电力系统谐波对继电保护的影响

电力系统谐波对继电保护的影响

杨静

烟台丽安电力工程有限公司 山东烟台 264000

摘要：电力系统中出现谐波时不可避免的现象，其对电力系统以及其中各项电力设备的运行产生严重的影响，尤其是继电保护装置功能的稳定性与可靠性都遭到破坏，当前的重点应该是如何对减少谐波产生的危害以及将谐波从源头上掐灭。因此，电力工作者应当充分应用新技术和新方法，改进继电保护设备，使其能够抵御谐波造成的影响，确保电力系统的稳定运

行。本文对电力系统谐波对继电保护的影响进行了探讨。

关键词：电力系统；谐波；继电保护的影响

电力系统中谐波的存在，不仅降低了电力系统中的正弦波电压质量，干扰电网的正常运行，而且给继电保护的平稳工作带来了很大的麻烦。在以往的电力系统建设中，由于所使用的设备比较单一，且线路结构相对简单，因此电力系统中的谐波并没有为人们所重视。近些年来，快速发展的电力电子技术，使得许多新的电气设备得到推广和应用，电力系统中的非线性负荷明显增加，谐波问题也日益严重。

1国内对谐波的研究现状

随着各个领域用电的广泛增加，电网中的变压器、三相电机等传统的非线性装置以及整流器、变频器等现代的非线性装置的使用量和使用范围也跟着大量增加。这些负荷装置在电力系统中运行时，造成了电网供电的不平衡性，同时对电力系统的整个运行质量产生了严重的影响。另外，由于国家经济的快速增长，制造业工厂、部门单位、居民用电等与日俱增，导致电力系统的运行质量面临巨大的挑战和机遇，当前“谐波源”电气装置在生产生活中所占的比例逐年增加，其中对电能质量要求高的电气装置也越来越多，所以，电力系统的谐波分析以及治理谐波对于电网的运行有更加重要的地位，致使谐波抑制技术的研究更加重要。以前，无缘滤波器是主要的滤波方式，它的结构简单、维护方便、制造技术成熟成为当时的主流，但是由于对电能质量要求的普遍提高，无缘滤波技术的不足之处也显露出来，传统方式对于电力系统中的谐波抑制已经达不到所要求的标准，因此，开发新技术来抑制电力系统中的谐波已经成为各国研究的新方向。虽然，高校以及研究所开展了很多对电力系统谐波问题的研究，也通过与国外科研机构的合作获得了许多新方向，然而，国内的有源滤波技术还是处于初级阶段，只有并联型APF研究最成熟，但也以实验和理论为主要方式，由于技术的限制，目前也没有并联有源滤波器产品的投放，工业上也只有几台样机，有源滤波器技术的发展大有前景。

2 谐波的危害

从谐波的运行来说，它的危害性是非常强的，对于电力系统中的各个设备都可能造成不良的影响。首先，对于发电过程中的发电机和电动机来说，由于谐波的产生，可能会引发机械共振，致使发电机在运行过程中存在一定的振荡力矩，并且严重影响电力设备的使用寿命。其次，谐波电压在电力运行中会造成大幅度的正弦波变化，增加电能的消耗，加速绝缘老化，危害不同设备的负载以及电力系统的安全运行。除此之外，电网谐波还会对计量装置造成不同的影响，使它的系数达不到正常要求，造成电网中的短路情况，严重的还会引发爆炸现象。同时，谐波在电力系统中对于继电器等保护装置也有着一定的影响。

3电力系统谐波对继电保护的影响

3.1静态继电器

静态保护下的继电器会进行无机械运行。继电保护装置能够有效的将谐波进行分离去除。交流电路在微分比相器的应用上受到谐波分量的影响。同时根据比相器在正负极周性相比，相同的电量会导致不同的谐波分量。利用方波将电压进行控制，再触发器上造成拒动保护。电力系统中消除谐波的方法有很多。要限制震荡电压的产生。根据谐波参数，改善电网对互感器的感抗效果。采用零序回路的方法对谐波进行限制。电网对地电容效果也会在中性不接地的情况下制定限制条件。在中性点处经过消弧线圈处接地；第六，在互感器高压侧中性点经电阻接地或者经大电容接地。在互感器上设置谐波消除装置，并且要阻断触发器电压双向控制，这样保证电压互感器能够在瞬间完成谐波消除。同时在双向控制中谐振回路阻尼将会根据自身的零序电阻调整进行谐波振动的释放。外接阻尼电阻为零的时候，不能够影响到继电器的运行，同时要时刻关注谐波分量的产生。继电保护装置能够多元化进行谐波的控制解决。并且不会影响到电力系统的正常运行。及时的检测谐波，消除谐波影响，对于提升电力系统运行效果具有重要的影响。

3.2整流继电器

谐波的产生将会使整流继电器运行出现较多的交流量组合，不同组合在进行整流的同时，在输入交流量之后会将电流信号动作进行判断。这样继电器的动作也要在不同凸凹点上产生谐波分量。谐波动作特性效果将会越来越明显。电气量中形成的整流回路，在阻抗效果上会突出谐波分量，保证这种动作特性，根据不规则封闭曲线在发生接地短路故障的时候能够更好地突出谐波分量。整流中继电保护装置出现的拒动情况，也会通过电流回路产生的谐波分量进行交流输出，使继电器动作更为连贯，避免出现破损的情况。继电器在设计的时候，要充分的考虑到谐波的影响。

3.3电磁继电器

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。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。

3.4感应继电器

电力系统受到磁场的影响，继电器会出现感应电流。感应电流与磁场相互影响，出现电磁转矩。影响到继电器转动效果。感应继电器会在这种状态下出现较大的惯性。运行效果会降低，但是谐波转矩将会对电力系统的运行产生一定的影响。谐波畸变下的电流运行会在不同分量磁盘中产生较大的转矩。感应继电器灵敏度也会随着电流频率的调整逐渐的降低。不同成都的谐波分量造成的转矩，也将会使转矩与谐波分量出现正负关系。感应继电器误动出现拒动都是由谐波分量有效数值与间相位差影响的。

结束语

由此可见，随着我国经济和科技不断地发展，我国的电力系统也得到了一定的完善。同时，继电保护作为保障电力系统稳定运行的基础，相关的技术人员要想防止它在实际的工作过程中出现问题，就要对电力系统谐波对继电保护的影响进行分析，加强对电力系统谐波的控制，从而为促进我国电力事业在社会经济中的稳定发展提供基础。

参考文献

[1]韩继行，殷福兴.浅谈电力系统谐波对继电保护的影响[J].工程技术（全文版），2019（12）：155.

[2]杨春玲.电力系统谐波对继电保护的影响.电力系统及自动化,2020-06.

[4]陈天杰.电力系统谐波对继电保护的影响.电力系统及自动化,2020-05.