Трехфазная мгновенная мощность линии как представительный сигнал при анализе энергетической эффективности и диагностике неисправности электрооборудования

Анализ энергетической эффективности и исправности функционирования действующих электроприемников с несинусоидальными, несимметричными и резкопеременными токами нагрузки должен базироваться на исходных данных измерений мгновенных значений трехфазных токов и напряжений, а также последующих расчетах и оценках мощностей, колебаний токов, напряжений и мощностей, показателей качества электроэнергии и т.п. При этом часто используются приемы представления процессов на составляющих прямой, обратной и нулевой последовательностей на основной частоте и частотах высших гармоник.

Современные измерительно-вычислительные приборы, оснащенные со-ответствующим программным обеспечением, приспособлены для длительного мониторинга процессов и выдачи для просмотра и анализа, как осциллограмм, так и результатов расчета всех желаемых пользователем переменных. Такими возможностями, например, обладает применяемый авторами многоканальный цифровой осциллограф — анализатор «НЕВА — ИПЭ» [1, 2].

Широкие возможности современных анализаторов позволяют привлечь для анализа эффективности работы и диагностики неисправностей исследуемых электроприемников представительный и имеющий энергетическое содержание сигнал трехфазной мгновенной мощности цепи p3ф(t):

,(1)

который может быть рассчитан в темпе выполнения измерений фазных токов и напряжений. В (1) предполагается, что фазные напряжения ua(t), ub(t) и uc(t), измерены относительно нейтрального провода четырехпроводной линии или относительно земли в трехпроводной линии.

В цепях с симметриной и линейной нагрузкой мгновенные фазные мощности pa,b,c(t) имеют одинаковые постоянные и сдвинутые на 120 эл. градусов переменные составляющие с двойной промышленной частотой. Поэтому мощность p3ф(t) является практически постоянной величиной, точнее медленно изменяющейся вследствие неизбежной нестабильности активной нагрузки. Любые отклонения от этих идеальных условий, что реально и происходит на практике, вызывают появление в мощности p3ф(t) переменных составляющих, свидетельствующих о неуравновешенности системы, вызванной высшими гармониками, несимметрией гармоник (включая первую и нулевую составляющие), быстрыми изменениями токов и напряжений под влиянием различного рода помех. Анализ формы мгновенной мощности p3ф(t) и ее спектрального состава может дать важную информацию об объекте исследования.

Мгновенная мощность p3ф(t) на выбранном цикле усреднения (обработ�