電力系統(tǒng)諧波對繼電保護(hù)的影響

王迎新

摘要：隨著電力工程的發(fā)展，電力行業(yè)中新型電氣設(shè)備裝置的應(yīng)用，非線性負(fù)荷在人民生產(chǎn)生活中和企業(yè)發(fā)展中得到廣泛的應(yīng)用。因此，電網(wǎng)系統(tǒng)的諧波也隨之不斷地增，增加了其對電網(wǎng)系統(tǒng)帶來的影響。而隨著繼電保護(hù)設(shè)備在電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時能及時對故障及進(jìn)行排除，讓系統(tǒng)始終處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)諧波;繼電保護(hù);影響

引言

在電力系統(tǒng)中諧波有非常嚴(yán)重的危害，是電力系統(tǒng)的一種污染因素。而電子設(shè)備的大力推廣使得非線性負(fù)荷影響著電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，電力系統(tǒng)諧波問題日益嚴(yán)重。諧波會降低電壓正弦波的質(zhì)量，并影響電網(wǎng)的正常運(yùn)作。因此，必須要運(yùn)用多種措施來降低電力系統(tǒng)諧波帶來的負(fù)面影響，把握電力系統(tǒng)諧波對繼電保護(hù)的影響和重要意義。

1電力系統(tǒng)諧波對繼電保護(hù)的影響

1.1靜態(tài)機(jī)電設(shè)備

在電力系統(tǒng)中靜態(tài)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)用比較廣，因為靜態(tài)繼電器對于降低諧波的影響有一定的作用。靜態(tài)保護(hù)裝置包括固態(tài)繼電器和靜態(tài)繼電器，兩個交流電量的相位比較比較是微分比相器和積分比相器的比較，而在電器設(shè)備運(yùn)行中諧波會對比相器的正常運(yùn)行產(chǎn)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方波，但是因為電壓達(dá)不到預(yù)期電壓值，電壓就難以翻轉(zhuǎn)。而兩個交流帶電已經(jīng)轉(zhuǎn)化成方波，在微分電路上形成脈沖，如果此時系統(tǒng)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(xiàn)保護(hù)裝置誤動作，使得靜態(tài)機(jī)電設(shè)備受到影響。

1.2整流型機(jī)電設(shè)備

以整流輸入交流電或幾個交流量最終整流而成的就是整流型機(jī)電設(shè)備，而其繼電器的動作原理是電流信號和動作判斷。如果某個電阻器擁有兩個電氣量的環(huán)形整流比相器，此時電流回路中出現(xiàn)諧波，其動作路徑就會改變，出現(xiàn)一個規(guī)則的圓弧，而諧波量的增加也使得曲線上的凹凸點(diǎn)更加復(fù)雜。因此，在整流型機(jī)電設(shè)備中出現(xiàn)諧波，電流回路中含有諧波分量電流，就會增加整流比相器輸出量的交流分量，并對繼電器的工作路徑產(chǎn)生影響。

1.3電磁型機(jī)電設(shè)備

雖然整定值會受到諧波的影響，但是如果諧波含量在一定的范圍內(nèi)，就不會增加整定值的誤差。繼電保護(hù)裝置的基礎(chǔ)就是基波電壓或者電流整流，其動態(tài)作用的變化不會太大。但是如果繼電設(shè)備中出現(xiàn)了諧波，并發(fā)生誤動，在電壓機(jī)電設(shè)備中其動作值就會因為高于基波的整值而產(chǎn)生拒動。當(dāng)然，也有可能是空載變壓器的切頭中出現(xiàn)諧波，此時在諧波分量的影響下繼電器也有可能產(chǎn)生誤動，造成斷路器跳閘的情形。因為電磁型繼電器對定值誤差的要求不高，所以如果諧波含量不超過10，其受到諧波的影響就比較小。但是如果諧波含量比較大，而且各次諧波衰減比較慢，出現(xiàn)電磁型繼電器誤動就會造成嚴(yán)重的系統(tǒng)事故。

1.4感應(yīng)型機(jī)電設(shè)備

在感應(yīng)型繼電保護(hù)裝置中，其動作速度慢、慣性大，這樣就削弱了諧波的影響，使得諧波轉(zhuǎn)矩的作用變小，對感應(yīng)型機(jī)電設(shè)備的影響小。但是如果因為磁場作用繼電器圓盤或圓筒中產(chǎn)生了電流，而另一個磁場的作用產(chǎn)生了電磁轉(zhuǎn)矩，此時在電磁轉(zhuǎn)矩的影響下圓盤或圓筒就會發(fā)生旋轉(zhuǎn)。如果此時輸入一定頻率，在畸變電流諧波分量的影響下繼電設(shè)備中的磁盤會出現(xiàn)附加轉(zhuǎn)矩，當(dāng)轉(zhuǎn)矩與電流諧波分量和基波分量等轉(zhuǎn)矩的和相等時，繼電器的靈敏度就會降低。而且諧波分量包括整數(shù)和負(fù)數(shù)，繼電保護(hù)裝置中就可能出現(xiàn)誤動或拒動的情形。如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)了諧波，三相諧波不相等也不對稱，負(fù)序濾波器就會加大諧波輸出，放大裂相回路對諧波的作用，增加整流出的直流脈動，出現(xiàn)保護(hù)誤啟動。

2諧波對繼電保護(hù)造成影響的有效應(yīng)對措施

為了確保電力系統(tǒng)在輸電、供電過程中的安全性和穩(wěn)定性，在解決諧波帶來影響的同時，保障其他電器設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行、安全運(yùn)行狀態(tài)。隨著電網(wǎng)線路長期的運(yùn)行，常面臨著需要更換電氣設(shè)備，因此諧波的出現(xiàn)是不可避免的問題，所以在電力系統(tǒng)輸電、供電的過程中，圍繞諧波為繼電保護(hù)裝置帶來的影響，在加強(qiáng)繼電保護(hù)性能的同時，采取針對性的應(yīng)對措施，從而改善諧波，確保繼電保護(hù)裝置在電力系統(tǒng)能有效發(fā)揮其保護(hù)作用。

2.1防止諧波產(chǎn)生振蕩電壓

在電力系統(tǒng)內(nèi)要降低諧波對繼電保護(hù)設(shè)備產(chǎn)生的影響，可從諧波本身出發(fā)進(jìn)行改造，來預(yù)防諧波產(chǎn)生出振蕩電壓，并得到合理的控制，應(yīng)從下列兩個關(guān)鍵點(diǎn)開展工作。（1）考慮諧波匹配振參數(shù)的因素，從改變電力系統(tǒng)的抗容量或交感器的感抗性出發(fā)，來降低諧波的匹配參數(shù)。（2）采用增加阻尼的方式，來防止諧波振蕩電壓的出現(xiàn)。在實(shí)際操作中，通過對電力系統(tǒng)中的對地電容、交感器設(shè)備進(jìn)行合理的應(yīng)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(diǎn)不能與地面接觸，且需在電力交感器設(shè)備上加入某些滑諧器件或元部構(gòu)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(shí)現(xiàn)電壓在短接連接的同時達(dá)到瞬間斷續(xù)的效果。此外，依靠增加電力系統(tǒng)的回路值來改變諧波出現(xiàn)振蕩電壓的現(xiàn)象，通過采用阻尼的電阻與電力互感器進(jìn)行消諧，從而可應(yīng)對電力系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)多頻率諧波振蕩電壓的問題。因此，在電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中，將消協(xié)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(xiàn)象有效解決，同時十分利于電力系統(tǒng)的區(qū)分以及斜振接地。

2.2對諧波波形的改變有效抑制

電力系統(tǒng)輸電、供電運(yùn)行過程中，可對諧波利用繼電保護(hù)裝置抑制其波形出現(xiàn)改變的狀態(tài)，此種方式的原理是利用繼電保護(hù)裝置自身具備的靈動性、快速性，自己選擇性開展可觀的評判，為了抑制電力系統(tǒng)內(nèi)諧波波形發(fā)生變化，主要從以下兩方面出發(fā)。（1）詳細(xì)了解諧波的指標(biāo)情況。例如電壓的實(shí)際波形、電流、電量出現(xiàn)畸變的原因，同時在這一基礎(chǔ)上對定子接地系統(tǒng)使用三次諧波的形式進(jìn)行搭建，進(jìn)一步防止因基波檢測疏忽而造成的諧波波形畸變現(xiàn)象。（2）在充分利用變壓設(shè)備相關(guān)差動保護(hù)的同時，使用高次諧波流中2次諧波，在充分應(yīng)用變壓設(shè)備保護(hù)的基礎(chǔ)上，由2次諧波來帶動差動繼電器，從而降低繼電保護(hù)設(shè)備出現(xiàn)失誤性操作的概率，避免機(jī)電設(shè)備受到涌流誤操作而帶來的損壞。與此同時，采用增量型的元件，可以適當(dāng)避免及改善負(fù)序諧波和穩(wěn)態(tài)諧波帶來的影響。

結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對電力的需求量在逐漸增加，并提出了更高的要求。但是在電力系統(tǒng)運(yùn)行中經(jīng)常會出現(xiàn)諧波，影響著繼電保護(hù)的正常運(yùn)行，也降低了電壓正弦波的質(zhì)量，嚴(yán)重制約了電網(wǎng)的正常運(yùn)作。因此，在電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中，要認(rèn)識到中電力系統(tǒng)諧波對繼電保護(hù)的負(fù)面影響，在這樣的基礎(chǔ)上采取有效的對策降低其對繼電保護(hù)的干擾，為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行提供保障。同時也要采取有效的措施保證電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的正常運(yùn)行，減少電力系統(tǒng)中的諧波，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展提供保障。

參考文獻(xiàn)

[1]封穎.電力系統(tǒng)諧波對繼電保護(hù)的影響[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（10）：169.

[2]孔海波，石慶喜，馮德品.電力系統(tǒng)諧波對繼電保護(hù)的影響探究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（20）：182-183.

[3]楊蜀.電力系統(tǒng)諧波對繼電保護(hù)的影響分析及應(yīng)對措施[J].機(jī)電信息，2019（21）：24-25.

[4]程麗.電力系統(tǒng)諧波對繼電保護(hù)的影響研究[J].中國新通信，2019，19（01）：97.

[5]郭冰，王維川.電力系統(tǒng)中諧波對繼電保護(hù)的影響[J].經(jīng)營管理者，2018（03）：343-344.

[6]韓繼行，殷福興.淺談電力系統(tǒng)諧波對繼電保護(hù)的影響[J].工程技術(shù)（全文版），2019（12）：155.