电力系统谐波对继电保护的影响

王迎新

摘要：随着电力工程的发展，电力行业中新型电气设备装置的应用，非线性负荷在人民生产生活中和企业发展中得到广泛的应用。因此，电网系统的谐波也随之不断地增，增加了其对电网系统带来的影响。而随着继电保护设备在电网系统中的应用，在系统出现故障时能及时对故障及进行排除，让系统始终处于稳定运行状态。

关键词：电力系统谐波;继电保护;影响

引言

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电力系统谐波对继电保护的影响

1.1靜态机电设备

在电力系统中静态机电设备的运用比较广，因为静态继电器对于降低谐波的影响有一定的作用。静态保护装置包括固态继电器和静态继电器，两个交流电量的相位比较比较是微分比相器和积分比相器的比较，而在电器设备运行中谐波会对比相器的正常运行产生影响。因此，在比较两个电量时，如果其中一个具有谐波分量的条件就会切割方波，但是因为电压达不到预期电压值，电压就难以翻转。而两个交流带电已经转化成方波，在微分电路上形成脉冲，如果此时系统受到谐波的影响，微分脉冲就会增加。在增加交流电的情况下，就容易出现保护装置误动作，使得静态机电设备受到影响。

1.2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。

1.3电磁型机电设备

虽然整定值会受到谐波的影响，但是如果谐波含量在一定的范围内，就不会增加整定值的误差。继电保护装置的基础就是基波电压或者电流整流，其动态作用的变化不会太大。但是如果继电设备中出现了谐波，并发生误动，在电压机电设备中其动作值就会因为高于基波的整值而产生拒动。当然，也有可能是空载变压器的切头中出现谐波，此时在谐波分量的影响下继电器也有可能产生误动，造成断路器跳闸的情形。因为电磁型继电器对定值误差的要求不高，所以如果谐波含量不超过10，其受到谐波的影响就比较小。但是如果谐波含量比较大，而且各次谐波衰减比较慢，出现电磁型继电器误动就会造成严重的系统事故。

1.4感应型机电设备

在感应型继电保护装置中，其动作速度慢、惯性大，这样就削弱了谐波的影响，使得谐波转矩的作用变小，对感应型机电设备的影响小。但是如果因为磁场作用继电器圆盘或圆筒中产生了电流，而另一个磁场的作用产生了电磁转矩，此时在电磁转矩的影响下圆盘或圆筒就会发生旋转。如果此时输入一定频率，在畸变电流谐波分量的影响下继电设备中的磁盘会出现附加转矩，当转矩与电流谐波分量和基波分量等转矩的和相等时，继电器的灵敏度就会降低。而且谐波分量包括整数和负数，继电保护装置中就可能出现误动或拒动的情形。如果电力系统出现了谐波，三相谐波不相等也不对称，负序滤波器就会加大谐波输出，放大裂相回路对谐波的作用，增加整流出的直流脉动，出现保护误启动。

2谐波对继电保护造成影响的有效应对措施

为了确保电力系统在输电、供电过程中的安全性和稳定性，在解决谐波带来影响的同时，保障其他电器设备的稳定运行、安全运行状态。随着电网线路长期的运行，常面临着需要更换电气设备，因此谐波的出现是不可避免的问题，所以在电力系统输电、供电的过程中，围绕谐波为继电保护装置带来的影响，在加强继电保护性能的同时，采取针对性的应对措施，从而改善谐波，确保继电保护装置在电力系统能有效发挥其保护作用。

2.1防止谐波产生振荡电压

在电力系统内要降低谐波对继电保护设备产生的影响，可从谐波本身出发进行改造，来预防谐波产生出振荡电压，并得到合理的控制，应从下列两个关键点开展工作。（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。

2.2对谐波波形的改变有效抑制

电力系统输电、供电运行过程中，可对谐波利用继电保护装置抑制其波形出现改变的状态，此种方式的原理是利用继电保护装置自身具备的灵动性、快速性，自己选择性开展可观的评判，为了抑制电力系统内谐波波形发生变化，主要从以下两方面出发。（1）详细了解谐波的指标情况。例如电压的实际波形、电流、电量出现畸变的原因，同时在这一基础上对定子接地系统使用三次谐波的形式进行搭建，进一步防止因基波检测疏忽而造成的谐波波形畸变现象。（2）在充分利用变压设备相关差动保护的同时，使用高次谐波流中2次谐波，在充分应用变压设备保护的基础上，由2次谐波来带动差动继电器，从而降低继电保护设备出现失误性操作的概率，避免机电设备受到涌流误操作而带来的损坏。与此同时，采用增量型的元件，可以适当避免及改善负序谐波和稳态谐波带来的影响。

结语

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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