電力系統諧波對繼電保護的影響

羅顯召 葉軍 徐強強

摘 要：隨著供電系統運行規模的不斷發展，其中諧波電流的數量也呈現出不斷增長的發展趨勢。由于供電系統中諧波電流量的增加，電氣設備也受到不同程度的影響，特別是對于繼電保護設備而言，諧波電流的出現會對其產生不利影響。因此，深入分析供電系統中諧波電流對繼電保護裝置的影響，并制定相關解決方案。

關鍵詞：電力系統;諧波;對繼電保護;影響

引言

電力需求是當代人生活的必要需求。然而穩定性則是電力系統運行過程中的極為重要的要求。電力系統是相當的復雜，既要滿足人們的日常生活又要在使用過程對對電能進行保護和控制，最大程度降低損耗 。但是，在電路系統中，因其復雜性和附件的功能作用，有時候電力系統在一定程度上會受到不同程度的危害，所以為了保證安全，必須受到控制，同時起到保護作用。

1 電力系統諧波產生的危害

絕緣層的脆化速度加快，從而縮短了功率電容器和其他電氣設備的使用壽命。在電網諧波電壓的直接或間接影響下，功率電容器產生了一些未使用的輸出功率。此輸出功率會損壞電氣設備的絕緣層，并嚴重損害其使用壽命。另外，在諧波電壓的連續作用下，功率電容器的電流逐漸膨脹，功率電容器的溫度也升高。這種情況會直接導致功率電容器在短時間內應用過度，大大縮短使用壽命。危害電網設備運行，降低效率。諧波電流會從多個層面危及電氣設備的正常運行。例如，諧波電流將引起功率電容器的局部放電，這將使功率電容器設備的各個絕緣層過早脆化導致電氣設備產生額外的輸出功率耗損，這種情況直接危及電網設備的所有正常運行工作。此外，諧波電流還會導致一些無法避免的電力組件額外損失，降低了所有電網運營的高效率。電氣設備檢測器的操作受到影響，從而損害了電網的安全性。當諧波流經繼電保護設備或電網中的其他二次設備時，這些設備將受到影響，導致電氣設備測試儀器檢查到的數據信息不準確，特定的數據信息出現數據誤差的現象，甚至會導致繼電保護設備發生錯誤操作，嚴重危害電網的安全性，影響日常生活生產用電。如果諧波電流沒有及時消除，繼續積累，則電網中運行的每個電氣設備的各種標準值會變得越來越無法準確測量，嚴重影響電能質量。

2 電力系統諧波對繼電保護的影響

2.1 對機電型繼電保護的影響

機電型繼電保護裝置是對電力系統中的測量部分、邏輯部分以及執行部分進行保護的過程，它是由若干個不同的機電型繼電器組成，可以有效的反映出實時電壓和電流的運行狀態，通常情況下，如果電力系統內部發生一定的故障，機電型機電保護裝置就會快速的對故障位置進行定位，減少帶來的安全隱患，對于機電型繼電器來說，它是由于電磁感應或者電磁力的作用下，產生不同程度的機械動作，并且在繼電器中加入了不同的物理量，從而使其滿足一定的目的。在電力系統的運行這種，諧波會對機電型繼電保護裝置造成一定的影響，這主要是由于這個類型的裝置是經過電磁、電力以及機械等方面的多次轉換而成，而諧波的產生可能會對電力造成一定的影響，從而導致保護裝置的準確度降低，速度變慢等現象，還會引發假性故障的產生，對機電型繼電保護裝置的工作原理造成一定的破壞。

2.2 對整流型繼電保護裝置的影響

在電力網中，正弦波是理想波形，這是毋庸置疑的，造成諧波出現的原因就是裝置的單向導電作用，接線方式以及系統參數等等原因之下產生的。此波的出現對于電力系統是相當的不利，對繼電保護裝置也造成一定程度的傷害，對繼電保護工作也產生不同程度的影響，其中高次諧波是非常重要的因素，當諧波電壓較高的時候，繼電保護裝備在一定程度上就會出現誤動等一系列情況，增加系統的誤差，從而增加困難性。在高而負序系統中的高次諧波電流會對負序電流產生不同的影響，從而引發誤動現象，甚至會破壞聯動裝置，導致工作無法進行。

3 電力系統中抑制諧波的具體措施

3.1加入濾波器的應用

在電力系統中，有效抑制諧波產生和蔓延的主要方法就是在其中加入相應的濾波器。濾波器是由電容、電感以及電阻組成的濾波電路，它可以對電源線中的特定頻率以及線路進行有效的整合，從而對特殊波頻信號進行消除工作。從現階段來說，數字濾波器是比較有效的一種濾波裝置，它與模擬濾波器相對應，將電力系統中的運行線路當成一個變量，并且對外界的輸入信號進行有效的處理，將輸入信號的波形采取有效的倒置工作，從而實現頻譜修改的目的。

3.2 無源諧波的治理

無源諧波的治理過程主要是將電抗器與電容器串聯到一起，并且形成一定的回路，在這個回路上，它的諧振頻率需要設定到不同的振動點上，從而達到濾除多次諧波的目的，在電力系統的運行過程中，這種工作的方法造價成本是非常低的，而且操作簡單，市場需求非常大，許多高次諧波采用的都是這種治理方式，但是在無源諧波的治理過程中，它的濾波效果并不是很突出，不能得到有效的消除，還會存在與系統諧振的可能，需要有關人員從綜合方面進行考慮和選擇。

3.3繼電設備采取對策

可以合理地抑制設備整個維護過程中諧波電流的形變。一般來說，有 3 個關鍵指標值可用于評估繼電保護裝置的特性，即靈敏度，速動性和選擇性。在實踐中，可以看到索引值發生惡性變化的主要原因是工作電壓和電流的輸入波形會導致其變形。為此，需要從以下多個方面進行解決：根據三次諧波工作電壓的應用，形成一個100%的電動機定子保護接地管理系統。在此整個過程中，應充分利用三次諧波電勢差來構建電動機定子保護接地系統，合理地防止由于零序基本電壓上的組件維護不及時而引起的過電流保護問題。要仔細檢查諧波電流的變形波形，特別是其正負的不對稱特性。直流變壓器設備的差動保護一般由二次諧波完成，變壓器設備的浪涌電壓的高次諧波的成分非常大，并且主要由二次諧波控制。基于此，有必要開發一種繼電器設備，該繼電器設備可以使用二次諧波合理的制動系統的磁感應變壓器，以免發生故障，從而避免由勵磁電流引起的操作錯誤。

3.4加入濾波器的應用

在電力系統中，有效控制諧波產生還有個最有效的辦法就是加入濾波器，這樣不但可以抑制產生，還可以抑制蔓延。電容、電感和電阻組成的濾波電路稱為濾波器，它的作用在于，它可以把電路中的特定頻率以及線路進行有效的整合，從而對諧波進行到限制蔓延的作用，以達到消除工作。從現在來看，此階段，有一種濾波器能達到良好的效果，那就是數字濾波器，它與模濾波器相作用，在電力系統中，它將運行路線當作為一個變量，對外界輸入信號進行整合處理，從而實現頻譜修改的作用，以致達到良好的應用效果。

結語

綜合上述，電子產品廣泛運用，大型工廠，商業大樓等的用戶用電量巨大，電力系統更加復雜，這樣隨著經濟的發展，在此基礎上電力系統也帶來了很大影響，這樣電力系統的穩定性和可靠性需要更加得到保證，再這樣的前提下，更需要消除諧波電力系統的影響，只有這樣才能使得電力系統才能正常運行，對于繼電保護裝置，還要能夠正確的區分電路的運行狀態，以此來避免外界的干擾，保證電力系統的穩定運行，這樣才是電力發展的主要趨勢。供電系統中的諧波電流對繼電保護裝置存在較大的影響，容易引起操作錯誤和誤操作現象的出現，危害供電系統的安全，對供電系統的安全運行產生極大的危害，因此有必要主動分析影響并為此制定對策，以確保供電系統安全運行。

參考文獻

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