電力系統(tǒng)諧波對繼電保護的影響分析

戴霞玲

摘要：現(xiàn)如今，隨著電力行業(yè)的快速發(fā)展，各種新型的電器裝置以及設(shè)備不斷出現(xiàn)，非線性負荷在國民經(jīng)濟和人們生產(chǎn)工作中應用越來越廣泛。因此，電網(wǎng)內(nèi)部的諧波量不斷上漲，對電力系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響非常明顯。基于此，重點針對電力系統(tǒng)諧波對繼電保護所產(chǎn)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(tǒng)安全穩(wěn)定工作和運行。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)諧波;繼電保護;影響

引言

當前我國的電力系統(tǒng)正在朝著更快更好的方向發(fā)展著，新型電氣設(shè)備的應用讓電力系統(tǒng)呈現(xiàn)出嶄新的發(fā)展局面。在當前的社會生活中，電網(wǎng)也與非線性負荷相互接軌。但是問題也隨之出現(xiàn)，也就是說在電網(wǎng)運行的過程中，受到負荷的影響而造成諧波的出現(xiàn)，影響到電網(wǎng)的正常工作。電氣設(shè)備也就會隨之出現(xiàn)非正常運轉(zhuǎn)，電力系統(tǒng)造成短路的現(xiàn)象十分常見。輕則造成電力設(shè)備受到損害，重則引發(fā)安全事故的發(fā)生，設(shè)備的使用壽命也就因此不能得到保障。本文主要針對這一影響性的因素進行分析，希望相關(guān)人士予以采納。

1 電力系統(tǒng)諧波對繼電保護的影響

諧波的出現(xiàn)會對整個的電網(wǎng)質(zhì)量以及電力設(shè)備和弱電系統(tǒng)的正常運行造成一定的干擾，對繼電保護的影響更是不容忽視，具體體現(xiàn)為：

1.1 保護繼電器和遠程整流設(shè)備的諧波影響

在電力系統(tǒng)故障的情況下，如果存在諧波電流，則阻抗值與基波阻抗值之間的誤差將更大。由于電流中的諧波分量相對較大，如果沒有及時采取有效的對策進行濾波，則容易引起中繼裝置的故障或故障。根據(jù)調(diào)查，當電力系統(tǒng)中的諧波含量小于5時，諧波對繼電保護裝置影響不大。但事實并非如此。在許多電力系統(tǒng)，諧波含量超過5，這意味著受諧波影響電力系統(tǒng)的諧波保護也有接力隊的整風有一定療效。例如，當實際諧波電流和諧波AC系統(tǒng)的功率是不對稱和對稱，可以產(chǎn)生一個負序和在過濾器裝置中的諧波放大到放大在環(huán)路除法大量諧波的階段。這導致DC脈沖變得更嚴重，這可能導致繼電保護裝置的誤啟動或故障。

1.2 諧波對繼電器和自動裝置的影響

當一定量的諧波存在繼電設(shè)備中的電流時，則在基波整定條件下，電磁繼電設(shè)備可在諧波作用下進行啟動，但是，當繼電設(shè)備接入到諧波電壓之后，便會導致正誤差的出現(xiàn)，從而極易因此引發(fā)低壓繼電設(shè)備出現(xiàn)誤動作。通常來講，對于電磁繼電設(shè)備來講，其動作速度較為緩慢，并且對定制誤差的要求也較為寬泛。其中，當諧波含量小于10時，電磁繼電設(shè)備不會因諧波出現(xiàn)過大的影響。但是，需要注意的是，如諧波含量較大，并且諧波的衰減速度比較慢的情況下，電磁繼電設(shè)備便會有較大概率出現(xiàn)誤動作和無啟動等問題，從而引發(fā)電力系統(tǒng)出現(xiàn)相應的故障，影響電力系統(tǒng)的正常工作。

1.3 諧波對負序量啟動元件的影響

通常來講，繼電保護裝置主要以電網(wǎng)中負序電流增量作為啟動量，同時包括線路主保護與變壓設(shè)備主保護。對于此種形式的繼電保護裝置，如果電力系統(tǒng)中存在諧波，則會對其工作狀態(tài)有著較大程度的干擾，并且保護回路中一旦進入畸形電流或電壓，則必然會導致誤啟動或誤操作情況的出現(xiàn)。

1.4 對感應型繼電器的影響

如果將感應型繼電器放置在磁場中，那么其中的圓筒便會受感應電流影響，感應電流也會與設(shè)備另一磁場發(fā)生作用，引起電磁轉(zhuǎn)矩，圓筒也將隨之變動，繼電器能夠變動的部分有很大慣性，速度卻很緩慢，即便有諧波轉(zhuǎn)矩，其所帶來的影響也很小，這與畸變電流有一定關(guān)系。再加上，諧波電流分量中存在正負兩種轉(zhuǎn)矩，繼電器也會因此發(fā)生誤動作。受到諧波影響的繼電器，會將促使零點數(shù)目上升，導致繼電器實際工作時間遠遠低于規(guī)定時間，伴隨著完整波的增多，繼電器也會發(fā)生很多錯誤，因此，在設(shè)計中一定要在重視這一內(nèi)容。

2 電力系統(tǒng)諧波對繼電保護影響的控制對策

2.1 限制諧波振蕩期間的電壓產(chǎn)生

主要有兩種方法：第一種是避免HW振動參數(shù)的重合。您必須將網(wǎng)絡的電感更改為接地電容或變壓器。其次，為了限制HW振動的產(chǎn)生和發(fā)展，必須在零序循環(huán)中增加電阻。具體設(shè)計方法是：使用電容式電壓互感器或選擇好的電磁式電壓互感器;增加網(wǎng)絡對地的電容;將諧波消除裝置或阻尼電阻連接到變壓器的開口三角形繞組端口;變壓器高壓側(cè)的中性點通過大電容接地，或通過電阻接地，變壓器的中性點不接地，消弧線圈它在網(wǎng)絡的中性點接地。

2.2 改善電力系統(tǒng)

通過改進裝置，例如相應的過濾裝置的安裝和控制裝置的改進，可以有效地抑制諧波在繼電器保護中的影響，這可以從根本上減輕諧波的污染。電網(wǎng)。此外，還可以增加諧波分析和監(jiān)測裝置，建立電網(wǎng)諧波監(jiān)測系統(tǒng)，以監(jiān)測諧波分布。此外，還可以應用在具有較高諧波含量的系統(tǒng)中操作的繼電保護裝置并改善監(jiān)控，這從根本上增加了抗干擾水平。

2.3 優(yōu)化繼電保護系統(tǒng)部署

從優(yōu)化繼電保護裝置和系統(tǒng)著手也不失為一種有效途徑，因此建議在設(shè)計或選擇繼電保護裝置時，必須將系統(tǒng)諧波影響納入考慮范疇，盡量不使用易受諧波影響的電氣元件或工作原理，如弱電繼電器、過零點檢測、比相器等;針對變壓器差動保護，可基于二次諧波改善繼電器的抗干擾能力，但考慮到存在感抗與容抗，則要確保固有頻率與高頻率帶保持一定的安全距離，以此消除諧振過電壓對繼電器的影響;若為高頻保護，建議將半波比相設(shè)置為全波比相和正、負均比相，也可以為其加設(shè)諧波閉鎖，以此確保高頻裝置正常使用[3];同時加大對繼電保護裝置靈敏度、選擇性、速動性等性能的檢驗和評價，以便于及時發(fā)現(xiàn)缺陷并有效補救，進而提高繼電保護系統(tǒng)對諧波的抵御水平。

2.4 加強電力系統(tǒng)諧波防護

切實做好系統(tǒng)諧波防護工作也有助于降低諧波對繼電保護的不利影響，如針對可生成諧波的設(shè)備，應在設(shè)計環(huán)節(jié)為其電源增設(shè)功率因數(shù)調(diào)節(jié)裝置，以便在根本上緩解諧波污染;為避免電力設(shè)備之間出現(xiàn)相互干擾，可結(jié)合安裝諧波治理和補償裝置，一來促進設(shè)備穩(wěn)定運行，改善系統(tǒng)功率因數(shù)，二來降低諧波影響，減少電能損失;也可以充分發(fā)揮濾波器的功能優(yōu)勢，如借助有源濾波器生成與諧波大小相等、方向相反的諧波電流，以此消除諧波干擾;再如借助無源濾波器的特殊構(gòu)造形成低阻抗回路，以此吸收與其頻率相匹配的諧波，進而弱化諧波;但在實際運用中兩者均有一定的局限性，故要立足實際予以合理選擇;此外，采用符合要求的增量型元件，也有助于緩解穩(wěn)態(tài)諧波、負序等對電力系統(tǒng)的影響。

結(jié)束語

綜上所述，在電力系統(tǒng)的供電工作中，相關(guān)供電單位需要對系統(tǒng)諧波產(chǎn)生的影響加以充分的重視。重點針對諧波對繼電保護所產(chǎn)生的影響進行合理的控制。除此之外，在電力系統(tǒng)的供電過程中，諧波問題還會造成電壓、電流以及阻抗等方面的問題。因此，針對繼電保護工作，必須要有效預防受到外部環(huán)境因素的影響，對繼電保護裝置存在的各種異常問題有效解決，最大限度地提高供電工作的質(zhì)量和效率。

參考文獻：

[1]朱文慧.電力系統(tǒng)諧波對繼電保護的影響分析及應對措施[J].無線互聯(lián)科技，2018，15（20）：7-8.

[2]趙建武，吳欣.淺談電力系統(tǒng)諧波對繼電保護的影響與應對[J].黑龍江科技信息，2012（28）：64.