Оценка и учет частотных характеристик трансформаторов напряжения при контроле показателей несинусоидальности напряжения

Abstract

Несинусоидальность напряжения неблагоприятно влияет на энергетические показатели работы силового электрооборудования, сокращает срок его службы, снижает надежность функционирования электрических сетей и приводит к сбоям в работе систем релейной защиты и автоматики (РЗА), телемеханики и связи. Соблюдение установленных в ГОСТ 13109-97 требований к содержанию гармонических составляющих напряжения позволяет исключить или значительно уменьшить указанное отрицательное воздействие. При этом одним из основных условий поддержания качества электроэнергии (КЭ) в рамках нормированных значений является обеспечение достоверности результатов контроля и анализа КЭ. Проблема достоверности результатов контроля и анализа КЭ в части несинусоидальности напряжения наиболее актуальна для электрических сетей выше 1 кВ, где, кроме самих средств контроля КЭ, необходимо применять измерительные масштабные преобразователи напряжения, как правило, транс форматоры напряжения (ТН), частотные характеристики которых не нормируются. В частности, недостаточно исследованы амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) и гармонические искажения напряжения, возникающие на выходе ТН из-за нелинейности кривой намагничивания магнитопровода, необходимые при контроле показателей несинусоидальности напряжения. В связи с широким применением методик выявления источников несинусоидальности напряжения, базирующихся на анализе потоков мощности искажения или определении угла между искажающим током и напряжением в узле, становится актуальной проблема нормирования и исследования фазо-частотных характеристик (ФЧХ) ТН, влияющих на результаты измерений фаз n-ых гармонических составляющих напряжения. Одним из путей решения рассматриваемой проблемы является организация периодического контроля частотных характеристик находящихся в эксплуатации ТН и их учета при контроле и анализе КЭ. Исследования в этой области уже ведутся в крупнейших научных организациях, в частности, России (УГТУ-УПИ, ПГУ), Германии (TU Dresden), Норвегии (SINTEF) и Польши (GUT). Однако до настоящего времени отсутствовали методы и средства, позволяющие эффективно решить такую задачу.