浅谈电力系统谐波对继电保护的影响

张智平

摘　要:近年来ꎬ随着电力系统的快速发展ꎬ新型电力设备在继电保护中得到广泛的应用ꎬ电力系统中谐波问题受到人们的关注ꎮ要对电力系统谐波进行有效的监控ꎬ能够根据电力系统实际运行状况ꎬ强化继电保护理论研究ꎬ增强现场试验效果ꎬ能够对电力系统中谐波影响继电保护提出相应的建议ꎬ电力系统谐波将会影响到正常生产生活的安全性ꎮ

关键词:电力系统谐波ꎻ继电保护ꎻ影响　多新型的电气设备大量投入到了电力系统工作当中　当前ꎬ随着中国电力行业的整体发展速度不断加快ꎬ同时大ꎬ很量的非线性负荷存在于供电电网当中ꎮ供电系统在工作过程当中产生的谐波问题ꎬ会直接造成整个供电系统的稳定性下降ꎬ同时也影响人们的用电质量ꎮ在高压直流供电过程中ꎬ如果电力系统内部出现不良的短路问题ꎬ则谐波对电力系统所产生的影响ꎬ会直接造成各种电力设备出现故障ꎬ同时也会使机械设备的使用寿命缩短ꎮ当电力系统内部的机电保护设备和相关工作装置出现畸动的情况下ꎬ对整个电力供电安全性和稳定性会带来严重的影响ꎬ甚至有可能会造成更加严重的电力瘫痪事故ꎮ因此ꎬ在电力系统的实际工作过程中ꎬ必须要依照继电保护机器自动装置的工作原理ꎬ有效地控制谐波所产生的不良影响ꎬ保证供电网络的正常稳定工作和运行ꎮ

一、电力系统中的谐波与继电保护概述

所谓谐波主要是指在电流中含有的频率为基波整数倍的电量ꎬ在非正弦周期性傅里叶级数分解后ꎬ基波频率电流也会产生较大的电量ꎮ例如ꎬ在高压直流电量传输的过程中ꎬ一旦电路系统出现短路故障ꎬ电力系统就会受到谐波带来的影响ꎬ进而使电力设备受到损坏ꎬ同时很大程度上将减短绝缘设备的使用寿命ꎻ一旦继电保护设备或是相关装置发生拒动ꎬ会对整个电力系统造成安全影响ꎬ最终引发严重的电力事故ꎮ因此ꎬ在电力系统运行中ꎬ需严格依据继电保护原理和自动装置的原理ꎬ控制谐波对电力系统产生的影响ꎬ确保电力系统的稳定运行ꎮ

二(、电力系统谐波对继电保护的影响分析静态保护下的继电器会进行无机械运行一)静态继电器

ꎮ继电保护装置能够有效地将谐波进行分离去除ꎮ交流电路在微分比相器的应用上受到谐波分量的影响ꎮ同时根据比相器在正负极周性相比ꎬ相同的电量会导致不同的谐波分量ꎮ利用方波将电压进行控制ꎬ再触发器上造成拒动保护ꎮ电力系统中消除谐波的方法有很多ꎮ要限制震荡电压的产生ꎮ根据谐波参数ꎬ改善电网对互感器的感抗效果ꎮ采用零序回路的方法对谐波进行限制ꎮ电网对地电容效果也会在中性不接地的情况下制定限制条件ꎮ在中性点处经过消弧线圈处接地ꎻ在互感器高压侧中性点经电阻接地或者经大电容接地ꎮ在互感器上设置谐波消除装置ꎬ并且要阻断触发器电压双向控制ꎬ这样保证电压互感器能够在瞬间完成谐波消除ꎮ同时在双向控制中谐振回路阻尼将会根据自身的零序电阻调整进行谐波振动的释放ꎮ外接阻尼电阻为零的时候ꎬ不能够影响到继电器的运行ꎬ同时要时刻关注谐波分量的产生ꎮ继电保护装置能够多元化进行谐波的控制解决ꎮ并且不会影响到电力系统的正常运行ꎮ及时地检测谐波ꎬ消除谐波影响ꎬ对于提升电力系统运行效果具有重要的影响(ꎮ

在运行中二)电磁型机电设备

ꎬ整定值会受到谐波的影响ꎬ谐波含量就会在特定的范围中ꎬ不会增加整定值误差范围ꎮ继电保护装置的基础则是基波电压以及电流整流ꎬ其动态作用之间的变化相对较小ꎮ而如果在继电设备中存在谐波问题ꎬ并且出现动态问题ꎬ电压机电设备中的动作值就会在大于基波的作整值ꎬ进而出现拒动的问题ꎮ而在实践中ꎬ在空载变压器的切头中

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也会出现一些谐波问题ꎬ在这个时候谐波分量就会给继电器带来一定的影响ꎬ进而导致其出现误动等问题ꎬ导致断路器跳闸的问题(在电力系统出现故障时才能激发系统的继电保护功能三)针对整流型继电设备与距离保护的影响

ꎮ

ꎬ通过继电器的保护有效地将故障排除在外ꎬ来保证电力系统的正常运行ꎮ当电力系统出现障碍时ꎬ基波的阻抗值以及误动值比较大ꎬ谐波便会产生较大的电流分量ꎬ而出现过多的滤波阻碍电力系统中继电器设备发挥其保护作用ꎬ若滤波处理不及时ꎬ不仅会导致继电设备出现误动ꎬ还可能产生误操作的状况ꎮ电力系统相关数据表明ꎬ当谐波在小于５％的情况下对继电保护设备的影响较弱ꎻ因此ꎬ谐波含量低ꎬ才能确保继电保护系统的正常运作ꎮ但在电力系统实际运行中ꎬ由于各种因素的影响ꎬ从而导致谐波的含量常高于５％ꎬ因此ꎬ谐波对继电保护设备中的整流型系统与距离保护系统的影响往往较大ꎬ在电流内存在谐波的情况下ꎬ三相谐波有着不相同等特点以及不对称特点ꎬ若在电力系统继电保护设备附近设有并联电容器ꎬ就会对谐波进行放大ꎬ进而使滤波装置产生更大的谐波ꎬ使电流脉动巨大变化ꎬ导致继电保护对电力系统产生错误的操作(ꎮ

就一般情况来讲四)在感应型继电器中谐波造成的负面影响分析

ꎬ感应型继电器中的可动部分具有比较大的惯性ꎬ所以通常动作的速度都相对不快ꎬ因而受到的谐波转矩影响也不太大ꎮ这一类的继电器在受到磁场作用之后ꎬ其圆筒或者圆盘就会有感应电流产生ꎬ而这种感应电流在与另外一种磁场进行相互作用后就会产生能够推动圆筒和圆盘转动的电磁转矩ꎮ通过对电流频率的增加以及各次谐波电流产生转矩的研究实验表明ꎬ其产生的转矩是可正可负的ꎬ在这样的情况之下继电器产生拒动或者误动都是极有可能的ꎬ而这个后果会依据谐波分量的有效值和各同次频率谐波间的相位差来决定ꎮ

三、结语

电子系统谐波对继电保护产生的负面影响是比较大的ꎬ相关部门及技术人员应予以高度重视并致力于采取措施解决这个问题ꎮ在电力系统未来的发展中ꎬ谐波问题将会成为一个比较明显的障碍ꎬ只有不断与时俱进ꎬ加强对这个问题的研究并发展相关技术措施ꎬ重点关注受谐波影响较大的继电保护设备ꎬ才能促使电力系统的发展更加安全ꎮ

参考文献[１]试[２]ꎬ２０１８(１９):１０７白汗.:

探究电力系统谐波对继电保护的影响－[Ｊ].电子测面临的若干问题张旭泽ꎬ郑永康１０８.

９０[Ｊ].ꎬ康小宁电力ꎬ系等统.智能变电站继电保护系统所保护与控制ꎬ２０１８ꎬ４６(６):[３]－９６.

统故障分析与保护综述宋国兵ꎬ陶然ꎬ李斌ꎬ等.含大规模电力电子装备的电力系２－１２.

[Ｊ].电力系统自动化ꎬ２０１７ꎬ４１(１２):作者简介:

张智平ꎬ国网南京供电公司ꎮ