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

陈丹 朱宗磊

国网新源控股有限公司检修分公司 浙江 杭州 310052

摘要：随着分离系统在配电网络中的负载逐渐增加，配电网中的常见故障变得越来越普遍，而部分常见故障是由谐波电流引起的。根据电网运行中谐波电流的检测和整流工作经验，分析了谐波电流的应用。本文首先分析了配电网中谐波的危害，然后分析了现场谐波检测中遇到的问题，最后明确提出了解决谐波检测的建议和对策，以提高供电系统的供电质量。

关键词：电力系统；谐波；继电保护

引言

电力需求是当代人生活的必要需求。然而稳定性则是电力系统运行过程中的极为重要的要求。电力系统是相当的复杂，既要满足人们的日常生活又要在使用过程对对电能进行保护和控制，最大程度降低损耗。但是，在电路系统中，因其复杂性和附件的功能作用，有时候电力系统在一定程度上会受到不同程度的危害，所以为了保证安全，必须受到控制，同时起到保护作用。

1谐波

谐波(HarmonicWave)，从严格的意义来讲，谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅立叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频单一频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波，这时“谐波”这个词的意义已经变得与原意有些不符。正是因为广义的谐波概念，才有了“分数谐波”“间谐波”“次谐波”。在电力系统中，谐波的产生严重危害电力系统的安全，所以说他是最大的公害。

2继电保护的功能及作用

在电力系统中，输电，发电以及供电是电网运行的环节，为了保证各个环节的安全运行，添加继电装置是必不可少的，添加以后不仅可以有效地保证电网的运行，很大程度上可以保护财产和人身的安全。变压器，发电机以及传输线是组成电网的基础设施，一旦这些基础设备发生损坏和故障，整个电网就会瘫痪，所以这时候继电保护装置就会显示出重大作用。如果在供电系统中发生瞬时性损耗和故障，继电保护就会迅速主动的切断故障，在没有故障前提下，重新供电，从而保证整个电力系统的正常运行。但是如果发生不可逆的故障，或者永久性故障，需要在切除故障以后，采取其他的方法和措施进行供电，以致电力系统的重新正常运行。

3电力系统谐波对继电保护的影响

3.1谐波对距离保护与整流型继电设备的影响

当供电系统中出现常见故障问题(例如系统中的谐波)时，误差值将主要表现出基本阻抗值和谐波阻抗值之间的较大特性。另外，由于谐波电流在电流量中所占的比例较大，为了更好地防止继电保护装置出现错误操作，有必要采取针对性的对策来解决谐波电流。科研上，以5为分界线，当供电系统中的谐波电流分量小于该值时，供电保护装置不会受到很大影响。检查供电系统中的谐波电流分量后，发现在许多情况下该值都超过了5，这表明继电保护设备会受不同程度的影响。另外，谐波电流的出现也会对整流器型继电保护装置造成不同程度的危害。例如，当三相谐波电流在供电系统中表现出不同且不对称的加密条件时，则较大的谐波电流会出现在负序滤波设备中。

3.2对机电型继电保护的影响

机电型继电保护装置是对电力系统中的测量部分、逻辑部分以及执行部分进行保护的过程，它是由若干个不同的机电型继电器组成，可以有效的反映出实时电压和电流的运行状态，通常情况下，如果电力系统内部发生一定的故障，机电型机电保护装置就会快速的对故障位置进行定位，减少带来的安全隐患，对于机电型继电器来说，它是由于电磁感应或者电磁力的作用下，产生不同程度的机械动作，并且在继电器中加入了不同的物理量，从而使其满足一定的目的。在电力系统的运行这种，谐波会对机电型继电保护装置造成一定的影响，这主要是由于这个类型的装置是经过电磁、电力以及机械等方面的多次转换而成，而谐波的产生可能会对电力造成一定的影响，从而导致保护装置的准确度降低，速度变慢等现象，还会引发假性故障的产生，对机电型继电保护装置的工作原理造成一定的破坏。

4电力系统中的谐波应对策略

4.1对谐波振荡过电压的形成的限制

正对此问题我们可以从以下着手，首先是在零序回路中增加阻尼，减少谐波的产生和扩大，再者是从途径来解决问题，增大电力系统的容抗和互感器的感抗，这样不会造成谐波震荡参数，也可以从设计思路来解决问题：（1）通过在互感口加设阻尼电阻以此来减少谐波干扰，或者加消除谐波装置。（2）增加电力系统的对地电容，增加地容抗这样也可以很大一部分抵挡谐波影响。（3）在互感器高压侧中性点使用大电容接地。

4.2加入滤波器的应用

在电力系统中，有效抑制谐波产生和蔓延的主要方法就是在其中加入相应的滤波器。滤波器是由电容、电感以及电阻组成的滤波电路，它可以对电源线中的特定频率以及线路进行有效的整合，从而对特殊波频信号进行消除工作。从现阶段来说，数字滤波器是比较有效的一种滤波装置，它与模拟滤波器相对应，将电力系统中的运行线路当成一个变量，并且对外界的输入信号进行有效的处理，将输入信号的波形采取有效的倒置工作，从而实现频谱修改的目的。

4.3系统的改进，限制消除谐波

在电力系统中，将将电抗器与电容器串联到一起，这样就形成了有效的回路，在这个回路里，需要将谐振频率设定不一样的震动点上，以此来达到消除多次谐波的目的，因为这样的方法，成本较低，并且操作相对简单，市场需求大，这种方式被广泛运用，许多高次谐波都是采用此方法。

结束语

在现阶段，电子产品广泛运用，大型工厂，商业大楼等的用户用电量巨大，电力系统更加复杂，这样随着经济的发展，在此基础上电力系统也带来了很大影响，这样电力系统的稳定性和可靠性需要更加得到保证，再这样的前提下，更需要消除谐波电力系统的影响，只有这样才能使得电力系统才能正常运行，对于继电保护装置，还要能够正确的区分电路的运行状态，以此来避免外界的干扰，保证电力系统的稳定运行，这样才是电力发展的主要趋势。

参考文献

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