電力電子設備對配電系統繼電保護影響的研究

摘 要：隨著社會主義經濟的不斷發展，為了進一步滿足社會用電需求，電力企業逐漸加大了對智能化電網的建設與投入力度，在此過程中，一系列電力電子設備的運用，雖然能夠為提升電力系統運行的效率提供保障，但是也給繼電保護系統的運行帶來了一定的影響。因此為了確保實現電力系統的安全可靠運行，就需要針對電力電子設備所帶來的影響落實完善的應對措施。文章針對電力電子設備對配電系統繼電保護所帶來的影響進行了分析，并提出相應的解決對策。

關鍵詞：電力電子設備；配電系統；繼電保護；影響；對策

前言

在全面推進智能化電網建設進程的過程中，對于電力企業而言，為了進一步提升電能質量，并實現電網的安全可靠運行，就需要積極將一系列電力電子設備運用于供配電系統中，進而借助電子器件所具備的動作反應快速且敏捷的優勢特點，來提高電力系統運行的安全可靠性。然而，在實際踐行的過程中，電力電子設備的運用給配電系統繼電保護的正常運行帶來了一定影響，進而給電網的安全可靠且高效運行埋下了隱患。因此，針對該課題展開研究，能夠為實現有針對性解決措施的落實提供保障。

1 配電系統繼電保護所需具備的基本性能

在配電系統中，繼電保護需要具備如下基本性能：第一，可靠性。指的是要求繼電保護在不需要發生動作時，不會產生誤動作的問題，進而以較高可靠性的具備來確保配電系統的安全可靠運行。而在繼電保護裝置中，相應裝置的質量以及回路的連接等，都直接影響到了繼電保護的可靠性。第二，速動性。指的是在發生故障問題時，能夠快速地做出反應，實現故障的迅速切除，進而為降低故障問題所給設備帶來的損壞并確保電力系統的安全可靠運行奠定基礎。第三，靈敏性。指的是能夠在所保護的范圍內，針對故障或是不正常運行問題的發生，能夠敏銳地感覺到并迅速做出反應，進而將故障所帶來的影響進行有效控制。

2 電力電子設備給配電系統以及繼電保護所帶來的影響

2.1 對配電系統所帶來的影響

在電力系統中，電力電子設備的運用，會導致電壓電流的波形出現畸形現象，而這一畸形問題的發生則是因諧波的作用所致，所以，在電力系統中，電力電子設備的應用是產生諧波的主要源頭。而這一諧波的產生將直接影響到相應繼電保護的運行，基于高次諧波的傳遞下，使得公用電網中的元件隨之發生諧波損耗問題，銅損與鐵損的不斷增加致使設備在運行的過程中，出現噪聲與過熱的問題，進而嚴重影響到了設備運行的效率。與此同時，還能夠致使旋轉設備在高次諧波的作用下，產生相反方向的轉矩，進而形成一定的機械損傷，且相應熱耗隨之加大。此外，還會因并聯與串聯諧振的產生而使得諧波隨之擴大，最終很可能引發繼電保護系統失靈的問題，給電網的安全可靠運行埋下了極大的隱患。

2.2 對繼電保護系統所帶來的影響

2.2.1 基于配電系統下電流保護方法

主要為：第一，電流速斷保護。指的是在短路電流幅值增大的情況下，實現瞬時保護動作的發出，在實際運用的過程中，只能夠保護線路的一部分，并在運用的過程中表現出簡單可靠且反應敏捷迅速的優勢特點；而不足之處在于無法實現對全線路的保護，同時基于運行方式的不同，保護范圍也會隨之發生改變。第二，限時電流速斷保護。基于如上方式無法滿足對全線路的保護，所以可以一段帶時限動作保護的融入來彌補其所存在的不足，而這種方式就被稱之為限時電流速斷保護。要求能夠實現對線路全長的保護，且反應靈敏迅速，同時具備最小動作時限，能夠在下級線路發生短路故障時實現迅速切除且滿足實際之需。第三，定時限過流保護。是一種基于下級線路的遠后備保護方式，也是主保護拒動的近后備保護，同時，在過負荷時同樣能夠實現有效保護。通常是以過電流保護來實現的，在電流幅值超出最大負荷電流值時，則就會啟動電流來實現對線路的保護。

2.2.2 對繼電保護的影響

在配電系統中，由于采取的繼電保護類型不同，加上所安裝的位置存在差異性，所以電力電子設備所帶來的影響也就存在著一定的區別，而在實際運行的過程中，致使繼電保護發生誤動作甚至拒動問題的主要原因在于：第一，基于電器距離下，其與最大諧波距離較近；第二，在這一繼電保護裝置的安裝上，其位置與諧波放大的點較為接近，或是與諧波諧振條件較為接近；第三，在保護裝置上，相應的動作整定值小，嚴重小于相電流與相電壓；第四，在繼電保護裝置中，相應動作原理的選用以及元件的選擇等，對諧波十分敏感；第五，在這一系統中，存在著不平衡的基波負序電流等，同時還存在諧波電流，進而致使繼電保護出現誤動甚至是拒動的問題。

3 降低諧波對配電系統繼電保護影響的具體措施

針對電力電子設備對配電系統繼電保護所帶來的影響進行研究，表明產生這一影響的根源在于諧波的作用，電力電子設備的運用，會使得諧波隨之產生，因此，針對這一影像問題進行解決，主要是針對諧波落實相應的應對措施，進而降低諧波給繼電保護所帶來的影響。在實際運行的過程中，可采取的措施如下：

第一，采取一定的輔助措施，借助對配電系統中的一些裝置的利用，促使繼電保護能夠實現正確可靠動作的發出，以此來確保配電系統的安全可靠運行。具體而言，可借助相應的頻率測試儀，針對諧波頻率進行測試，進而實現對相應電壓與電流值的有效測量與比較；可借助濾波裝置的增加，避免輸入信號存在畸形問題；借助反應增量裝置的運用，以微分電路的融入來實現對突變量的反應，同時并不對穩態量進行反應；運用諧波閉鎖于各類保護中。

第二，針對繼電保護的整定值進行優化設置，進而促使繼電保護能夠發出可靠且正確的動作。隨著科學技術的不斷發展，在繼電保護故障檢測中，一系列先進技術與優化算法的誕生，不僅為故障檢測提供了技術支撐，同時，也為實現參數整定的高效且完善設置奠定了基礎。目前，可借助單片機的運用，取代原來大量使用繼電器的現象，進而也就簡化了接線，并確保了元件的穩定性，為確保繼電保護裝置實現及時可靠且靈活反應奠定了基礎，并為提高供電系統運行的安全可靠性提供了保障。

4 結束語

綜上，在電力系統中，配電系統運行的安全可靠與否直接影響到了電能的質量與電網的供電能力，而在實際運用電力電子設備的過程中，基于其給配電系統繼電保護所帶來的影響下，需要落實完善的應對措施。而通過對這一影響的分析表明，主要在于電力電子設備所產生的諧波，而要想實現對這一影響的有效控制，可借助一定輔助措施的落實或是優化繼電保護的整定值來實現。

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