботанного метода и инструментария расчета доказана эффективность предлагаемой модели ТС в минимизации последствий несбалан
сированных режимов. При установке ТС отмечено снижение дополнительных потерь мощности, обусловленных несбалансированным
электропотреблением, что составило 78 %, а снижение показателей, характеризующих качество электрической энергии, достигло 70 %.
Ключевые слова: несимметрия, несинусоидальность, несбалансированность, качество, потери, компенсирующее устройство, дополнительные симметричные составляющие, гармонические искажения.
Для цитирования: Наумов И.В., Подъячих С.В. Комбинированное техническое средство для повышения качества и снижения потерь электроэнергии в низковольтных электрических сетях // Вестник Курганской ГСХА. 2024. № 1 (49). С. 69–80. EDN: ZPHZRH.
Scientific article
COMBINED TECHNICAL EQUIPMENT FOR IMPROVING THE QUALITY AND REDUCING POWER LOSSES IN LOW-VOLTAGE ELECTRIC NETWORKS
Igor V. Naumov1, Sergey V. Podyachikh2
1 Irkutsk National Research Technical University, Irkutsk, Russia
2 Irkutsk State Agricultural University named after A.A. Ezhevsky, Molodezhny village, Russia
1 professornaumov@list.ru, https://orcid.org/0000-0003-4767-0127
2 psv78@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-7031-0704
Abstract. The purpose is to study the electric power quality and the level of its losses in the operating low–voltage electric distribution net
works. Based on the measurements in the operating electric networks (EN), the modes of their operation are studied when providing power supply
of various types of industrial and residential loads for consumers. The measurements were made using certified instruments. The research has
established an objective nature of violating the requirements for the indicators characterizing the quality of electric power (PQI), manifested in ex
ceeding the established norms for asymmetrically non-sinusoidal (unbalanced) modes. The study shows the relationship of the modified PQI with
additional losses of electric power, causing not only an excess of the normalized power consumption, but also leading to emergency situations.
A new model of the technical equipment (TE) is proposed, which ensures normalization of the PQI and reduction of the corresponding losses of
electrical power. The methods of the theory of electrical circuits, numerical analysis, Excel software technology, Matlab graph editor, as well as the
author’s method of calculating unbalanced modes were used as a methodological basis for the research. Based on the developed software, the
calculation and analysis of the simulation model of asymmetric-non-sinusoidal (AN) power consumption with integration into the electrical network of the proposed combined technical equipment was carried out. As a result of the conducted research, the most appropriate place for installing the TE in the electrical network has been determined. At this place the greatest effectiveness of the TE in minimizing the consequences of unbalanced modes is manifested. In addition, based on the developed method and calculation tools, the effectiveness of the proposed equipment model in minimizing the consequences of unbalanced regimes has been proven. When installing the equipment, there was a decrease in additional power losses due to unbalanced power consumption, which amounted to 78 %, and a decrease in indicators characterizing the quality of electric power reached 70 %.
Keywords: asymmetry, non-sinusoidality, imbalance, quality, losses, compensating device, additional symmetrical components, harmonic distortion.
For citation: Naumov I.V., Podyachikh S.V. Combined technical equipment for improving the quality and reducing power losses in low-voltage electric networks. Vestnik Kurganskoj GSHA. 2024; (1-49): 69–80. EDN: ZPHZRH. (In Russ).
Vestnik Kurganskoj GSHA. 2024; (1-49): 69–80
Научная статья
УДК 621.316.1 EDN: ZPHZRH
Код ВАК 4.3.2
КОМБИНИРОВАННОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА И СНИЖЕНИЯ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В НИЗКОВОЛЬТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ
Игорь Владимирович Наумов1, Сергей Валерьевич Подъячих2
1 Иркутский национальный исследовательский технический университет, Иркутск, Россия
2 Иркутский государственный аграрный университет имени А. А. Ежевского, поселок
Молодежный, Россия
1 professornaumov@list.ru, https://orcid.org/0000-0003-4767-0127
2 psv78@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-7031-0704
Аннотация. Цель – исследование качества электрической энергии и уровня её потерь в действующих распределительных элек
трических сетях низкого напряжения. На основе измерений в действующих электрических сетях (ЭС) исследованы режимы их работы
при питании различных видов производственной и коммунально-бытовой нагрузки потребителей. Измерения произведены с помощью
сертифицированных приборов. Установлен объективный характер нарушения требований к показателям, характеризующим качество
электрической энергии (ПКЭ), проявляющийся в превышении установленных норм для несимметрично-несинусоидальных (несбаланси
рованных) режимов. Показана взаимосвязь измененных ПКЭ с дополнительными потерями электрической энергии, не только вызываю
щими превышение нормируемого электропотребления, но и приводящими к возникновению чрезвычайных ситуаций. Предложена новая
модель технического средства (ТС), обеспечивающая нормализацию ПКЭ и снижение соответствующих потерь электрической энергии.
В качестве методологической базы исследований использованы методы теории электрических цепей, численного анализа, техноло
гии программного обеспечения Excel, графического редактора Matlab, а также авторский метод расчета несбалансированных режимов.
На основе разработанного программного обеспечения произведены расчет и анализ имитационной модели несимметрично-несину
соидального (НН) электропотребления с интеграцией в электрическую сеть предлагаемого комбинированного технического средства.
В результате произведенных исследований определено наиболее целесообразное место установки ТС в электрической сети, в котором
проявляется его наибольшая эффективность по минимизации последствий несбалансированных режимов. Кроме того, на основе разра
ботанного метода и инструментария расчета доказана эффективность предлагаемой модели ТС в минимизации последствий несбалан
сированных режимов. При установке ТС отмечено снижение дополнительных потерь мощности, обусловленных несбалансированным
электропотреблением, что составило 78 %, а снижение показателей, характеризующих качество электрической энергии, достигло 70 %.
Ключевые слова: несимметрия, несинусоидальность, несбалансированность, качество, потери, компенсирующее устройство, дополнительные симметричные составляющие, гармонические искажения.
Для цитирования: Наумов И.В., Подъячих С.В. Комбинированное техническое средство для повышения качества и снижения потерь электроэнергии в низковольтных электрических сетях // Вестник Курганской ГСХА. 2024. № 1 (49). С. 69–80. EDN: ZPHZRH.
Scientific article
COMBINED TECHNICAL EQUIPMENT FOR IMPROVING THE QUALITY AND REDUCING POWER LOSSES IN LOW-VOLTAGE ELECTRIC NETWORKS
Igor V. Naumov1, Sergey V. Podyachikh2
1 Irkutsk National Research Technical University, Irkutsk, Russia
2 Irkutsk State Agricultural University named after A.A. Ezhevsky, Molodezhny village, Russia
1 professornaumov@list.ru, https://orcid.org/0000-0003-4767-0127
2 psv78@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-7031-0704
Abstract. The purpose is to study the electric power quality and the level of its losses in the operating low–voltage electric distribution net
works. Based on the measurements in the operating electric networks (EN), the modes of their operation are studied when providing power supply
of various types of industrial and residential loads for consumers. The measurements were made using certified instruments. The research has
established an objective nature of violating the requirements for the indicators characterizing the quality of electric power (PQI), manifested in ex
ceeding the established norms for asymmetrically non-sinusoidal (unbalanced) modes. The study shows the relationship of the modified PQI with
additional losses of electric power, causing not only an excess of the normalized power consumption, but also leading to emergency situations.
A new model of the technical equipment (TE) is proposed, which ensures normalization of the PQI and reduction of the corresponding losses of
electrical power. The methods of the theory of electrical circuits, numerical analysis, Excel software technology, Matlab graph editor, as well as the
author’s method of calculating unbalanced modes were used as a methodological basis for the research. Based on the developed software, the
calculation and analysis of the simulation model of asymmetric-non-sinusoidal (AN) power consumption with integration into the electrical network of the proposed combined technical equipment was carried out. As a result of the conducted research, the most appropriate place for installing the TE in the electrical network has been determined. At this place the greatest effectiveness of the TE in minimizing the consequences of unbalanced modes is manifested. In addition, based on the developed method and calculation tools, the effectiveness of the proposed equipment model in minimizing the consequences of unbalanced regimes has been proven. When installing the equipment, there was a decrease in additional power losses due to unbalanced power consumption, which amounted to 78 %, and a decrease in indicators characterizing the quality of electric power reached 70 %.
Keywords: asymmetry, non-sinusoidality, imbalance, quality, losses, compensating device, additional symmetrical components, harmonic distortion.
For citation: Naumov I.V., Podyachikh S.V. Combined technical equipment for improving the quality and reducing power losses in low-voltage electric networks. Vestnik Kurganskoj GSHA. 2024; (1-49): 69–80. EDN: ZPHZRH. (In Russ).
