Анализ высших гармоник напряжения на ранней стадии развития однофазных замыканий на землю в распределительных электрических сетях

Цель - оценка возможности использования высших гармоник фазных напряжений в качестве средства для выявления однофазных замыканий на ранних стадиях их развития. В работе проведено исследование осциллограмм аварийных событий в распределительных сетях среднего напряжения Калининградской области. Осциллограммы получены с помощью автоматических пунктов секционирования воздушных линий (реклоузеров) за период с 2018 по 2023 г.

На основе результатов анализа впервые показано, что устойчивый рост коэффициента третьей гармоники напряжения начинается за несколько периодов промышленной частоты до возникновения однофазного замыкания на землю. В ходе исследований выявлено, что уже за 200 мс до момента возникновения повреждения более чем в половине случаев происходит превышение коэффициентом третьей гармоники фазного напряжения значения, допустимого по стандарту качества электроэнергии. Начиная с 110 мс количество таких превышений достигает 75%. Выявленная закономерность может быть использована при совершенствовании защит от однофазных замыканий на землю и систем автоматического восстановления сети. Повышение третьей гармоники фазного напряжения может служить одним из ранних признаков формирования однофазного повреждения изоляции электросетевого оборудования и использоваться для превентивного запуска алгоритмов расчета локализации поврежденных участков сети в рамках построения адаптивных защит от однофазных замыканий на землю.