電力系統諧波對繼電保護的影響

王眾澤

摘要：現如今，我國是經濟迅猛發展的新時期，電力行業在我國發展十分迅速，在電力系統當中，諧波主要指的是電流當中含有頻率為基波整數倍的電量。在近幾年的發展過程中，隨著中國電力行業的發展速度不斷加快，各種新型的電氣裝置以及設備不斷出現，非線性負荷在國民經濟和人們生產工作中應用越來越廣泛。因此，電網內部的諧波不斷上漲，對電力系統所產生的影響非常明顯。本文重點針對電力系統諧波對繼電保護所產生的影響進行了分析和研究，并且提出了相應的問題解決措施，有效保證了電力系統安全穩定工作和運行。

關鍵詞：電力系統;諧波;繼電保護;應對措施

引言

電力系統中諧波的存在，不僅降低了電力系統中的正弦波電壓質量，干擾電網的正常運行，而且給繼電保護的平穩工作帶來了很大的麻煩。在以往的電力系統建設中，由于所使用的設備比較單一，且線路結構相對簡單，因此電力系統中的諧波并沒有為人們所重視。近些年來，快速發展的電力電子技術，使得許多新的電氣設備得到推廣和應用，電力系統中的非線性負荷明顯增加，諧波問題也日益嚴重。

1電力系統中的諧波與繼電保護概述

所謂諧波主要是指在電流中含有的頻率為基波整數倍的電量，在非正弦周期性傅里葉級數分解后，基波頻率電流也會產生較大的電量。例如，在高壓直流電量傳輸的過程中，一旦電路系統出現短路故障，電力系統就會受到諧波帶來的影響，進而使電力設備受到損壞，同時很大程度將減短絕緣設備的使用壽命;一旦繼電保護設備或是相關裝置發生拒動，會對整個電力系統造成安全影響，最終引發嚴重的電力事故。因此，在電力系統運行中，需嚴格依據繼電保護原理和自動裝置的原理，控制諧波對電力系統產生的影響，確保電力系統的穩定運行。

2電力系統諧波對繼電保護的影響

2.1靜態機電設備

在電力系統中靜態機電設備的運用比較廣，因為靜態繼電器對于降低諧波的影響有一定的作用。靜態保護裝置包括固態繼電器和靜態繼電器，兩個交流電量的相位是微分比相器和積分比相器的比較，而在電氣設備運行中諧波會對比相器的正常運行產生影響。因此，在比較兩個電量時，如果其中一個具有諧波分量的條件就會切割諧波，但是因為電壓達不到預期電壓值，電壓就難以翻轉。而交流帶電已經轉化成方波，在微分電路上形成脈沖，如果此時系統受到諧波的影響，微分脈沖就會增加。在增加交流電的情況下，就容易出現保護裝置誤動作，使得靜態機電設備受到影響。

2.2電磁型機電設備

在運行中，整定值會受到諧波的影響，諧波含量就會在特定的范圍中，不會增加整定值誤差范圍。繼電保護裝置的基礎則就基波電壓以及電流整流，其動態作用之間的變化相對較小。而如果在繼電設備中存在諧波問題，并且出現動態問題，電壓繼電設備中的動作值就會在大于基波的整值，進而出現拒動的問題。而在實踐中，在空載變壓器的中也會出現一些諧波問題，在這個時候諧波分量就會給繼電器帶來一定的影響，進而導致其出現誤動等問題，導致斷路器跳閘的問題。而在電磁繼電器中其對于誤差的影響不高，如果諧波含量小于一定值，則繼電設備受到諧波的影響則相對較小;而如果諧波含量相對較大，諧波衰減速度則就相對較慢，這樣就會因為諧波影響導致電磁繼電器誤動問題，進而導致較為嚴重的系統事故與問題。

2.3防止諧波產生振蕩電壓

在電力系統內要降低諧波對繼電保護設備產生的影響，可從諧波本身出發進行改造，來預防諧波產生出振蕩電壓，并得到合理的控制，應從下列兩個關鍵點開展工作。（1）考慮諧波匹配參數的因素，從改變電力系統的抗容量或交感器的感抗性出發，來降低諧波的匹配參數。（2）采用增加阻尼的方式，來防止諧波振蕩電壓的出現。在實際操作中，通過對電力系統中的對地電容、交感器設備進行合理的應用，并將電力阻尼放置在電力交感器的三角組合處，以改善電壓互感體系。同時，需注意電阻上交感器的中性點不能與地面接觸，且需在電力交感器設備上加入某些滑諧器件或元構件，并保證這些元件都處于互感器的三角繞組處，才能將電力交感器與雙向可控硅相接觸，實現電壓在短接連接的同時達到瞬間斷續的效果。此外，依靠增加電力系統的回路值來改變諧波出現振蕩電壓的現象，通過采用阻尼的電阻與電力互感器進行消諧，從而可應對電力系統內出現多頻率諧波振蕩電壓的問題。因此，在電力系統實際運行中，將消除裝置安裝互感器的三角部位，此舉不但可以將多頻率諧振現象有效解決，同時十分利于電力系統的區分以及接地。

2.4應對電力系統諧波變形

在電力系統的供電運營工作中需要對機電防護裝置進行有效選擇，對機電防護裝置的速度、反應靈敏程度以及保護程度進行有效評價。在充分了解電力系統諧波惡化的情況下，要有效明確電流輸入過程中電壓波形所產生的形變原因，同時還需要使用電力系統的三次諧波來建立接地保護系統，防止電力系統由于諧波檢測疏漏而形成不良的諧波變形問題。除此之外，在有效使用變壓器設備時，需要對相關的差動保護問題加以考慮，同時有效運用電力系統的高磁性波涌出的二次諧波成分。通過兩次諧波制動的方法，對繼電器系統工作形成良好的防護作用，有效地避免電力系統繼電器產生錯誤、保護動作問題。從基礎上來防止系統回流產生的誤操作問題。在電力系統的諧波防護中，變壓器插動保護工作主要是運用速保、變流器、二次諧波來進行制動。對于高頻保護工作過程來講，需要將諧波比進行有效調整，保證高頻供電裝置的正常穩定工作和運行，在超高壓電網的高級防護過程中，通過輸入信號的方法來有效消除內部所產生的不良諧波問題，從而有效預防諧波對機電保護所產生的不良影響，進而在110kV負序震蕩閉鎖單元當中，通過降低諧波互動問題來保證機電保護裝置的順利穩定工作和運行。

2.5加強對繼電保護裝置的預防性檢修

預防性檢修的最短周期直接關系著繼電保護裝置的安全檢查，也是影響檢修周期的重要因素。因此，電力企業需要根據繼電保護裝置的實際使用情況，分析相關設備的使用和磨損情況，以便及時進行預防性維護。這種維護方式的優點是可以有效降低故障發生的可能性，降低其對繼電保護裝置的整體穩定性的影響。針對實際情況，電力企業在對繼電保護裝置進行預防性維護時，在檢查以后，需要迅速分析數據，并對存在風險的部位進行檢修。不同繼電保護裝置在不同條件下存在最短周期的差異，故而，電力企業在進行預防性檢修時，所采取的措施的頻次也有所不同。為此，檢修人員在實際的預防性檢修工作中，需要做到以下幾點：（1）在電力系統繼電保護裝置發生故障問題以后，檢修人員需要及時地對故障部位進行確定，并采取科學的處理措施;（2）檢修人員在進行繼電保護裝置的檢修工作時，需要注意保護自身的安全，在保障自身安全的基礎上進行檢修;（3）如果繼電保護裝置的故障問題較為復雜、較為嚴重，檢修人員需要馬上進行設備停機處理，以免對電力企業造成不可挽回的損失。

結語

近些年來，隨著電力電子設備在電力系統中得到大規模運用，供配電系統日趨復雜，對保證電力系統正常運行的繼電保護產生了極大的影響，諧波問題開始為人們重視。對于繼電保護本身而言，應盡量減少外界干擾。因此，對出現的故障和設備的不正常運行應及時處理，保證電力系統中的繼電保護能夠正常工作。

參考文獻

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