電力系統諧波對繼電保護的影響

耿增智 王艷紅 劉亭瑜

摘要：電力需求是現代生活必不可少的需求。然而，可靠性是電力系統運行的一個非常重要的要求。電力系統是相當復雜的，不僅要滿足人們的日常生活，而且要保護和控制使用過程中的電能，以盡量減少損失。然而，電路系統必須同時受到控制和保護以確保安全，因為附件的復雜性和功能有時會在一定程度上損壞電力系統。

關鍵詞：電力系統;諧波;繼電保護;影響

引言

隨著配電網中分離系統的負荷逐漸增大，配電網常見故障越來越普遍，一些常見故障是由諧波電流引起的。根據電網運行中諧波電流檢測和整流的經驗，分析了諧波電流的應用。本文首先分析了配電網中的諧波危害，然后分析了現場諧波檢測中遇到的問題，最后提出了解決諧波檢測的建議和對策，以提高供電系統的供電質量。

一、 電力系統諧波對繼電保護的影響

1.1 諧波對街道保護和整流繼電設備的影響

當供電系統出現系統諧波等常見誤差問題時，誤差值主要表現為基波阻抗值與諧波阻抗值之間較大的特性。此外，由于諧波電流在電流量中所占比例較高，必須有針對性地采取對策解決諧波電流，以更好地防止繼電保護裝置誤動作?？蒲兄幸?為分界線，當供電系統的諧波電流分量小于該值時，對供電保護裝置影響不顯著。檢查電力系統中的諧波電流分量，數值經常超過5，說明繼電保護設備受到不同程度的影響。此外，諧波電流的出現會對整流式繼電保護裝置造成各種損壞。例如，如果供電系統中三相諧波電流代表不同的非對稱加密條件，則負序濾波設備中會出現較大的諧波電流。此外，在增加分相控制回路解決諧波電流后，交流脈動增加，導致繼電保護設備出現故障和不啟動。

1.2 諧波對繼電器和自動裝置的影響

當繼電裝置中存在一定量的諧波電流時，電磁感應繼電裝置可根據基波整定標準由諧波電流的作用啟動。但是，當繼電器單元接入諧波電流時，會產生一個正誤差值，容易造成低壓繼電器單元的誤動作。一般情況下，電磁感應繼電器設備運行速度比較慢，對定制誤差值的要求也比較廣泛。其中，當諧波電流分量小于10時，磁感應繼電裝置不易因諧波電流過大損壞。但是，如果諧波電流分量大且諧波電流的阻尼系數慢，則磁感應繼電器裝置可能會誤動作并導致電路故障。供電系統和關鍵供電系統正常運行。

1.3 諧波對負序啟動分量的影響

一般來說，繼電保護設備的啟動量主要是根據電網中負序電流的增加，也包括線路和直流變壓器設備的主保護。對于此類繼電保護設備，電網中諧波電流的存在對運行狀態影響很大，因此任何異常電流或運行電壓輸入到維護控制回路中，都不可避免地會造成誤差。

二、電力系統諧波分析

為了電力系統的穩定運行，需要對電力系統中的諧波含量進行分析，并對頻率進行研究。一般來說，諧波也被稱為諧波，因為它們的頻率高于基波。電力系統諧波的這些特性在實際發展過程中始終對電力系統的運行產生很大的影響，不僅使電壓正弦波的質量變差，而且對電力系統造成嚴重的破壞。同時，隨著我國電子設備的不斷發展，系統諧波對繼電保護的影響不斷加大。

三、電力系統諧波造成的損害

3.1 加速絕緣層脆化速度，縮短電力電容器等電氣設備的壽命。

在電網諧波電壓的直接或間接影響下，電力電容器產生未使用的輸出功率。這種輸出會損壞電氣設備的絕緣層，嚴重影響其使用壽命。此外，在諧波電壓的持續作用下，電力電容器中的電流逐漸擴大，電力電容器的溫度也隨之升高。這種情況直接導致電力電容器在短時間內過度應用，大大降低了其使用壽命。

3.2 危及電網設備運行，降低效率

諧波電流會在多個層面危害電氣設備的正常運行。例如，諧波電流引起電力電容器局部放電，使電力電容器設備的絕緣層過早變脆，造成用電設備額外的輸出功率損耗，這種情況直接擾亂電網設備的一切正常運行，構成威脅。此外，諧波電流會導致功率組件中不可避免的額外損耗，從而降低任何電網運行的高效率。

四、如何處理繼電保護裝置中的諧波

4.1 改進電力系統諧波處理技術

目前國內電力系統通過提高整流常數、加裝交流濾波器、采用無功補償裝置、使用有源濾波器等方式抑制諧波。為了減少諧波或補償諧波，調諧濾波和無源濾波被動響應電力系統中的特定諧波，具有很大的局限性。如果系統的諧波成分發生變化，必須根據實際情況設計不同的濾波柜技術組成以主動響應諧波的方式，通過隨時隨地監測電力系統的運行狀態，主動產生諧波電流，實現功率元件的檢測。

4.2 繼電保護改進

傳統繼電保護裝置可以通過使用不易受諧波影響的裝置（弱電流繼電器）和繼電保護的工作原理（相位比較和零檢測）進行改進。濾波器用于繼電保護裝置的保護，具有處理電路中出現的諧波成分，同時增加諧波減少線，避免諧波干擾的作用。具有二次諧波制動功能和限時電路的繼電保護裝置。

4.3 有源諧波處理

有源諧波濾波裝置是基于無源濾波的處理方法的有效改進，濾波效果比較完善，在額定功率范圍內，電力電子元件形成公共回路，本例采用共頻微機控制系統和系統的供電系統等，應用范圍廣泛。

4.4 應用額外的過濾器

有效抑制電力系統中諧波的發生和擴散的主要方式是增加相應的濾波器。濾波器是由電容器、電感器和電阻器組成的濾波電路，可以有效地將某些頻率和電路集成到電源線中，以消除特殊波頻率信號?，F階段，數字濾波器是一種比較有效的濾波裝置，它對應的是模擬濾波器，信號的波形需要進行有效的反演運算，從而達到頻譜校正的目的。

4.5 諧波振蕩過電壓形成的限制

解決這個問題，可以從以下方面著手：首先，解決如何增加零序電路的衰減，以減少諧波的產生和擴展，增加電力系統的容抗和電感的問題。這不會引起諧波振蕩參數，可以解決設計思路上的問題。 （1）在互感端口增加阻尼電阻以減少諧波干擾或增加諧波抑制裝置。 （2）增大電力系統的接地電容，增大接地容抗，也可以大大抵抗諧波的影響。 （3）用大電容將變壓器高壓側的中性點接地。 （4） 用消弧線圈在電力系統中性點接地?？偨Y一下，在設計和思考上，可以從幾個方面入手，考慮到電力系統的可靠性和穩定性，限制諧波的產生或通過設計方法解決問題也可以產生良好的效果。

4.6 系統改進，諧波抑制限制

在電力系統中，通過串聯電抗器和電容器形成有效回路，在該回路中，需要將諧振頻率設置為不同的振蕩點以消除多次諧波，市場需求量大，這種方法被廣泛使用，許多諧波使用這種方法。

結束語

現階段，電子應用廣泛，大型工廠、商業樓宇等用戶耗電量巨大，電力系統更加復雜，這樣隨著經濟的發展，電力系統也產生了很大的影響.基于此，需要進一步保證系統的穩定性和可靠性，在此前提下，更需要排除諧波電力系統的影響，使電力系統能夠正常運行。電路用于避免外界干擾，保證電力系統可靠運行，這是電力發展的主要趨勢。

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