電力系統(tǒng)諧波對(duì)繼電保護(hù)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(fù)荷在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人們生產(chǎn)工作中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。因此，電網(wǎng)內(nèi)部的諧波量不斷上漲，對(duì)電力系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響非常明顯。基于此，重點(diǎn)針對(duì)電力系統(tǒng)諧波對(duì)繼電保護(hù)所產(chǎn)生的影響進(jìn)行了分析和研究，并且提出了相應(yīng)的問(wèn)題解決措施，有效保證了電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定工作和運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)諧波;繼電保護(hù);影響

引言

當(dāng)前我國(guó)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(yīng)用讓電力系統(tǒng)呈現(xiàn)出嶄新的發(fā)展局面。在當(dāng)前的社會(huì)生活中，電網(wǎng)也與非線性負(fù)荷相互接軌。但是問(wèn)題也隨之出現(xiàn)，也就是說(shuō)在電網(wǎng)運(yùn)行的過(guò)程中，受到負(fù)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(huì)隨之出現(xiàn)非正常運(yùn)轉(zhuǎn)，電力系統(tǒng)造成短路的現(xiàn)象十分常見(jiàn)。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(duì)這一影響性的因素進(jìn)行分析，希望相關(guān)人士予以采納。

1 電力系統(tǒng)諧波對(duì)繼電保護(hù)的影響

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

1.1 保護(hù)繼電器和遠(yuǎn)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(duì)較大，如果沒(méi)有及時(shí)采取有效的對(duì)策進(jìn)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(dāng)電力系統(tǒng)中的諧波含量小于5時(shí)，諧波對(duì)繼電保護(hù)裝置影響不大。但事實(shí)并非如此。在許多電力系統(tǒng)，諧波含量超過(guò)5，這意味著受諧波影響電力系統(tǒng)的諧波保護(hù)也有接力隊(duì)的整風(fēng)有一定療效。例如，當(dāng)實(shí)際諧波電流和諧波AC系統(tǒng)的功率是不對(duì)稱和對(duì)稱，可以產(chǎn)生一個(gè)負(fù)序和在過(guò)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(dǎo)致DC脈沖變得更嚴(yán)重，這可能導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的誤啟動(dòng)或故障。

1.2 諧波對(duì)繼電器和自動(dòng)裝置的影響

當(dāng)一定量的諧波存在繼電設(shè)備中的電流時(shí)，則在基波整定條件下，電磁繼電設(shè)備可在諧波作用下進(jìn)行啟動(dòng)，但是，當(dāng)繼電設(shè)備接入到諧波電壓之后，便會(huì)導(dǎo)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(dòng)作。通常來(lái)講，對(duì)于電磁繼電設(shè)備來(lái)講，其動(dòng)作速度較為緩慢，并且對(duì)定制誤差的要求也較為寬泛。其中，當(dāng)諧波含量小于10時(shí)，電磁繼電設(shè)備不會(huì)因諧波出現(xiàn)過(guò)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(huì)有較大概率出現(xiàn)誤動(dòng)作和無(wú)啟動(dòng)等問(wèn)題，從而引發(fā)電力系統(tǒng)出現(xiàn)相應(yīng)的故障，影響電力系統(tǒng)的正常工作。

1.3 諧波對(duì)負(fù)序量啟動(dòng)元件的影響

通常來(lái)講，繼電保護(hù)裝置主要以電網(wǎng)中負(fù)序電流增量作為啟動(dòng)量，同時(shí)包括線路主保護(hù)與變壓設(shè)備主保護(hù)。對(duì)于此種形式的繼電保護(hù)裝置，如果電力系統(tǒng)中存在諧波，則會(huì)對(duì)其工作狀態(tài)有著較大程度的干擾，并且保護(hù)回路中一旦進(jìn)入畸形電流或電壓，則必然會(huì)導(dǎo)致誤啟動(dòng)或誤操作情況的出現(xiàn)。

1.4 對(duì)感應(yīng)型繼電器的影響

如果將感應(yīng)型繼電器放置在磁場(chǎng)中，那么其中的圓筒便會(huì)受感應(yīng)電流影響，感應(yīng)電流也會(huì)與設(shè)備另一磁場(chǎng)發(fā)生作用，引起電磁轉(zhuǎn)矩，圓筒也將隨之變動(dòng)，繼電器能夠變動(dòng)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(lái)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(fù)兩種轉(zhuǎn)矩，繼電器也會(huì)因此發(fā)生誤動(dòng)作。受到諧波影響的繼電器，會(huì)將促使零點(diǎn)數(shù)目上升，導(dǎo)致繼電器實(shí)際工作時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于規(guī)定時(shí)間，伴隨著完整波的增多，繼電器也會(huì)發(fā)生很多錯(cuò)誤，因此，在設(shè)計(jì)中一定要在重視這一內(nèi)容。

2 電力系統(tǒng)諧波對(duì)繼電保護(hù)影響的控制對(duì)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(dòng)參數(shù)的重合。您必須將網(wǎng)絡(luò)的電感更改為接地電容或變壓器。其次，為了限制HW振動(dòng)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(jì)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(luò)對(duì)地的電容;將諧波消除裝置或阻尼電阻連接到變壓器的開(kāi)口三角形繞組端口;變壓器高壓側(cè)的中性點(diǎn)通過(guò)大電容接地，或通過(guò)電阻接地，變壓器的中性點(diǎn)不接地，消弧線圈它在網(wǎng)絡(luò)的中性點(diǎn)接地。

2.2 改善電力系統(tǒng)

通過(guò)改進(jìn)裝置，例如相應(yīng)的過(guò)濾裝置的安裝和控制裝置的改進(jìn)，可以有效地抑制諧波在繼電器保護(hù)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(cè)裝置，建立電網(wǎng)諧波監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以監(jiān)測(cè)諧波分布。此外，還可以應(yīng)用在具有較高諧波含量的系統(tǒng)中操作的繼電保護(hù)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(hù)系統(tǒng)部署

從優(yōu)化繼電保護(hù)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(jì)或選擇繼電保護(hù)裝置時(shí)，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(guò)零點(diǎn)檢測(cè)、比相器等;針對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)，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(guò)電壓對(duì)繼電器的影響;若為高頻保護(hù)，建議將半波比相設(shè)置為全波比相和正、負(fù)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(shí)加大對(duì)繼電保護(hù)裝置靈敏度、選擇性、速動(dòng)性等性能的檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)，以便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷并有效補(bǔ)救，進(jìn)而提高繼電保護(hù)系統(tǒng)對(duì)諧波的抵御水平。

2.4 加強(qiáng)電力系統(tǒng)諧波防護(hù)

切實(shí)做好系統(tǒng)諧波防護(hù)工作也有助于降低諧波對(duì)繼電保護(hù)的不利影響，如針對(duì)可生成諧波的設(shè)備，應(yīng)在設(shè)計(jì)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(bǔ)償裝置，一來(lái)促進(jìn)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，改善系統(tǒng)功率因數(shù)，二來(lái)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(shì)，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(wú)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(jìn)而弱化諧波;但在實(shí)際運(yùn)用中兩者均有一定的局限性，故要立足實(shí)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(fù)序等對(duì)電力系統(tǒng)的影響。

結(jié)束語(yǔ)

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(duì)系統(tǒng)諧波產(chǎn)生的影響加以充分的重視。重點(diǎn)針對(duì)諧波對(duì)繼電保護(hù)所產(chǎn)生的影響進(jìn)行合理的控制。除此之外，在電力系統(tǒng)的供電過(guò)程中，諧波問(wèn)題還會(huì)造成電壓、電流以及阻抗等方面的問(wèn)題。因此，針對(duì)繼電保護(hù)工作，必須要有效預(yù)防受到外部環(huán)境因素的影響，對(duì)繼電保護(hù)裝置存在的各種異常問(wèn)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(xiàn)：

[1]朱文慧.電力系統(tǒng)諧波對(duì)繼電保護(hù)的影響分析及應(yīng)對(duì)措施[J].無(wú)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(duì)繼電保護(hù)的影響與應(yīng)對(duì)[J].黑龍江科技信息，2012（28）：64.