CC BY
18
ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ
УДК 519.254
О.Н. Долинина, О.А. Торопова, Е.В. Львова
ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ В ПРОМЫШЛЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ ЦИФРОВЫМИ МЕТОДАМИ:
ОБЗОР СТАНДАРТОВ
Аннотация. В статье рассмотрены проблемы измерения мощности в промышленных электросетях при помощи цифровых технологий, а также искажения, возникающие из-за гармоник сигналов основной частоты, а также обсуждаются базовые требования к измеряемым параметрам. Помимо этого, затрагиваются вопросы точности измерения параметров на основании данных из отечественной и зарубежной стандартной документации.
Ключевые слова: стандарты качества электроэнергии, гармоники напряжения и тока основной частоты, промышленные электрические сети
O.N. Dolinina, O.A. Toropova, E.V. L'vova
DIGITAL TECHNIQUES FOR POWER EVALUATION IN ELECTRICAL GRIDS: AN OVERVIEW OF STANDARDS
Abstract. We discuss the issues of power quantification in industrial electrical grids using the digital techniques and interferences stemming from oscillations of the base frequency signals. We evaluate mandatory standards for the estimated parameters. We also discuss their precision based on the data presented in domestic and international guidelines.
Keywords: oscillation of the base frequency voltage, industrial power grids, power quality standards
Для оценки качества электрической энергии важно измерение мощности. По этой причине, данной части электрических измерений и различным ее аспектам посвящены многие исследования [1-20]. Одной из проблем, влияющих на точность измерения мощности в силовых электросетях, является наличие в передаваемых по этим сетям сигналах гармоник, кратных основной частоте (f = 50 Гц или 60 Гц) [1-4, 7-9, 12-25, 31-35]. Практически все современное оборудование и электрические приборы вносят гармонические искажения из-за своих нелинейных характеристик, поэтому первостепенной задачей становится умение правильно измерить величину этих искажений. В данной работе рассматриваются причины возникновения гармоник сигналов, требования современных зарубежных и отечественных стандартов оценки качества электроэнергии и математические модели основных параметров, характеризующих качество электрической энергии в силовых сетях.
1. Причины и последствия искажений формы сигнала
При идеальных условиях сигналы напряжения и тока в электрической цепи представляют собой синусоиды. На практике же часто по разным причинам возникают их искажения, а искажения формы сигнала приводят к возникновению гармоник основной частоты сигнала f0.
Применение нового оборудования (например, электронных устройств), а также развитие современных технологий повлекли за собой резкое увеличение таких гармоник в энергосистемах. Поэтому следует описать процесс их возникновения и то, как наличие таких гармоник влияет на электрическую сеть и работу оборудования.
Процесс появления гармоник основной частоты вызван присутствием нелинейных элементов в цепи [1-3, 6-8, 16-22, 26-35]. Самыми значимыми из них являются следующие:
• люминесцентные лампы (особенно с электронным балластом, в которых используется коммутируемый режим [2], дающий широкий диапазон выходных гармоник [3];
• источники питания с коммутируемым режимом (создающие импульсы тока с множеством гармоник, от третьей и далее), а также телевизоры, ПК, приводы с переменной скоростью [2, 3, 26-30];
• источники бесперебойного питания (ИБП), которые для однофазной цепи имеют схожие с источниками питания с коммутируемым режимом характеристики;
• преобразователи постоянного тока, дуговые печи и пр. [16-18].
Все вышеперечисленное влечет за собой различные проблемы, требующие каждая отдельного подхода к решению. Назовем вначале основные проблемы, связанные с наличием гармоник тока:
• дополнительные потери энергии из-за тепловых эффектов в обмотках трансформаторов, а также из-за наличия вихревых токов и явления гистерезиса [2, 3];
• дополнительные потери энергии из-за поверхностных эффектов на повышенных частотах в кабелях и линиях [4];
• перегрузка нейтрального проводника из-за гармоник с номерами три, девять и т. д. [16-18];
• ложное отключение модульных автоматических выключателей. Нежелательное срабатывание, например, модульного автоматического выключателя обычно вызвано протекающим в цепи током, значение которого выше ожидаемого (расчетного) [16-18, 20, 26-30].
Теперь перечислим последствия присутствия гармоник напряжения:
• дополнительные потери энергии в асинхронных двигателях из-за вихревых токов в результате генерации полей статором и высокочастотных токов в роторе [29, 30];
• неисправности в электронном оборудовании;
• шумы при переходе через ноль;
• влияние коэффициента мощности на работу конденсаторов коррекции;
Наличие искажений формы сигналов напряжения влияет на любые электроприемники
(ЭП). Вызвано это как дополнительным нагревом ЭП от высших гармоник тока, так и тем, что гармоники образуют составляющие прямой (1, 4, 7, ...), обратной (2, 5, 8, ...) и нулевой (3, 6, 9, ...) последовательностей, а степень влияния этих гармоник на работу ЭП связана с отличиями в порядке чередования фаз напряжения (или тока). Так, токи нулевой последовательности вызывают дополнительные магнитные поля в стали электрических машин, а это, в свою очередь, приводит к ухудшению характеристик электроприемников и нагреву сердечников (магнитопроводы трансформаторов, статоры асинхронных двигателей) [31-33].
При сложении с сигналами основной частоты высшие гармоники напряжения способствуют росту действующего значения (ДЗ) напряжения на зажимах ЭП, неблагоприятно влияют на системы автоматики, телемеханики и связи, электрооборудование, создают дополнительные потери в трансформаторах, электрических сетях и машинах, ухудшают условия для работы батарей конденсаторов (БК). При этом сокращается срок службы изоляции машин и аппаратов, повышается вероятность аварий в кабельных сетях, происходит сбой в работе всех перечисленных выше систем.
Наличие высших гармоник тока и напряжения влияет на значение вращающего момента и коэффициента мощности электродвигателей, но даже при коэффициенте искажения
формы сигналов 10-15 % эти характеристики снижаются незначительно. Дополнительные активные потери от наличия высших гармоник в основных сетях электрических систем также незначительно отличаются от потерь при синусоидальном напряжении. Однако в сетях крупных промышленных предприятий или электрифицированного железнодорожного транспорта такие потери могут составлять 10-15 % от основных технических [1, 32-35].
На промышленных предприятиях часто выходят из строя БК и кабели из-за создания условия резонанса токов или напряжений на частоте одной из гармоник, что приводит к опасным перегрузкам по току или напряжению, а т. к. потери мощности пропорциональны частоте приложенного напряжения, происходит дополнительный нагрев.
В промышленных сетях и сетях электрифицированного железнодорожного транспорта зафиксированы такие перегрузки при резонансе на гармониках 40-50 порядков, а при работе сварочных установок и дуговых печей - на гармониках 3-го и 7-го порядков [33, 34].
Для кабелей качество диэлектрика характеризуется током утечки, определяющим потери в изоляции. В результате измерений обнаружено, что для значения коэффициента искажения формы кривой напряжения KU = 6,85 % ток утечки возрастает на 36 % за 2,5 года, а через 3,5 года - на 43 %, к тому же увеличение искажения синусоидальной формы кривой напряжения вызывает износ и старение изоляции конденсаторов, кабелей, трансформаторов и электрических машин [31, 33-35]. Кроме того, на определенных гармониках могут возникать паразитные эффекты. Так, например, вторая гармоника заметно влияет на асимметрию пикового напряжения [5], а третья - повышает потенциал нейтрального провода на линии связи.
2. Международные стандарты, определяющие качество электроэнергии и регламентирующие гармонические искажения. Здесь рассматриваются вопросы оценки гармоник основной частоты в силовых электросетях и приводится краткий обзор международных и отечественных стандартов и требований.
За рубежом в энергосистемах для мониторинга уровня гармоник тока и напряжения, методов и средств его снижения применяются следующие основные стандарты.
Используемый в США стандарт IEEE 519 [36] классифицирует гармоники как одно из волнообразных искажений сигналов, обычно имеющее устойчивый характер, диапазон частот составляет 0-9000 Гц, а их общий вклад в мощность сигнала достигает 20 % мощности сигнала основной частоты.
В более поздней редакции этого стандарта [37] налагаются ограничения на генерацию гармоник основной частоты в целом для промышленных предприятий, а не для их электрооборудования в отдельности. Точкой в электрической системе, к которой могут подключаться несколько электрических нагрузок или потребителей, является «точка общей связи» (Point of Common Coupling, PCC). Согласно [37], она должна быть доступна для поставщика электроэнергии, коммунального предприятия и потребителя для непосредственного измерения параметров сигналов. Стандартом устанавливается предел 5 % от суммарного коэффициента гармоник (СКГ) по напряжению KTHD (THD - Total Harmonic Distortion - СКГ), что дает больше теоретических оснований для учета на практике вкладов в общее искажение сигналов отдельными потребителями (можно учесть вклад в искажения отдельных потребителей, например, за счет присвоения им соответствующих весовых коэффициентов).
Разработанные Международной электротехнической комиссией (МЭК, International electrotechnical commission, IEC) европейские стандарты серии [38-48] вводят ограничения на генерацию гармоник для приборов различных классов. Стандарт [48], например, устанавливает три класса характеристик процесса измерения: A (advanced) для аппаратуры повышенной точности, S (survey) - для аппаратуры, используемой при повседневных наблюдениях, B (basic) - для приборов, используемых для грубой (примерной) оценки некоторых параметров электрических сигналов. В стандарте [45] описываются общие методы оценки параметров гармоник, основанные на дискретном преобразовании Фурье, но
при этом допускается использование и других алгоритмов. Этот стандарт задает и требования к точности оценки параметров гармоник. Эти параметры разделены на два класса: класс I в [45] соответствует классу А [48], класс II в [45] соответствует классу £ стандарта [48]. Требования основаны на соотношении между ДЗ измеренных гармоник (Цн)) и номинальным ДЗ (ипот) (таблица 1).
По стандартам МЭК учитываются следующие показатели качества электроэнергии (ПКЭ):
1. Уровень совместимости: максимальный указанный уровень помех, возможный в данных условиях эксплуатации оборудования.
2. Уровень помехоустойчивости: максимальное значение возмущения, присутствующего в сети, не ухудшающее поведение тестируемой системы или устройства.
3. Пределы выбросов: максимально допустимый уровень гармонических помех, создаваемых определенной нагрузкой в определенном месте определенным элементом оборудования.
4. Методы измерения параметров гармоник.
В [48] указан диапазон измерения с использованием уровней совместимости для низкочастотных помех на промышленных предприятиях, стандартизованные ранее [39]. Диапазон измерения должен составлять для приборов класса А: от 10 до 200 % от уровня совместимости класса 3 и для приборов класса ^ от 10 до 100 % от этих уровней совместимости [39]. Причем уровни совместимости нечетных гармоник выше уровней совместимости четных гармоник, что показывает фактически преобладание нечетных гармоник в энергосистемах. Для приборов класса 3 значение Ктнв составляет 10 %.
Таблица 1
Требования к точности измерения гармоник напряжения_
Класс Условия Максимальная относительная погрешность
I и (И) >1 % ипот ±5 % и (И)
и(Н) <1 % ипот ±0,05 % ипот
II Щи) > 3 % ипот ±5 % и (И)
и (И) <3 % ипот ±0,15 % ипот
Циркуляр МЭК [49] основан на анализе гармонического сигнала в качестве опорного и издан для характеристики точности активных статических измерителей, а некоторое ухудшение качества электроэнергии рассматривается при этом как влияние мешающих факторов, снижающих точность таких измерителей.
Еще один стандарт МЭК для характеристики точности статических измерителей реактивных параметров применяет гармонические токи и напряжения, содержащие только одну основную частоту [50], и не дается никаких рекомендаций для измерений в случае присутствия гармонических искажений.
Стандарт МЭК [49] для измерителей активной энергии в статических условиях рассматривает ряд явлений, возможно, влияющих на качество измерения активной и реактивной мощностей, и, как результат, появление дополнительных погрешностей (таблица 2).
Таблица 2
Пределы допустимых изменений погрешностей приборов класса А, стандарт [48]_
Частота сигнала (± 2 %) 1 %
ДЗ напряжения (10) 0,7 %
Уровень гармоник тока и напряжения 0,8 %
Субгармоники тока 3 %
Постоянный ток и четные гармоники тока 3 %
Нечетные гармоники тока 3 %
В директиве Европарламента 2004/22/EC [51] определены условия измерений (таблица 3) для измерительной техники, измерителей электроэнергии и мощности.
Таблица 3
Пределы допустимых изменений входных сигналов измерительных _приборов качества энергии класса A, стандарт [51]_
Частота сигнала 50 Гц ± 2 %
ДЗ напряжения 10 % от номинального напряжения
Уровень гармоник СКГ <6 %
Коэффициент мощности -0,8 <^^<0,5
Основные входные характеристики для сети электропитания потребителей в системе коммунального распределения электроэнергии низкого и среднего уровней напряжения в нормальных условиях определяет Европейский стандарт EN 50160:2010 [52]. Он задает пределы или величину напряжений, для которых такие характеристики напряжения не изменяются, но не рассматривает типичные ситуации для потребителей, подключенных к общедоступной коммунальной электросети. Некоторые числовые данные приведены в таблице 4. Как можно заметить (таблица 4), часть верхних пределов оценены с помощью вероятностной модели, реальный верхний предел измеряемых величин не задается, а заданы максимальные значения этих величин, которых в течение 95 % времени наблюдения должны быть ниже их. Но указанный стандарт не может быть применен для измерения в присутствии гармоник основной частоты.
Таблица 4
Пределы некоторых возможных искажений при измерении _активной и реактивной мощностей, стандарт [52]_
Частота сигнала 50 Гц ± 1 % в течение 95 % времени работы; 50 Гц ± 4 - 6 % в течение 100 % времени работы
ДЗ напряжения 230/400 В ± 10 % в течение 95 % времени работы
Уровень гармоник СКГ <8 % в течение 95 % времени работы
Стандарт МЭК [47] определяет технические условия для аппаратуры, используемой при измерениях качества электроэнергии. В таблице 5 указаны диапазоны изменения входных сигналов, допустимые для измерительных приборов класса A без потери в точности измерения.
Таблица 5
Пределы допустимых изменений входных сигналов измерительных _приборов качества энергии класса A, стандарт [47]_
Частота сигнала 50 Гц ± 15 %
ДЗ напряжения 0 - 200 % от номинального напряжения
Уровень гармоник СКГ <20 %
В новых стандартах МЭК устанавливаются пределы KTHD: для короткого периода измерения в 11 и 8 % для длительного периода времени измерения. Таким образом, допускаются более значительные искажения в энергосистеме.
В таблице 6 представлены основные стандарты МЭК, непосредственно устанавливающие допустимые значения для перечисленных выше ПКЭ, характеризующих искажение формы электрических сигналов гармониками.
Для служб электроснабжения в Великобритании рекомендации по максимальному искажению сигналов тока и напряжения гармониками даются в руководстве 38С5/4 [53]: потребители электроэнергии идентифицируются по PCC сети, из которой они получают элек-
троэнергию, а нормы контроля и существующие ограничения задаются при этом именно для этих точек распределения. В документе определены три этапа оценки параметров гармоник, и указаны величины, подлежащие контролю (в том числе скачки напряжения, субгармоники и интергармоники).
Таблица 6
Стандарты МЭК, регламентирующие параметры гармоник_
Уровни совместимости Уровни помехоустойчивости Ограничения на генерацию гармоник Методы измерения
[38]: для сетей низкого напряжения; [39]: для промышленных установок (в сетях низкого/среднего напряжения); [40]: для сетей среднего напряжения [46]: задает разные уровни защищенности в соответствии с критериями эффективности [41]: на токи гармоник (до 16 А) в сети низкого напряжения; [42]: для оборудования с током >16 А на фазу; [43]: для приборов с током <75 А в системе низкого напряжения подробно [45]; общее описание [47, 48]: определяют способы измерения параметров гармоник тока и напряжения
Точность оценивания. Условия, при которых должны быть протестированы приборы измерения качества электроэнергии, описаны в стандарте [45].
В [48] указано, что тестовые сигналы должны содержать помехи и различные варианты параметров по трем видам тестирования (таблица 7).
Параметры, указанные в таблице 7: fnom - номинальная частота питающего сигнала, Pst - кратковременный фликер-шум, Unom - номинальное входное напряжение.
3. Отечественные стандарты, определяющие качество электроэнергии и регламентирующие гармонические искажения. В целом ряде отечественных и международных стандартов рассматриваются проблемы оценки гармоник основной частоты в силовых электросетях. Рассмотрим краткий обзор отечественных стандартов и их требований.
Таблица 7
Условия тестирования п
зиборов, стандарт [48]
Влияющая величина Тестирование 1 Тестирование 2 Тестирование 3
Частота fnom ± 0,5 Hz fnom - 1 HZ ± 0,5 HZ fnom + 1 HZ ± 0,5 HZ
Фликер-шум Pst <0,1 Pst = 1 ± 0,1 Pst = 4 ± 0,1
Напряжение Unom ± 1 % Определяется флике-ром и интергармониками Определяется флике-ром и интергармониками
Интергармоники От 0 до 0,5 % Unom 1 % ± 0,5 % Unom при 7,5fnom 1 % ± 0,5 % Unom при 3,5fnom
В России в настоящее время приняты стандарты на средства, методы измерений и нормы качества электроэнергии, причем большинство из них имеют статус межгосударственных (и в странах СНГ). Положения этих стандартов во многом совпадают с положениями уже описанных ранее зарубежных стандартов.
Требования к средствам измерений ПКЭ представлены в [54-57], а к методам и нормам качества электроэнергии - в [58-64]. Кроме этого, выпущен целый ряд отраслевых документов. Все это является нормативной базой для тех служб, которые занимаются контролем качества электроэнергии.
Перечень нормированных ПКЭ и ненормированных показателей случайных событий согласно [62] представлен в таблице 8, указан класс характеристик процесса измерений со ссылкой на методы измерений согласно [59-61].
Таблица 8
Перечень Г КЭ
Наименование ПКЭ Нормально допустимое значение Предельно допустимое значение Класс точности СИ
Коэффициенты гармонических составляющих фазных/междуфазных напряжений (порядок: до 50-го) ГОСТ 32144, таблицы 1-4 А, I
Суммарные коэффициенты гармонических составляющих фазных / междуфазных напряжений ГОСТ 32144, таблица 5 А, I
Коэффициенты интергармонических составляющих фазных/междуфазных напряжений (порядок: до 49-го) - I
Длительная доза фликера - 1,00 А
Кратковременная доза фликера - 1,38 А
Коэффициент несимметрии напряжения по нулевой последовательности 2 % 4 % А
Коэффициент несимметрии напряжения по обратной последовательности 2 % 4 % А
В соответствии с данными стандартами ПКЭ разделены на две категории:
- продолжительные изменения характеристик напряжения,
- случайные события.
К продолжительным изменениям характеристик напряжения отнесены длительные отклонения значений напряжения от номинальных и обусловленные изменениями нагрузки или влиянием нелинейных нагрузок. Для таких характеристик напряжения установлены показатели и нормы качества (допустимые уровни: нормальный и/или предельный). К случайным событиям отнесены внезапные и значительные изменения формы напряжения и связанные с этим отклонения параметров напряжения от номинальных значений. Эти изменения вызываются коммутациями оборудования (подключения и отключения нагрузки, срабатывания автоматики и релейной защиты) и влиянием различных электромагнитных помех. Для случайных событий параметры не нормируются, но используются для сбора статистических данных.
При протекании тока по нелинейным элементам сети (реакторы со стальным сердечником, силовые трансформаторы, вентили тиристорных преобразователей) происходит искажение формы тока и напряжения. Наличие высших гармоник сигналов в электрической сети вызывает падение напряжения на участках сети и искажения синусоидальной формы кривой напряжения в узлах сети. Все эти искажения характеризуются в соответствии с [62] коэффициентами гармонических составляющих напряжения порядка п и коэффициентом искажения синусоидальной формы кривой напряжения, выраженными в процентах.
Поскольку состав гармоник по амплитуде и частоте (порядку) произволен, для характеристики формы кривой напряжения применяют еще коэффициент п-й гармонической составляющей, выражаемый в процентах:
К =(им/и(1))хЮ0%,
где n - порядок гармоники; U(i) - ДЗ сигнала напряжения на основной частоте (В); U(n) -ДЗ n-й гармоники (В). Для оценки Ки, таким образом, нужно определить гармонический состав напряжения. Поскольку частота в сети может меняться, при расчете гармонического состава сигнала напряжения учитывают не саму частоту гармоники, а ее порядок (кратность по отношению к основной частоте). А так как нелинейные ЭП генерируют в основном гармоники тока, кратные основной частоте, которая может отличаться от /0, это условие соответствует и практике. Обычно же учитываются гармоники до 40 -й (иногда 50-й), так как значения амплитуд гармоник более высокого порядка практически не вносят каких-то заметных искажений.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В работе рассмотрены проблемы измерения мощности в промышленных электросетях, проведены обзор и анализ существующих зарубежных и отечественных стандартов качества электроэнергии, поставляемой промышленным предприятиям. Показано, что в основном ухудшение качества связано с нелинейными нагрузками, используемыми потребителями электроэнергии, и искажениями формы питающих сигналов тока и напряжения. Установлено, что такие искажения удобно характеризовать гармониками сигналов основной частоты, причем вклад гармоник более высокого (выше 50) порядка на ПКЭ практически не влияет. Проведенный анализ показал, что методики измерения, предложенные в принятых зарубежных и отечественных стандартах, характеризуют с достаточной степенью точности активную мощность питающих сигналов, но при описании реактивной мощности при наличии гармоник сигналов предлагаемые стандартами методики дают существенно различающиеся результаты.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в сетях промпредприятий. - М.: Энергоатом-издат, 2000. - 331 с.
2. Waller M. Harmonics. - Indianapolis: PROMPT Publications, Inc., 1994. - 132 p.
3. Gonos I.F., Kostic M.B., Topalis F.V. Harmonic distortion in electric power systems introduced by compact fluorescent lamps // Proceed. IEEE Budapest Power Tech, Paper BPT99-222-41. - 1999. - P. 1-5.
4. Schlabbach J. Expert system measures harmonics and EMC // IEEE Trans. on Computer Application in Power. - 1994. - Vol. 7. - P. 26-29.
5. DC Appliance Safety Standards Guideline through Comparative Analysis of AC and DC Supplied Home Appliances / J.-H. Ahn, D.-H. Kim, B.-K. Lee et al. // J. Electrical Eng. Technology. - 2012. - №. 7. - P. 51-57.
6. Железко Ю.С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии: руководство для практических расчетов. - М.: ЭНАС, 2009. - 456 с.
7. Practical definitions for powers in systems with nonsinusoidal waveforms and unbalanced loads: a discussion / R. Arseneau, Y. Baghzouz, J. Belanger et al. // IEEE Trans. on Power Delivery. -1996. - Vol. 11. - № 1. - P. 79-101.
8. Аррилага Д., Брэдли Д., Боджер П. Гармоники в электрических системах. -М.: Энергоатомиздат, 1990. - 215 с.
9. Артюхов И.И., Соломин М.А., Львова Е.В. Метод измерения реактивной мощности в промышленных сетях переменного тока // Актуальные проблемы электронного приборостроения (АПЭП-2016): материалы XI Междунар. науч.-техн. конф.: в 2 т. - Саратов: ООО «Амирит», 2016. - Т. 2. - С. 361-366.
10. Comparison of High-Accuracy Measurement Methods for Power Quality Characterization / E.V. L'vova, R.M. Glukhova, N.S. Vagarina et al. // Proceed. of the 2017 IEEE North West
Russia Section Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering Conf. - St. Petersburg, Russia, 2017. - P. 369-374.
11. Исследования измерителей мощности в режиме несинусоидальных сигналов / О.М. Балабан, Е. В. Львова, А.А. Серанова, Ю. Б. Томашевский // Надежность и качество: тр. XXII Междунар. симп.: в 2 т. - Пенза: ПГУ, 2017. - Т. 2. - С. 124-128.
12. Долинина О.Н., Львова Е.В., Серанова А.А. Сравнительный анализ двухканаль-ных алгоритмов оценки параметров синусоидальных сигналов в системах управления качеством электроэнергии // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2018. - Вып. 5. - С. 46-59.
13. Проблема измерения реактивной мощности несинусоидальных сигналов в системах электроснабжения / О.М. Балабан, Е.В. Львова, А.А. Серанова, Ю.Б. Томашевский // Надежность и качество: тр. XXII Междунар. симп. - Пенза: ПГУ, 2017. - Т. 2. - С. 128-132.
14. Методы оценки параметров гармоник напряжения в промышленных электросетях / Е.В. Львова, О.Н. Долинина, О.М. Балабан, А.В. Костин // Проблемы управления, обработки и передачи информации (УОПИ-2017): сб. тр. V Междунар. юбилейн. науч. конф. -Саратов: ООО СОП «Лоди», 2017. - С. 530-537.
15. Сравнение методов оценки параметров гармоник напряжения в промышленных электросетях / Е.В. Львова, О.Н. Долинина, О.М. Балабан, Д.И. Кочанов // Проблемы управления, обработки и передачи информации (УОПИ-2017): сб. тр. V Междунар. юбилейн. науч. конф. - Саратов: ООО СОП «Лоди», 2017. - С. 538-544.
16. A New Methodological Approach to Quality Assurance of Energy Meters Under Non-Sinusoidal Conditions / D. Gallo, C. Landi, N. Pasquino, N. Polese // Proceed. of the IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conf. - Sorrento, Italy, 2006. - P. 1626-1631.
17. Emanuel A.E. Powers in non-sinusoidal situations-a review of definitions and physical meaning // IEEE Trans. on Power Delivery. - 2009. - Vol. 26. - № 5. - P. 1237-1244.
18. Львов А.А., Артюхов И.И., Соломин М.А. Неоднозначность методов измерения реактивной мощности в промышленных сетях переменного тока // Проблемы управления, обработки и передачи информации (УОПИ-2015): сб. тр. IV Междунар. науч. конф.: в 2 т. -Саратов: Издательский дом «Райт-Экспо», 2015. - Т. 2. - С. 164-172.
19. Cataliotti A., Cosentino V., Nuccio S. A time domain approach for IEEE Std 1459-2000 powers measurement in distorted and unbalanced power systems // Proc. IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conf. - Sorrento, 2006. - P. 1357-1361.
20. Svensson S. Measurement techniques for nonsinusoidal conditions / Chalmers University of Technology. - Göteborg, Sweden, 1999. - 159 p.
21. IEC, Reactive power in nonsinusoidal situations, vol. Report TC 25/wg7.
22. Gu Y.H., Bollen M. Time frequency and timescale domain analysis of voltage disturbances // IEEE Trans. on Power Delivery. - 2000. - Vol. 15. - № 4. - P. 1600-1605.
23. Lobos T., Kozina T., Koglin H.J. Power system harmonics estimation using linear least squares method and SVD // IEEE Proceed. on Generation, Transmission and Distribution. -2001. - Vol. 148. - P. 567-572.
24. On some spectrum estimation methods for analysis of non-stationary signals in power systems Part II: Numerical application / A. Bracale, G. Carpinelli, L.Z. Leonowicz et al. // Proc. IEEE Int. Conf. on Harmonics and Quality of Power. - Piscataway, N.J., 2004. - P. 245-257.
25. Yang J.Z., Yu C.S., Liu C.W. A new method for power signal harmonic analysis // IEEE Trans. on Power Delivery. - 2005. - Vol. 20. - № 2. - P. 1235-1239.
26. Jafer I., Stack P., MacNamee K.Design of New Power Management Circuit for Light Energy Harvesting System // Sensors. - 2016. - № 16. - P. 270-283.
27. Extreme Efficiency Power Electronics / J. Kolar, F. Krismer, Y. Lobsiger et al. // Proceed. of the 2012 Int. Conf. on Integrated Power Electronics Systems (CIPS); Nuremberg, Germany, 2012. - P. 1-22.
28. Universal Digital Controller for Boost CCM Power Factor Correction Stages Based on Current Rebuilding Concept / V.M. Lopez, F.J. Azcondo, A. de Castro, R. Zane // IEEE Trans. Power Electron. - 2014. - № 29. - P. 3818-3829.
29. Krein P.T. Elements of Power Electronics. - N.Y.: Oxford University Press, 1998. -
816 p.
30. Patel A., Ferdowski M. Current Sensing for Automotive Electronics-A Survey // IEEE Trans. Vehicle Technology. - 2009. - № 58. - P. 4108-4119.
31. Шведов Г.В. Электроснабжение городов: электропотребление, расчетные нагрузки, распределительные сети: учеб. пособие. - М.: Изд. дом МЭИ, 2012. - 268 с.
32. Высшие гармоники в сетях электроснабжения 0,4 кВ / О. Григорьев, В. Петухов,
B. Соколов, И. Красилов // Новости электротехники. - 2002. - № 6 (18). - С. 54-57.
33. Большаков О.В. Об энергии искажений в электрических сетях // Автоматизация и IT в энергетике. - 2014. - № 16(65). - С. 103-116.
34. Громов В.Н. Влияние качества электроэнергии на работоспособность систем автоматики, сигнализации и связи метрополитенов // Управление качеством электроэнергии: сб. тр. Междунар. науч.-практ. конф. - М.: Национальный исследовательский университет «МЭИ», 2014. - С. 85-92.
35. Большаков О.В., Васильева О.А. О происхождении и измерении гармонических искажений в электрических сетях // Автоматизация и IT в энергетике. - 2016. - № 11 (88). -
C. 1-11.
36. IEEE Trial - Use Standard Definitions for the Measurement of Electric Power Quantities under Sinusoidal, Nonsinusoidal, Balanced, or Unbalanced Conditions, IEEE Standard Std. 1459. - IEEE, USA, 2000. - 44 p.
37. IEEE Std. 1159-2009. IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality, IEEE Power & Energy Society, ISBN 978-0-7381-5939-3.
38. IEC 61000-2-2: Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 2-2: Environment -Compatibility levels for low-frequency conducted disturbances and signalling in public low-voltage power supply systems. IEC Standard 61000-2-2: 2002.
39. IEC 61000-2-4:2002/C0R1: Corrigendum 1 - Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 2-4: Environment - Compatibility levels in industrial plants for low-frequency conducted disturbances. IEC Standard 61000-2-4:2002/C0R1: 2014.
40. IEC 61000-2-12:2003: Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 2-12: Environment - Compatibility levels for low-frequency conducted disturbances and signalling in public medium-voltage power supply systems. IEC Standard 61000-2-12:2003.
41. IEC 61000-3-2: Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-2: Limits - Limits for harmonic current emissions (equipment input current <16 A per phase). IEC Standard 61000-3-2: 2018.
42. IEC 61000-3-4: Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-4: Limitation of emission of harmonic currents in low-voltage power supply systems for equipment with rated current greater than 16 A per phase. IEC Standard 61000-3-4: 2018.
43. IEC 61000-3-12: Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-12: Limits - Limits for harmonic currents produced by equipment connected to public low-voltage systems with input current > 16 A and < 75 A per phase. IEC Standard 61000-3-12: 2018.
44. IEC 61000-4-1: Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4: Testing and measurement techniques - Section 15: Flickermeter - Functional and design specification. IEC Standard 61000-4-15, Ed. 1.1, 2003.
45. IEC 61000-4-7: Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4: Testing and measurement techniques - Section 7: General guide on harmonics and interharmonics measurements and instrumentation, for power supply systems and equipment connected thereto. IEC Standard 610004-7, Ed. 2.0, 2002.
46. IEC 61000-4-13: Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-13: Testing and measurement techniques - Harmonics and interharmonics including mains signalling at a.c. power port, low frequency immunity tests IEC Standard 61000-4-13: 2002.
47. IEC 61000-4-30: Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-30: Testing and measurement techniques - Power quality measurement methods. IEC Standard 61000-4-30, Ed. 2.0, 2003.
48. IEC 61000-4-30 (2008) Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-30: Testing and measurement techniques - Power quality measurement methods, Edition 2.0, IEC, ISBN 2-8318-1002-0.
49. IEC EN 62053-21 - Electricity metering equipment (a.c.) - Particular requirements Part 21: Static meters for active energy (classes 1 and 2), 2003-11.
50. IEC EN 62053-23 - Electricity metering equipment (a.c.) - Particular requirements Part 23: Static meters for reactive energy (classes 2 and 3), 2003-11.
51. Directive 2004/22/EC of the European Parliament and of the Council of 31 March 2004 on Measuring Instruments.
52. EN 50160. Voltage characteristics of electricity supplied by public distribution systems, CENELEC, 1999.
53. Engineering Recommendation G5/4-1, Issue 4, Amendment 1 - October 2005. Planning Levels for Harmonic Voltage Distortion and the Connection of Non-Linear Equipment to Transmission Systems and Distribution Networks in the United Kingdom. - London, UK: Energy Networks Association, 2009. - 40 p.
54. ГОСТ 22261-94. Межгосударственный стандарт. Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия. - М: Стандартинформ, 2007. - 35 с.
55. ГОСТ Р 8.655-2009. Государственная система обеспечения единства средств измерений. Средства измерений показателей качества электрической энергии. Общие технические требования. - М: Стандартинформ, 2009. - 37 с.
56. ГОСТ Р 8.656-2009. Государственная система обеспечения единства средств измерений. Средства измерений показателей качества энергии. Методики проверки. - М: Стан-дартинформ, 2009. - 20 с.
57. ГОСТ Р 8.689-2009. Государственная система обеспечения единства средств измерений. Средства измерений показателей качества электрической энергии. Методы испытаний. - М: Стандартинформ, 2010. - 20 с.
58. ГОСТ Р 54149-2010. Национальный стандарт Российской Федерации. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. - М.: Стандартин-форм, 2012. - 20 с.
59. ГОСТ 30804.4.30-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Методы измерений показателей качества электрической энергии. - М: Стандартинформ, 2014. - 51 с.
60. ГОСТ 30804.4.7-2013. Совместимость технических средств электромагнитная. Общее руководство по средствам измерений и измерениям гармоник и интергармоник для систем электроснабжения и подключаемых к ним технических средств. - М: Стандартинформ, 2013. - 39 с.
61. ГОСТ Р 51317.4.15-2012. Совместимость технических средств электромагнитная. Фликерметр. Функциональные и конструктивные требования. - М: Стандартинформ, 2014. - 32 с.
62. ГОСТ 32144-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. - М: Стандартинформ, 2014. - 16 с.
63. ГОСТ 32145-2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Контроль качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. - М: Стандартинформ, 2014. - 27 с.
64. ГОСТ 33073-2014. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Контроль и мониторинг качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. - М: Стандартинформ, 2015. - 41 с.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Львова Елена Викторовна -
аспирант кафедры «Прикладные информационные технологии» Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А.
Торопова Ольга Анатольевна -
кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Прикладные информационные технологии» Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А.
Долинина Ольга Николаевна -
доктор технических наук, доцент, директор Института прикладных информационных технологий и коммуникаций Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А.
Elena V. L'vova -
Postgraduate, Department of Applied Information Technologies, Yuri Gagarin State Technical University of Saratov
Olga A. Toropova -
PhD (Technical Sciences), Associate Professor, Head: Department Of Applied Information Technologies, Yuri Gagarin State Technical University of Saratov
Olga N. Dolinina -
Dr. Sci. Tech., Associate Professor, Director of the Institute of Applied Information Technologies & Communication Yuri Gagarin State Technical University of Saratov
Статья поступила в редакцию 20.02.20, принята к опубликованию 15.03.20
