電力系統諧波對繼電保護的影響

王迎新

摘要：隨著電力工程的發展，電力行業中新型電氣設備裝置的應用，非線性負荷在人民生產生活中和企業發展中得到廣泛的應用。因此，電網系統的諧波也隨之不斷地增，增加了其對電網系統帶來的影響。而隨著繼電保護設備在電網系統中的應用，在系統出現故障時能及時對故障及進行排除，讓系統始終處于穩定運行狀態。

關鍵詞：電力系統諧波;繼電保護;影響

引言

在電力系統中諧波有非常嚴重的危害，是電力系統的一種污染因素。而電子設備的大力推廣使得非線性負荷影響著電力系統的正常運行，電力系統諧波問題日益嚴重。諧波會降低電壓正弦波的質量，并影響電網的正常運作。因此，必須要運用多種措施來降低電力系統諧波帶來的負面影響，把握電力系統諧波對繼電保護的影響和重要意義。

1電力系統諧波對繼電保護的影響

1.1靜態機電設備

在電力系統中靜態機電設備的運用比較廣，因為靜態繼電器對于降低諧波的影響有一定的作用。靜態保護裝置包括固態繼電器和靜態繼電器，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，而在電器設備運行中諧波會對比相器的正常運行產生影響。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，但是因為電壓達不到預期電壓值，電壓就難以翻轉。而兩個交流帶電已經轉化成方波，在微分電路上形成脈沖，如果此時系統受到諧波的影響，微分脈沖就會增加。在增加交流電的情況下，就容易出現保護裝置誤動作，使得靜態機電設備受到影響。

1.2整流型機電設備

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電設備，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形整流比相器，此時電流回路中出現諧波，其動作路徑就會改變，出現一個規則的圓弧，而諧波量的增加也使得曲線上的凹凸點更加復雜。因此，在整流型機電設備中出現諧波，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生影響。

1.3電磁型機電設備

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，就不會增加整定值的誤差。繼電保護裝置的基礎就是基波電壓或者電流整流，其動態作用的變化不會太大。但是如果繼電設備中出現了諧波，并發生誤動，在電壓機電設備中其動作值就會因為高于基波的整值而產生拒動。當然，也有可能是空載變壓器的切頭中出現諧波，此時在諧波分量的影響下繼電器也有可能產生誤動，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，出現電磁型繼電器誤動就會造成嚴重的系統事故。

1.4感應型機電設備

在感應型繼電保護裝置中，其動作速度慢、慣性大，這樣就削弱了諧波的影響，使得諧波轉矩的作用變小，對感應型機電設備的影響小。但是如果因為磁場作用繼電器圓盤或圓筒中產生了電流，而另一個磁場的作用產生了電磁轉矩，此時在電磁轉矩的影響下圓盤或圓筒就會發生旋轉。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備中的磁盤會出現附加轉矩，當轉矩與電流諧波分量和基波分量等轉矩的和相等時，繼電器的靈敏度就會降低。而且諧波分量包括整數和負數，繼電保護裝置中就可能出現誤動或拒動的情形。如果電力系統出現了諧波，三相諧波不相等也不對稱，負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，出現保護誤啟動。

2諧波對繼電保護造成影響的有效應對措施

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

2.1防止諧波產生振蕩電壓

在電力系統內要降低諧波對繼電保護設備產生的影響，可從諧波本身出發進行改造，來預防諧波產生出振蕩電壓，并得到合理的控制，應從下列兩個關鍵點開展工作。（1）考慮諧波匹配振參數的因素，從改變電力系統的抗容量或交感器的感抗性出發，來降低諧波的匹配參數。（2）采用增加阻尼的方式，來防止諧波振蕩電壓的出現。在實際操作中，通過對電力系統中的對地電容、交感器設備進行合理的應用，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不能與地面接觸，且需在電力交感器設備上加入某些滑諧器件或元部構件，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，實現電壓在短接連接的同時達到瞬間斷續的效果。此外，依靠增加電力系統的回路值來改變諧波出現振蕩電壓的現象，通過采用阻尼的電阻與電力互感器進行消諧，從而可應對電力系統內出現多頻率諧波振蕩電壓的問題。因此，在電力系統實際運行中，將消協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象有效解決，同時十分利于電力系統的區分以及斜振接地。

2.2對諧波波形的改變有效抑制

電力系統輸電、供電運行過程中，可對諧波利用繼電保護裝置抑制其波形出現改變的狀態，此種方式的原理是利用繼電保護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，為了抑制電力系統內諧波波形發生變化，主要從以下兩方面出發。（1）詳細了解諧波的指標情況。例如電壓的實際波形、電流、電量出現畸變的原因，同時在這一基礎上對定子接地系統使用三次諧波的形式進行搭建，進一步防止因基波檢測疏忽而造成的諧波波形畸變現象。（2）在充分利用變壓設備相關差動保護的同時，使用高次諧波流中2次諧波，在充分應用變壓設備保護的基礎上，由2次諧波來帶動差動繼電器，從而降低繼電保護設備出現失誤性操作的概率，避免機電設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，可以適當避免及改善負序諧波和穩態諧波帶來的影響。

結語

隨著我國經濟的發展，人們對電力的需求量在逐漸增加，并提出了更高的要求。但是在電力系統運行中經常會出現諧波，影響著繼電保護的正常運行，也降低了電壓正弦波的質量，嚴重制約了電網的正常運作。因此，在電力系統實際運行中，要認識到中電力系統諧波對繼電保護的負面影響，在這樣的基礎上采取有效的對策降低其對繼電保護的干擾，為電力系統安全穩定的運行提供保障。同時也要采取有效的措施保證電力系統繼電保護的正常運行，減少電力系統中的諧波，為電力系統的穩定運行和經濟社會的發展提供保障。

參考文獻

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

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

[3]楊蜀.電力系統諧波對繼電保護的影響分析及應對措施[J].機電信息，2019（21）：24-25.

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

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

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