Electrical Power Systems Quality by Roger C. Dugan, Mark F. McGranaghan, Surya Santoso, H. Wayne Beaty («Качество электроэнергии в электрических системах» Р. Дуган, М. Макгранахан, С. Сантосо, Х. Бити)

Несмотря на то, что книга не претерпела больших изменений с 2002 года, даты предыдущего издания, она всё ещё остаётся весьма актуальной и достаточно полной по сравнению с другой литературой, которую мне удалось прочитать по этой тематике.

Книга достаточно толстая (580 страниц) и может быть использована не только как основательный учебник, но и как справочник. Дуган и Макгранахан активно работали в проектах по изучению гармоник ещё с середины 70-х годов прошлого века, и, как видно из книги они обладают обширным опытом и знаниями, которыми они обильно делятся со своими читателями.

Учебник очень хорошо структурирован, материал подаётся очень последовательно, и хотя в книге достаточно много графиков и формул, авторы не увлекаются теорией и в основном ориентируются на инженеров-практиков. После определений и теоретической части идёт подробное описание источников, влияющих на ухудшение качества электроэнергии, а затем идут главы, в которых описываются способы по смягчению их воздействия. Радует то, что авторы много внимания уделяют энергосистеме в целом, что выгодно отличает их от других книг, которые в основном описывают систему с точки зрения потребителей. Стоит отметить и главу 8, в которой излагается система учёта электроэнергии США, приводятся примеры контрактов и страховок.

И всё же самое большое впечатление, которое практически полностью опрокинуло мои институтские познания, на меня произвело определение активной, реактивной и полной мощности, которые объясняются в этой книге.

Из курса теоретических основ электротехники мы помним, что активная (Р), реактивная (Q) и полная (S) мощности соотносятся друг с другом по формуле:

 И графически это можно изобразить следующим образом:

Однако это справедливо, только если мы имеем правильные синусоиды по току и напряжению и не учитываем гармоники.

При наличии нелинейных искажений (гармоник), вводится понятие Мощности нелинейных искажений (D). Таким образом, вышеуказанная формула будет выглядеть следующим образом:

И графически это тоже будет выглядеть иначе:

Коэффициент мощности (PF), о котором мы знаем, относится к синусоиде на частоте сети (50Гц) и учитывает угол между током и напряжением только на этой частоте (частоте первой гармоники):

Коэффициент мощности, который учитывает всю активную энергию, включая и основную частоту, и частоту гармоники, называется Истинным коэффициентом мощности. Современные анализаторы Качества электроэнергии измеряют как обычный коэффициент мощности, так и истинный коэффициент мощности.

В книге приводится пример расчёта для привода с регулируемой скорость вращения вала и с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Так вот, при учёте обычного коэффициента мощности получается, что он почти равен единице, тогда как истинный коэффициент мощности равен от 0.5 до 0.6. При этом анализаторы качества электроэнергии могут посчитать этот коэффициент и в денежном отношении.

 
В целом мне книга очень понравилась, узнал для себя много полезного и думаю, что она будет весьма полезной многим моим коллегам.