电力系统谐波对继电保护的影响

王众泽

摘要：现如今，我国是经济迅猛发展的新时期，电力行业在我国发展十分迅速，在电力系统当中，谐波主要指的是电流当中含有频率为基波整数倍的电量。在近几年的发展过程中，随着中国电力行业的发展速度不断加快，各种新型的电气装置以及设备不断出现，非线性负荷在国民经济和人们生产工作中应用越来越广泛。因此，电网内部的谐波不断上涨，对电力系统所产生的影响非常明显。本文重点针对电力系统谐波对继电保护所产生的影响进行了分析和研究，并且提出了相应的问题解决措施，有效保证了电力系统安全稳定工作和运行。

关键词：电力系统;谐波;继电保护;应对措施

引言

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

2.1静态机电设备

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是微分比相器和积分比相器的比较，而在电气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谐波，但是因为电压达不到预期电压值，电压就难以翻转。而交流带电已经转化成方波，在微分电路上形成脉冲，如果此时系统受到諧波的影响，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。

2.2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，电压继电设备中的动作值就会在大于基波的整值，进而出现拒动的问题。而在实践中，在空载变压器的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。而在电磁继电器中其对于误差的影响不高，如果谐波含量小于一定值，则继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继电器误动问题，进而导致较为严重的系统事故与问题。

2.3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，将消除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接地。

2.4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、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，防止电力系统由于谐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回流产生的误操作问题。在电力系统的谐波防护中，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机电保护装置的顺利稳定工作和运行。

2.5加强对继电保护装置的预防性检修

预防性检修的最短周期直接关系着继电保护装置的安全检查，也是影响检修周期的重要因素。因此，电力企业需要根据继电保护装置的实际使用情况，分析相关设备的使用和磨损情况，以便及时进行预防性维护。这种维护方式的优点是可以有效降低故障发生的可能性，降低其对继电保护装置的整体稳定性的影响。针对实际情况，电力企业在对继电保护装置进行预防性维护时，在检查以后，需要迅速分析数据，并对存在风险的部位进行检修。不同继电保护装置在不同条件下存在最短周期的差异，故而，电力企业在进行预防性检修时，所采取的措施的频次也有所不同。为此，检修人员在实际的预防性检修工作中，需要做到以下几点：（1）在电力系统继电保护装置发生故障问题以后，检修人员需要及时地对故障部位进行确定，并采取科学的处理措施;（2）检修人员在进行继电保护装置的检修工作时，需要注意保护自身的安全，在保障自身安全的基础上进行检修;（3）如果继电保护装置的故障问题较为复杂、较为严重，检修人员需要马上进行设备停机处理，以免对电力企业造成不可挽回的损失。

结语

近些年来，随着电力电子设备在电力系统中得到大规模运用，供配电系统日趋复杂，对保证电力系统正常运行的继电保护产生了极大的影响，谐波问题开始为人们重视。对于继电保护本身而言，应尽量减少外界干扰。因此，对出现的故障和设备的不正常运行应及时处理，保证电力系统中的继电保护能够正常工作。

参考文献

[1]白汗.探究电力系统谐波对继电保护的影响[J].电子测试，2018（19）：107-108.

[2]张旭泽，郑永康，康小宁，等.智能变电站继电保护系统所面临的若干问题[J].电力系统保护与控制，2018，46（6）：90-96.