電力系統諧波對繼電保護的影響研究

李志峰

摘 要：在電力行業快速發展的情況下，高新繼電保護設備在現代化的電力設備中得到了廣泛的應用。電力系統中諧波的產生將給電力系統及其繼電保護系統產生明顯的影響，嚴重的導致設備故障或破壞，影響人們正常生活的安全。這個問題已經引起了人們的關注。為了及時準確的監測到電力系統的諧波，我們要根據電力系統的具體情況，采用先進的穩定的繼電保護設備，加強工作過程監測技術投入，增強現場監測和試驗的效果。

關鍵詞：電力系統；諧波；繼電保護；影響；研究

1 電力諧波和繼電保護相關論述

1.1 電力系統諧波的定義和性能

諧波一般是指周期性電量在正弦方向上的一個分量。諧波的頻率是基波的頻率的整數倍，所以說非基頻率整數上的分量就可以稱為諧波。諧波的頻率不同，其性能和影響也存在較大的差異。當非線性負載連接到電力系統時，電壓或電流的變化會產生頻率更高的諧波，諧波的頻率越高對電力系統產生的影響也是越大。諧波對電力系統的安全運行有著非常重要的負面作用，控制和減少諧波的產生是電力企業必需要面對和解決的問題。

1.2 繼電保護應用分析

當變壓器和其他電氣設備發生故障時，電力系統需要自動接通繼電保護器斷開供電回路。但故障也將導致其他的系統設備在短時間內無法正常運行，影響整個電力系統的工作。應用繼電保護裝置則可以消除電力系統中的諧波，繼而及時自動重啟設備，保證電力系統的快速恢復，保證電力系統的運行更安全、更穩定。

2 電力系統諧波對繼電保護的影響

2.1 諧波對電磁繼電保護器的影響

電力系統正常運行諧波修正的誤差應控制在10%以內。繼電保護的裝置根據諧波大小自動調節系統的電流或電壓，并控制和消除在靜態狀態下產生的諧波。同時，諧波的反作用過大也將導致繼電保護裝置產生保護動作。要消除諧波對繼電保護電壓的影響，就要合理的標定繼電保護器的基準電壓，減小因系統故障引起的電壓波動造成的諧波。

2.2 諧波對感應繼電保護器的影響

諧波將造成電力電網電磁場發生變化，電力系統將在繼電保護器中產生感應電流。在感應電流與電磁場相互的作用下，就會形成電磁轉矩，繼而影響到繼電保護器動作。在這種狀態下感應繼電保護器就具有很大的慣性，降低了運行效果。諧波轉矩對電力系統的運行有一定的影響。諧波電流的異變將對磁板的不同部分產生較大的轉矩，隨著電流頻率的不斷變化，感應繼電保護器的靈敏度逐漸降低。由不同諧波分量引起的轉矩也有不同的表現，諧波分量越大轉矩越大，而有時恰好相反，諧波分量越大轉矩越則越小。通常，諧波分量的大小與諧波之間的相位差的也會引發感應繼電保護器的故障。

2.3 諧波對整流繼電保護器的影響

諧波的出現將造成整流器繼電保護器的運行也出現更多的通信組合。諧波作用在整流器上，它將會通過不同的組合來確定電流信號的影響。這樣，繼電保護器的動作也必須在同一周期的不同凸點和凹點位置產生不同的諧波分量，導致了諧波量的累積，其作用和影響也將越來越明顯。在整流電路中產生的結果是更加突出阻抗效應中的諧波分量，并確保整流操作的基本特性。當發生接地故障時，可以根據形成的不規則閉合曲線更好地區分諧波分量。整流器中的繼電保護裝置的拒絕也要通過對電流電路產生的諧波分量的轉換成輸出信號，致使產生相應動作反應，避免繼電保護器損壞，達到更穩定的保護作用。在設計繼電保護器時，應充分考慮諧波的影響。

2.4 諧波對靜態繼電保護器的影響

電力系統諧波的限制和消除方法很多：第一種是限制沖擊電壓，然后根據諧波參數提高變壓器網絡的電壓互感器的效果。第二種是利用零序電路來限制諧波，中性點不直接接地，而是通過消弧線圈接地，這樣能保證接地電容的影響最小。第三種是在雙向控制回路中，諧振回路的阻率要根據其零序電阻大小來調節。當外部的阻尼電阻為零時，不會影響繼電保護器的動作，但要時刻注意諧波分量的產生。第四是繼電保護裝置盡可能的實現多樣化，更好地控制諧波，以保證諧波不會影響電力系統的正常運行。采用準確的諧波檢測裝備，制定控制消除諧波影響的有效措施，對改善電力系統運行條件有著非常積極的作用。

3 電力系統諧波的應對策略

要清晰地了解諧波對電力系統的影響，并采取科學的合理的控制和消減措施，實現對諧波危害的有效控制，提高繼電保護系統的基本性能和工作穩定性，保證電力電網系統的安全運行。具體工作中，我們主要從以下幾點著手開展控制和消減工作：①合理選擇電氣設備并加強使用過程管理，將在電力系統諧波控制在允許的參數，在一定范圍內控制匹配參數，并調節變壓器的電感性能；②通過增加必要設備來控制消減?？梢杂行У卦黾恿阈蜃枘?，以有效避免共振。一般來說，可以通過電力系統中增加接地電容、調節電壓互感設備和使用電磁電壓互感器來實現控制和消減目標；③采用更科學的運行方式和接地方式。為了有效避免中性點接地，應將阻尼電阻或消諧元件連接到電磁變壓器上。也要重視電壓互感器的接地，電磁變壓器的中性點只能通過電阻接地，中性點和連接點要通過消弧線圈完成連接。

4 結束語

通過以上分析我們知道，電力系統諧波對繼電保護有著不好地作用，直接影響著配電系統的運行安全。只有在設計、施工和使用的所有環節入手，供電企業、電力用戶共同努力，我們才能有效的控制和消除電力系統的諧波，為生產生活提供穩定的電力能源。

參考文獻：

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