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摘要：电网需用到各种电力设备装置,谐波是人们当前最为关注的问题。电力系统如果出现了谐波,将直接影响继电保护的运行状态,安全自动装置也不能照常使用,电力系统将失去原有的稳定性,甚至可能存在各种安全隐患。众所周知,谐波容易造成污染问题,因此必须采取应对措施,这样才能使电力系统呈现出稳定的运行状态。
关键词：电力系统；谐波；继电保护；影响；应对措施
在电力系统中谐波有非常严重的危害，是电力系统的一种污染因素。而电子设备的大力推广使得非线性负荷影响着电力系统的正常运行，电力系统谐波问题日益严重。谐波会降低电压正弦波的质量，并影响电网的正常运作。因此，必须要运用多种措施来降低电力系统谐波带来的负面影响，把握电力系统谐波对继电保护的影响和重要意义。
1电力系统中的谐波与继电保护概述
所谓谐波主要是指在电流中含有的频率为基波整数倍的电量,在非正弦周期性傅里叶级数分解后,基波频率电流也会产生较大的电量。例如,在高压直流电量传输的过程中,一旦电路系统出现短路故障,电力系统就会受到谐波带来的影响,进而使电力设备受到损坏,同时很大程度将减短绝缘设备的使用寿命;一旦继电保护设备或是相关装置发生拒动,会对整个电力系统造成安全影响,最终引发严重的电力事故。因此,在电力系统运行中,需严格依据继电保护原理和自动装置的原理,控制谐波对电力系统产生的影响,确保电力系统的稳定运行。
2电力系统谐波对继电保护的影响
电力系统高压直电流运行中,系统产生的谐波会对继电保护设备产生直接的影响,导致在降低继电器保护效果、动作特性产生畸变同时,一定概率上增加了继电设备中继电器出现拒动的现象;同时,由于不同型号的继电器,其工作原理、设计性能有所差异,因此,对谐波带来影响的承受能力也有着很大的不同,其中谐波对高压直流系统会造成最显著的影响,由于谐波对继电设备的破坏程度比较大,严重者会影响到电力系统的正常运行,消耗并且加快电力设备和输电线路的老化速度。
2.1静态机电设备
在电力系统中静态机电设备应用范围广泛,而因为静态的态继电器会在一定程度上降低谐波的影响。而对静态保护装置中主要包括了固态继电器、静态继电器两种类型,两个交流电量中的相位比较主要就是微分比相器以及积分比相器二者的比较。在电器设备运行中出现的谐波会直接影响相器的正常运行。对此,在进行电量比较过程中,如果具有一个谐波分量条件则就会切割方波,但是以内两个电压无法实现预期的电压数值,这样就会影响电压的翻转。两个交流带电就会转化形成方波。而微分电路中形成脉冲则系统就会受到谐波的影响,微分脉冲就会增加。在交流电的影响之下,则就会出现保护装置的误动作,进而影响静态的机电设备。
2.2整流型机电设备
以整流输入交流电或几个交流量最终整流而成的就是整流型机电设备，而其继电器的动作原理是电流信号和动作判断。如果某个电阻器拥有两个电气量的环形整流比相器，此时电流回路中出现谐波，其动作路径就会改变，出现一个规则的圆弧，而谐波量的增加也使得曲线上的凹凸点更加复杂。因此，在整流型机电设备中出现谐波，电流回路中含有谐波分量电流，就会增加整流比相器输出量的交流分量，并对继电器的工作路径产生影响。
2.3电磁型机电设备
在运行中,整定值会受到谐波的影响,谐波含量就会在特定的范围中,不会增加整定值误差范围。继电保护装置的基础则就睡基波电压以及电流整流,其动态作用之间的变化相对较小。而如果在继电设备中存在谐波问题,并且出现动态问题,电压机电设备中的动作值就会在大于基波的作整值,进而出现拒动的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而在实践中,在空载变压器的切头中也会出现一些谐波问题,在这个时候谐波分量就会给继电器带来一定的影响,进而导致其出现误动等问题,导致断路器跳闸的问题。而在电磁性继电器中其对于定制误差的影响不高,如果谐波含量小于10,则机电设备受到谐波的影响则相对较小;而如果谐波含量相对较大,谐波衰减速度则就相对较慢,这样就会因为谐波影响导致电磁性继电器误动问题,进而导致较为严重的系统事故与问题。
2.4微机线路与负序启动元件的影响
电力系统中谐波对继电保护的影响除了表现在继电器本身外,同时也表现在对电力系统的微机路线与负序启动元件上。负序启动元件和突变量是构成微机路线的重要组成部分,当负序启动元件受到谐波的影响时,会导致保护装置、逻辑电路在运行期间出现较大的失误性操作,从而影响微机路线系统发挥保护的作用。同时,由于变压保护与线路主保护都属于继电保护配置,在谐波干扰电量时,如果负序电流量的增加会使电压发生畸变,同样也会造成电力系统的保护设备出现重大的错误性操作故障。
3谐波对继电保护造成影响的有效应对措施
3.1继电保护装置选择
慎重选择继电保护装置,以防谐波对其产生影响,了解继电器的运用原理,包括相应的电气元件,最常见的有比相判断,还有过零点检测等。为了使变压器实现差动保护,可采用二次谐波,饱和变流器应用最多,它可以保护继电器。当然,容抗或是感抗也经常出现在二次系统中,由此便有了谐振的出现。由此可见,系统固有频率必须与频率带相距较远,只有谐振不再出现过电压,继电器才能变得更加可靠。
3.2防止谐波产生振荡电压
(1)考虑谐波匹配振参数的因素,从改变电力系统的抗容量或交感器的感抗性出发,来降低谐波的匹配参数。(2)采用增加阻尼的方式,来防止谐波振荡电压的出现。在实际操作中,通过对电力系统中的对地电容、交感器设备进行合理的应用,并将电力阻尼放置在电力交感器的三角组合处,以改善电压互感体系。同时,需注意电阻上交感器的中性点不能与地面接触,且需在电力交感器设备上加入某些滑谐器件或元部构件,并保证这些元件都处于互感器的三角绕组处,才能将电力交感器与双向可控硅相接触,实现电压在短接连接的同时达到瞬间断续的效果。此外,依靠增加电力系统的回路值来改变谐波出现振荡电压的现象,通过采用阻尼的电阻与电力互感器进行消谐,从而可应对电力系统内出现多频率谐波振荡电压的问题。因此,在电力系统实际运行中,将消协装置安装互感器的三角部位,此举不但可以将多频率谐振现象有效解决,同时十分利于电力系统的区分以及斜振接地。
结论
随着我国经济的发展，人们对电力的需求量在逐渐增加，并提出了更高的要求。但是在电力系统运行中经常会出现谐波，影响着继电保护的正常运行，也降低了电压正弦波的质量，严重制约了电网的正常运作。因此，在电力系统实际运行中，要认识到中电力系统谐波对继电保护的负面影响，在这样的基础上采取有效的对策降低其对继电保护的干扰，为电力系统安全稳定的运行提供保障。同时也要采取有效的措施保证电力系统继电保护的正常运行，减少电力系统中的谐波，为电力系统的稳定运行和经济社会的发展提供保障。
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论文作者:胡猛
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/17
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