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摘 要：电力系统中谐波的出现不仅降低了电压正弦波的质量,而且影响了电网的正常运行.因此,在实际运行中,应采取多种措施解决电力系统谐波的负面影响.谐波和功率因数降低、电磁干扰被称为电力系统的三大危害,因此研究电力系统谐波对继电保护的影响及对策具有重要意义.
关键词：电力系统;谐波;继电保护;影响
1电力系统谐波概述
1、1谐波的内涵
根据流行的定义,谐波是指周期性电量的正弦波分量,其频率是基波频率的整数倍.一般来说,谐波的频率往往比基波高,因此它被称为高谐波.谐波对电力系统的影响很大,不仅降低了电压正弦波的质量,而且影响了电网的正常运行.随着电子设备的广泛应用,电力电子设备的普及应用,变频调速设备、工业电炉和电力机车等非线性负荷的增加,电力系统的谐波问题越来越严重.
1、2谐波的负面影响
1、2.1继电保护和自动装置的影响
谐波对继电保护和自动装置的影响会使主变压器和母线复合过流保护复合电压闭锁元件开始出现故障,容易引起跳闸事故.如果录像机出现故障,实际记录会出现错误,通讯会干扰谐波电磁和静电感应.谐波的干扰强度与谐波的电压、距离、电流和频率成正比.
1、2.2电源影响
研究发现,大约70%的电容器谐波故障,调和函数,如果电源线损坏,谐波将会改善,更高的谐波产生旋转磁场产生的涡流旋转电机铁损增加,阻尼同步电动机过热或感应电动机定子和转子线圈产生附加铜损失.此外,还可引起振动力矩的谐波电流,使电机转速有规律地变化.
2电力系统谐波对继电保护的影响
2、1谐波可影响距离保护,以及整流继电设备
电力系统难免出现问题,包括谐波电流也很常见,这样容易导致阻抗值不符合基波阻抗值.谐波分量最常出现在电流中,必须立即滤波处理,否则继电设备容易出现误操作.经相关部门调查,发现电力系统只有5%的谐波量时,谐波并不会影响到继电保护设备.然而,实践却事与愿违,大部分电力系统都大于5%的谐波含量.这样一来,谐波将影响继电保护.与此同时,谐波也会对整流继电设备造成不同程度的影响,谐波如果出现在电力系统电流中,三相谐波不会一直保持对称,负序滤波设备也可能出现谐波.对于裂相回路来说,谐波可以被放大,直流脉动同样如此,致使继电保护在操作过程中出现失误.
2、2谐波对继电器与自动装置产生的影响
当一定量的谐波存在继电设备中的电流时,则在基波整定条件下,电磁继电设备可在谐波作用下进行启动,但是,当继电设备接入到谐波电压之后,便会导致正误差的出现,从而极易因此引发低压继电设备出现误动作.通常来讲,对于电磁继电设备来讲,其动作速度较为缓慢,并且对误差的要求也较为宽泛.其中,当谐波含量小于10时,电磁继电设备不会因谐波出现过大的影响.但是,需要注意的是,如谐波含量较大,并且谐波的衰減速度比较慢的情况下,电磁继电设备便会有较大概率出现误动作和无启动等问题,从而引发电力系统出现相应的故障,影响电力系统的正常工作.
2、3谐波对微机保护产生影响
微机电源系统和微机的模拟量输入回路是导致谐波对微机保护产生影响的两个主要因素.微机保护工作出现异常时,很可能是微机模拟量的输入回路含有谐波,所以,为了使谐波不会影响有用信号与干扰信号之比,在测量和控制用的微机系统中都会在A/D转换器前装设模拟式低通滤波器.
3系统谐波问题的应对措施
3、1杜绝电力系统谐波振荡电压
为了保证电力系统供电安全性和稳定性,需要有效转变谐波互感器感抗性能以及电力系统内部的容抗大小,防止电力系统的谐波之间形成参数匹配问题.除此之外,在预防谐波产生共振的情况下,还需要有效提高电力系统的连续回路阻尼大小.因此,相关电力工作人员在进行系统设计时,为了有效保证电力系统设备的正常稳定供电和运转,需要对电压互感器设备的工作性能加以确认.通过改善电压互感器体系,同时增加电力系统的电容大小,在电力系统的三角位置接入电阻,可以有效预防电力系统覆盖设备中心点之间产生接触,同时在电力系统的中性点区域可以直接取消接地,进而使用电阻和地面之间直接进行衔接.在电力系统互感器的三角区域范围内,通过设置对应的元器件和消除谐波的元器件,同时电力系统内部通过瞬间断续的控制方法,将电力系统互感器设备和可控设备之间进行有效的衔接,保证供电系统、电压互感器设备的工作稳定性,进而产生瞬间断续的良好工作效果.在实践工作当中,通过连续电阻的有效使用,提高了电力系统内部谐振回路阻力的电阻值大小,进而保证电力系统控制工作的有效性.在电力系统电压互感器、阻力设备以及开关配置的谐波消除过程中,由于谐波消除的效果和阻值的大小成反比关系,因此在电力系统的阻力数值大小为0的情况下,整体的消除效果达到最佳.而双向型可控瞬间连续短接,可以看成电阻阻力的数值为0,此时谐波不会对电力系统的检测和机电防护设备产生不良的影响.因此,在实际的供电系统当中,互感器三角区域范围内需要设置出相应的谐波消除装置,这样不仅可以解决供电过程当中出现的多频率谐波共振问题,而且还可以对电力系统的谐波共振基地和电力系统的区分提供良好的保障.
3、2应对电力系统谐波变形
在电力系统的供电运营工作中需要对机电防护装置进行有效选择,对机电防护装置的速度性、反应灵敏程度以及保护程度进行有效评价.在充分了解电力系统谐波恶化的情况下,要有效明确电流输入过程中电压波形所产生的形变原因,同时还需要使用电力系统的三次谐波来建立接地保护系统,防止电力系统由于机波检测疏漏而形成不良的谐波变形问题.除此之外,在有效使用变压器设备时,需要对相关的差动保护问题加以考虑,同时有效运用电力系统的高磁性波涌出的二次谐波成分.通过两次谐波制动的方法,对继电器系统工作形成良好的防护作用,有效地避免电力系统继电器产生错误、保护动作问题.从基础上来防止系统永流产生的误操作问题.在电力系统的谐波防护路中,变压器插动保护工作主要是运用速保、变流器、二次谐波来进行制动.对于高频保护工作过程来讲,需要将谐波比进行有效调整,保证高频供电装置的正常稳定工作和运行,在超高压电网的高级防护过程中,通过输入信号的方法来有效消除内部所产生的不良谐波问题,从而有效预防谐波对机电保护所产生的不良影响,进而在110kV负序震荡闭锁单元当中,通过降低谐波互动问题来保证继电保护装置的顺利稳定工作和运行.
4结束语
谐波对电力系统继电保护有很大的影响,谐波在电力系统的出现,不仅降低了电压正弦波的质量,而且还影响了电网的正常运行,因此,为了更好地促进电力系统继电保护的运行,有必要采取各种有利措施,减少谐波对继电保护的负面影响.
参考文献
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[2]陈炜璇.电力系统谐波对继电保护的影响[J].数码设计（下）,2020（2）：90-91.
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谐波引用文献:
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