Search

Such basic concepts of power theory as apparent power, active current and minimum power losses in the transmission line are defined for a three-phase three-wire system in the shortened two wattmeter reference frame. On the basis of these concepts, two energy-efficient active filtration strategies were developed and verified by virtual experiments. The first of them minimizes the power losses of a three-phase three-wire transmission line with different values of its resistances and ensures a unit value of the power factor. The second strategy follows the recommendation of IEEE Std. 1459-2010 ensures the minimum power loss of the transmission line with symmetrical sinusoidal currents of a three-phase source., Напівпровідникові паралельні активні фільтри (ПАФ) є ефективним засобом підвищення якості електроенергії шляхом компенсації неактивних складових потужностей на шинах трансформаторних підстанцій трифазних ліній електропередачі 6/0,4 кВ. Відомі стратегії керування ПАФ оперують з лінійно залежними трикоординатними векторами лінійних струмів та фазних напруг, що відраховуються від точки штучного заземлення, що породжує невиправдану складність системи керування ПАФ через надмірну кількість сенсорів і регуляторів та необхідності організації точки штучного заземлення. Метою статті є розроблення енергоефективних стратегій паралельної активної фільтрації в системі координат методу двох ватметрів (СКМДВ) з безпосереднім використанням двокоординатних векторів напруг та струмів. Для цього такі базові поняття теорії інтегральної потужності трифазної трипровідної системи, як повна потужність, активний струм та мінімальна потужність втрат в лінії передачі були виражені в скороченому координатному базисі методу двох ватметрів. На основі цих понять розроблені та верифіковані віртуальними експериментами дві енергоефективні стратегії активної фільтрації в СКМДВ. Перша з них мінімізує потужність втрат трифазної трипровідної лінії передачі з різними значеннями її опорів та забезпечує одиничне значення коефіцієнта потужності. Друга стратегія відповідно до рекомендації IEEE Std. 1459-2010 забезпечує мінімальну потужність втрат лінії передачі при симетричних синусоїдних струмах трифазного джерела. Визначений та верифікований віртуальним експериментом коригувальний коефіцієнт формул повної потужності та виграшу за потужністю втрат за наявності обмежень на симетричну синусоїдну форму споживаних струмів, значення якого може бути використане для прогнозування максимального теплового навантаження трифазної трипровідної системи з дотриманням існуючих вимог на якість електричної енергії в точках загального підключення.

Визначено фізичний зміст раніше запропонованої формули повної потужності для резистивної моделі лінії електропередачі трифазної чотирипровідної системи живлення в несиметричному несинусоїдному періодичному режимі – це середнє геометричне значення потужностей втрат на активних опорах системи живлення, викликаних лінійними струмами та фазними напругами навантаження при умовно видалених джерелах системи живлення. Проведено порівняльний аналіз запропонованої формули з виразами для повної потужності, що базуються на IEEE та європейському стандартах, і встановлено умови їхньої еквівалентності. Розглянуто енергоефективні алгоритми керування засобами паралельної активної фільтрації, що відповідають декомпозиції повної потужності, регламентованої стандартом IEEE, та встановлено розрахункові співвідношення для мінімізації потужності втрат при застосуванні цих засобів. Remove selected Определен физический смысл ранее предложенной формулы полной мощности для резистивной модели линии электропередачи трехфазной четырехпроводной системы питания в несимметричном несинусоидальном периодическом режиме – это среднее геометрическое мощностей потерь от линейных токов и фазных напряжений нагрузки при условном исключении из системы источника питания. Проведен сравнительный анализ предложенной формулы с выражениями для полной мощности, основанных на IEEE и европейском стандартах, установлены условия их эквивалентности. Рассмотрены энергоэффективные алгоритмы управления средствами параллельной активной фильтрации, которые соответствуют декомпозиции полной мощности, регламентированной стандартом IEEE, установлены расчетные соотношения для минимизации мощности потерь при применении этих средств. The physical meaning of the proposed formula of apparent power is defined for the resistive model of a transmission line of three-phase four-wire power supply system in a non-sinusoidal unbalanced periodic mode. This is the geometric mean of the power losses from the line currents and phase voltages of the load under conventionally removed supply sources. Comparative analysis of the proposed formula is conducted with the expressions for total power, based on IEEE and European standards, and the conditions of their equivalence is defined. Energy-efficient control algorithms by means of parallel active filtering is considered, corresponding to the decompositions of total power, regulated by the IEEE standard. Calculated ratio to minimize power losses is defined under the application of these tools.

Увімкнення трансформаторів на паралельну роботу потребує врахування кількох важливих вимог. У процесі експлуатації систем електропостачання промислових підприємств іноді виникають ситуації, коли стає бажаним вмикати на паралельну роботу трансформатори, характеристики яких не зовсім відповідають такій процедурі. Якщо трансформатори ввімкнено на паралельну роботу, то будь-яка різниця між їхніми параметрами призводить до перерозподілу навантаження між ними порівняно з попереднім режимом, коли вони працювали ізольовано. Розглянуто проблему паралельної роботи трансформаторів різної потужності в системі електропостачання шахти, а також проаналізовано вплив конфігурації системи електропостачання та схем приєднання електроприймачів на розподіл навантажень між трансформаторами. Connecting transformers in parallel requires a few of important requirements. During operation of the industrial supply power systems, there are sometimes situations when it becomes desirable to operate of parallel transformers, the characteristics of which do not quite correspond to such a procedure. When transformers are connected in parallel, any difference between their parameters causes the load to be redistributed between them compared to the previous operating mode they had been operating in isolation. The paper deals with the problem of different capacity transformers paralleling within the mine power supply system, and also analyzes the impact of the power supply system configuration and connection diagram of electric consumers on the load distribution between the transformers. According to the IEEE Standard C57.153™-2015, two or more transformers connected to common load buses should be considered as operating in parallel. All types of load, as well as capacitor banks, shunt reactors, or power sources can be connected to those buses. The primary windings of the transformers can be connected to common buses or buses that receive power from different lines. The IEEE Standard also describes general requirements to the paralleling transformers -general paralleling application (GPA) – when two or more regulated transformers are connected in parallel to the common source buses: · transformer ratios should be the same. · relative impedances of transformers should be the same and should have the same ratio of the reactance to the equivalent resistance of the windings. · transformers should have the same polarity of the secondary windings. · three-phase transformers should have the same phase sequence. · there should be no phase shift between the voltages of the secondary windings of the transformers. Obviously, under actual operating conditions, it is almost impossible to meet the described requirements due to possible differences in characteristics of the transformers and configurations of the electrical networks. The problem of parallel operation of transformers under the following conditions is of particular practical interest: · power supply of transformer primary windings from different power lines. · difference of relative impedances of parallel transformers under change of transformer ratios. In this case, the parallel operation of transformers should meet the requirements of voltage control on the load buses and minimize the circulating current due to inappropriate transformer ratios. Also, these conditions should be provided regardless of the power system configuration changes. A lot of studies are dedicated to the problem of paralleling power transformers and their control. But the authors did not find the studies concerning the impact of the power supply system configuration and the loads connection layout on loading the paralleled transformers. The paper discusses paralleling transformers in the existing mine power supply system, having a complex circuit configuration of connecting the loads to substation buses using current limiting reactors. Modeling of the power supply system operating conditions has been carried out on the platform of the DAKAR software. Through simulation results it can be concluded, that in the analysed mine power supply system within the operating voltage limits at the buses of the 6 kV switchgears and the operating load changes, it is feasible paralleling transformers T1 and T3. Under the parallel operation, transformer T1 will be unloaded and transformer T3 will be more loaded compared to their separate operation. The nature of the load sharing between the transformers depends on the voltage moduli on the contacts of the busbar switch before switching it on. The maximum load of the transformer T3 under the parallel operation does not exceed 87% of its rated capacity. The minimum values of circulating currents between transformers operating in parallel will in case of close value of voltage moduli at the contacts of the bus circuit breaker before switching it on. The load of the transformer T3 under the paralleling transformers depends on the load sharing between the switchgears P1 and P2 of the transformer T1. The greater the relative load of the switchgear P1, the lower the additional load on the transformer T3.

Розглянуто структурні моделі системних стабілізаторів електроенергетичних мереж, які використовуються для поліпшення демпфування коливань потужності енергосистеми за допомогою регулювання збудження синхронних турбогенераторів електростанцій. Математичні та структурні моделі такого системного стабілізатора для різних порядків його передатної функції згідно з рекомендаціями IEEE запропоновано для реалізації у системах автоматичного проектування, зокрема, для системи комп'ютерного аналізу стійкості електроенергетичних мереж DAKAR. Проаналізовано існуючі системні стабілізатори, що рекомендовані асоціацією IEEE для електроенергетичних систем, кожен з яких має застосування, пов'язане з наявною системою збудження турбогенератора. Наведено опис будови існуючих системних стабілізаторів. Для побудови їх моделі на підставі рекомендацій IEEE запропоновано використання перетворення структурної схеми системного стабілізатора до канонічної форми спостережності. Таке перетворення надає можливості для створення математичних моделей таких систем для кола збудження синхронного генератора у формі як структурної моделі, так і системи диференціальних рівнянь, що відповідає такій структурі. Для аналізу частотних і часових характеристик моделей системних стабілізаторів використано середовище MATLAB з бібліотекою Control System Toolbox, що дало змогу проаналізувати частотні та часові характеристики рекомендованих IEEE системних стабілізаторів та їхніх моделей, які одержано на підставі канонічної форми спостережності. За рекомендаціями IEEE знаменник передатної функції системного стабілізатора може мати від першого до п'ятого порядку, що, відповідно, розширює коло використовуваних математичних моделей. Для їх аналізу на основі розгорнутої передатної функції системного стабілізатора створено узагальнені математичну і структурну моделі, які стали основою для розроблення відповідних моделей першого–п'ятого порядків. Для кожної такої моделі відповідного порядку в статті показано як структурну схему, так і математичну модель як систему диференціальних рівнянь у формі Коші. Результати комп'ютерного моделювання підтвердили адекватність розроблених моделей і простоту їхнього використання. Structural models of system stabilizers of power grids that are used to improve damping of power system oscillations by controlling the excitation of synchronous power plants turbogenerators are considered in the article. Mathematical and structural models of such a system stabilizer for various orders of its transfer function according to the IEEE recommendations are proposed for implementation in computer design systems, in particular, for the computer analysis system of the DAKAR power grids. An analysis of the existing system stabilizers that recommended by the IEEE Association for Power Systems was perform. Each of which has an application that is appropriate to the existing excitation system of the turbine generator. The structures of the existing system stabilizers are reviewed. To build their model on the basis of IEEE recommendations, it is suggested to use a canonical form of observation for the transformation of the system stabilizer structural scheme. This transformation provides the possibility to create mathematical models of such systems for the excitation circuit of a synchronous generator, both in the form of a structural model and in the form of a system of differential equations corresponding to such a structure. MATLAB with Control System Toolbox library was used to analyze the frequency and step response characteristics of the system stabilizer models, which made it possible to analyze the frequency and time characteristics of the recommended IEEE system stabilizers and their models derived from the canonical observation form. According to the recommendations of the IEEE, the denominator of the system stabilizer transfer function is from the first to the fifth order, which, accordingly, expands the range of used mathematical models. For their analysis, generalized mathematical and structural models were created on the basis of the developed transfer function of the system stabilizer, which became the basis for the development of the corresponding first- to fifth-order models. For each such model, the corresponding model order in the article shows both a structural diagram and a mathematical model in the form of a Cauchy differential system. The results of computer simulation confirmed the adequacy of the developed models and their easy using.

The article analyzes and determines the modalities for detailing costs by business processes and types of telecommunications operator activity. It is revealed that in order to understand which operations are related to certain types of services, it is convenient to group business processes by type of activity. The need to use cost accounting based on business processes is due to the lack of necessary standards for the implementation of regulatory accounting methods. After determining the types of activities, it is recommended to group the costs for each business process, which will allow analyzing the specific proportions of individual types of costs. Such method should allow forming a consolidated form for the distribution of groups of expenses by groups and types of business processes for the technical exploitation of the Access Point and the organization of providing access services at the appropriate level of the operator’s telecommunication network., {"references":["Tanashchuk, K.O., Martynenko L.M. & Mozel, L.M. (2007). Determination of sources of costs of telecommunication operators for access services. Pr. Odes. politekhn. un-tu, 1. Retrieved from: http://pratsi.opu.ua/app/webroot/articles/1312891539.pdf [in Ukrainian].","Commission Recommendation 2005/268/ЄСof 29 March 2005 on the provision of leased lines in the European Union – Part 2 – pricing aspects of whole sale leased lines part circuits. Retrieved from: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX%3A32005H0268[in English].","F. Li, D. Tolley & N. P. Padhyand, J. Wang. (2009). Framework for Assessing the Economic Efficiencies of Long-Run Network Pricing Models. IEEE Transactions on Power Systems, 24, 4, 1641-1648. Retrieved from: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/5282391[in English].","Santiago, Andrés Azcoitia, Ma Ángeles, Martínez Fernández & Luis Manuel, Guijarro Verdura. (2010). Using bottom-up LRIC models to calculate radio spectrum value for mobile operators. Media and Internet. Ghent, 1-7. Retrieved from: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/5557716 [in English].","Armstrong, M. (1998). Network Interconnection in Telecommunications. Economic Journal, 108, 545-564. Retrieved from: https://econpapers.repec.org/article/ecjeconjl/v_3a108_3ay_3a1998_3ai_3a448_ 3ap_3a545-64.htm [in English].","Tommaso, M. Valletti & Antonio, Estache. (1999). The Theory of Access Pricing: An Overview for Infrastructure Regulators. World Bank Publications, 30. Retrieved from: https://books.google.com.ua/books?id=BCtRX-OHE4C&printsec=frontcover&hl=ru#v=onepage&q& f=false [in English].","Tommaso, M. Valletti & George, Houpis. Mobile termination: what is the \"right\" charge? Retrieved from: http://www.academia.edu/507819/Mobile_Termination_What_is_the_Right_Charge_[in English].","Vogelsang, I. (2003). Price Regulation of Access to Telecommunications Networks. Journal of Economic Literature, 41, 830-62. Retrieved from: https://www.researchgate.net/publication/265963083_Regulation_and_Development [in English].","Wright, J. (2002). Access Pricing under Competition: An Application to Cellular Networks. Journal of Industrial Economics, 50, 289-315. Retrieved from: https://pdfs.semanticscholar.org/3eda/174cb5240e02b3872b5dcd3a13459e1d9c51.pdf [in English].","Hrebennikov, V.O. & Kolchenko, H.F. (2013). A problem of universal accessibility of basic telecommunication and information services in Ukraine and general approaches its decision. Naukovi zapysky UNDIZ, 1(25), 5-13[in Ukrainian].","11.\tMurai, А.V. (2013). Assessing of telecommunication services quality from the perspective of service users. Naukovizapysky UNDIZ, 2(26), 68-75 [in Russian].","Olijnyk, D.I. (2007). Methodological approaches to the definition and analysis of telecommunications services markets in Ukraine. Zviazok, 5(73), 2-6 [in Ukrainian].","Pietukhova, Y.V.(2001). Forecasting market capacity of certain groups of operators and services. Marketynh v Rossyy y zarubezhom, 5,7-12 [in Russian].","Safonova, L.A., Plotnykova, N.Yu. & Zueva, E.Y. (2007). Separate accounting of costs in telecommunications. Telekom, 191 [in Russian].","Dovhyj, S.A. (2003). Modern telecommunications. Technology and Economics. 320. Retrieved from: https://docplayer.ru/42480224-Sovremennye-telekommunikacii-tehnologii-i-ekonomika-pod-obshchey-redakciey-s-a-dovgogo-m-eko-trendz-s-il.html [in Russian].","Tanashchuk, K.O. (2008). The problems of creation of tariff regulation system of the telecommunications market of Ukraine. Naukovi pratsi ONAZ im. O.S. Popova, 1, 114-118. Retrieved from: https://ojs.onat.edu.ua/index.php/sbornik_onat/article/view/284/281 [in Ukrainian]."]}

Societal development is followed by increasing consumption of electrical energy. Sharp increase of energy consumption is conditioned by escalation of production and technological advancement. The number of industrial consumers is rising, most of which are non-linear, non-symmetrical and ever-changing. Primarily they are semiconductor converters of high power capacity. These are thyristor converters and thyristor regulators. Thyristor voltage regulators are widespread in different production spheres. Mostly they are used as soft start devices for synchronous and asynchronous machines. Thyristor transducers and thyristor voltage regulators are used to control the modes of electrical installations as well. Higher harmonics emerge during thyristor converter’s operation. These upper harmonics can cause overheating and breakdown of neutral conductors, false starts of fuses and automatic switches, accelerated aging of wires and cables, additional power losses in transformers, distortion of voltage sine wave, premature wear and failure of capacitors in power compensation installations, failures of computer and telecommunication hardware, lower power factor of electrical installations and incorrect metering. Proper evaluation of electrical energy quality is one of the most important problems for industrial enterprises in the conditions of modern technological advancement. The up-to-date standard which declares the order of evaluating electrical power components is IEEE 1459-2010 standard. The standard provides the definitions used for measuring electric power quantities under sinusoidal, non-sinusoidal, balanced, or unbalanced conditions. The mathematical expressions used in the past are listed, as well as the new expressions, and the explanations of the new definitions features, В работе путем моделирования проведено исследование распределения мощности электрической энергии системы электроснабжения производственного цеха. В качестве энергоемкого объекта с нелинейной нагрузкой выбрано привод синхронного двигателя, управляемого тиристорным преобразователем. В ходе исследований рассмотрено влияние данной системы на мощность электрической энергии, В роботі шляхом моделювання проведено дослідження розподілу потужності електричної енергії системи електроспоживання виробничого цеху. В якості енергоємного об’єкту з нелінійним навантаженням обрано привід синхронного двигуна, що керується тиристорним перетворювачем. В ході досліджень розглянуто вплив даної системи на потужність електричної енергії

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.02 – електричні станції, мережі і системи. – Національний технічний університет – "Харківський політехнічний інститут", Харків 2016. Дисертація присвячена вирішенню важливої науково-технічної задачі впливу несинусоїдальних режимів роботи електричних мереж на процеси електроспоживання в точці підключення неідеального (несиметричного і нелінійного) навантаження до мережі з несиметричною і несинусоїдальною напругою. На основі теоретичних досліджень, що використовують єдиний векторний підхід, отримана векторна математична модель несинусоїдальних і несиметричних енергетичних режимів у чотирьохпроводній системі. Векторний підхід використовує два доповнюючих один одного методу: часовий і спектральний метод. Часовий підхід використовує поняття класичної скалярної і нової векторної миттєвої потужності. Спектральний підхід застосовує комплексний ряд Фур'є до трифазних процесів струму і напруги. Підхід використовує класичні поняття скалярних інтегральних потужностей (активна потужність і реактивна потужність) і дозволяє отримати нові інтегральні векторні потужності (потужність небалансу, потужність пульсацій). На прикладі активно-реактивного несиметричного лінійного навантаження показано як запропонована математична модель дозволяє уточнювати і деталізувати розкладання повної потужності IEEE Standard 1459 несинусоїдного режиму. Методом візуального програмування Simulink реалізовано імітаційну модель несинусоїдального енергетичного режиму в пакеті Matlab. Проведене моделювання підтвердило правильність теоретичних досліджень. Thesis for scientific degree of candidate of technical sciences, specialty 05.14.02 – Еlectrical power stations, networks and systems. – National Technical University "Kharkov Polytechnic Institute", Kharkov, 2016. The thesis is dedicated to solution of the important scientific and technical problem of influence of the non-sinusoidal regimes of electric networks operation on the processes of power consumption at the point of connection of a non-ideal (asymmetrical and nonlinear) load to the network with asymmetrical and non-sinusoidal voltage. Based on theoretical studies using a common vector approach, a vector mathematical model of non-sinusoidal and asymmetrical power regimes in a four-phase system has been obtained. The vector approach uses two complementary methods: time and spectral. Time approach uses concepts of the classical scalar and a new vector instant power. The spectral approach uses complex Fourier series for three-phase current and voltage processes. The approach uses the classical notions of scalar integral powers (active power and reactive power) and provides obtaining new integrated vector powers (power of unbalance, power of pulsations). It was shown on an example of activereactive nonsymmetrical linear load how the proposed mathematical model allows refining and detailing the decomposition of full power of the IEEE Standard 1459 non-sinusoidal mode. Imitating model of non-sinusoidal power regime was implemented with the help of visual programming method Simulink in the software package Matlab. Carried simulations have confirmed the correctness of theoretical research.

Наявність в промислових системах електроспоживання несинусоїдальних несиметричних навантажень вимагає нових підходів, щодо складових потужності та побудови сучасних компенсуючих пристроїв. Силовий активний фільтр забезпечує компенсацію реактивної потужності, зниження вищих гармонік та симетрування навантажень. В роботі проведено оцінку складових потужності за стандартом ІЕЕЕ 1459-2010 при роботі силового активного фільтру на несинусоїдальне несиметричне навантаження. Availability in industrial systems power consumption non-sinusoidal asymmetric loads require new approaches regarding the components power and construction modern compensating devices. Active power filter provides compensation reactive power, reducing higher harmonics and load balancing. This paper evaluated constituent power of standard IEEE 1459-2010 at working active power filter on non-sinusoidal asymmetrical load. Наличие в промышленных системах электроснабжения несинусоидальных несимметричных нагрузок требует новых подходов по составляющим мощности и построения современных компенсирующих устройств. Силовой активный фильтр обеспечивает компенсацию реактивной мощности, снижение высших гармоник и симметрирования нагрузок. В работе проведена оценка составляющих мощности по стандарту IEEE 1459-2010 при работе силового активного фильтра на несинусоидальную несимметричную нагрузку.