电力系统谐波对继电保护的影响探究

孔海波　石庆喜　冯德品

摘要:根据相关研究数据表明电力系统的迅猛发展进一步推动了新型电器设备技术水平的提升，但是，电力系统谐波对继电保护影响问题日趋严重。目前新型继电保护设备中微机保护被广泛的使用，所以当务之急要解决的问题是对电力系统运行中谐波对继电保护产生的一系列影响，对于这一问题，要给予足够的重视。针对以上问题，本文对电力系统谐波对继电保护产生的相关影响进行深入的分析和探究，希望能够进一步促进我国电力事业的发展。

关键词:谐波;电力系统;继电保护

1继电保护现状及谐波问题概况

在社会经济不断进步和科技水平不断提升的大背景下，电网发展速度比较快，在规模上逐步扩大，这一发展的趋势能够更好的适应电力系统在运行过程中更好更快的发展，科学技术水平不断提升，成为促进电力行业发展的动力，继电保护在科学技术的推动下，更好的向前迈进了一大步。对继电保护的工作中有四项最基本的要求，分别是速动性、选择性和灵敏性以及可靠性，这也是技术人员在操作的过程中不断追求的目标。而当前计算机技术迅猛发展，更好的促进了电力系统的进一步发展和前进，电力系统在运行的过程中，继电保护的装置是其中要保证的设备，也是能够及时满足电力系统运行的安全性能，这也成为继电保护发展中的重要动力。电力系统经过了上达百年的发展，继电保护趋于完善的同时，继电保护中的相关装置元件以及材料也都随之发生了巨大的变化，整流式、机电式、晶体管式以及集成电路式和微处理机式等几个阶段，进入最后的微处理机式是在上个世纪九十年代开始的，在我国逐步发展起来。

谐波可以说是电力系统运行中出现的一种污染或病毒，它的出现不仅能够扰乱整个电力系统继电保护体系的正常运行，同时将会对电压正弦波质量产生较强的负面影响。电力行业的发展推动电子设备的广泛应用，比如说有电器机车等，尤其是高压直流输电的广泛应用，这也是致使谐波在电力系统继电保护中的问题更加严重和突出的主要原因之一。

针对上述现状，本文主要对其进行深入的分析和探究，研究的主要内容是谐波对继电保护相关设备的影响。文章主要结合电网运行和发展的实际情况，主要的研究工作将会放在继电保护相关设备的日常运行和维护上，同时我们分析和研究是通过现场试验后，对电力系统的日常维护工作提出了相关的意见和建议。

2电力系统谐波的相关问题

电力系统运行中，工作的重点就是加强对继电保护体系的监督和检测，保证其正常工作和运行，而对谐波的监测是继电保护中的重大难题，也是整个继电保护工作中较为复杂的工作之一，电力系统继电保护的每一个环节涉及到的技术含量都是比较高的，一旦出现谐波，那么监测和解决的措施和方法也是错中复杂的，这就需要对其工作的原理进行分析和探究，关键是在于它们对谐波产生影响的承受能力，根据每个运行环节的性能与谐波产生的影响相结合，总结出二者之间影响和被影响的紧密关系。

3谐波对电力系统继电保护的影响

谐波对电力继电保护有一定的影响，即：在电力继电保护工作中，若是出现谐波电压和电流，那么对电力系统中的一次设备和二次设备均有严重的危害，导致系统设备无法正常运行。谐波的出现能够改变继电保护体系原有的工作特性和顺序，当然每个环节的继电保护设备都是不同的，所以谐波对其产生的影响程度也是不同的，这就要求我们在监测谐波时，具体问题具体分析，采用科学合理的预防和解决的办法，进而减少谐波对电力系统继电保护的影响。

在继电保护系统中有一种叫做电磁型继电设备，谐波对该电器设备的影响是比较小的，谐波含量若低于百分之四十时，那么相对应的整定值误差则不会超过百分之十的，由此推出，监测谐波时可以在这一范围之内酌情处理。另外，感应型的继电器受谐波的影响也比较小，主要的原因是可动部分的惯性大，运行的过程中速度慢，所以说影响不严重。但是对于整流型继电保护设备和装置，尤其是对于那些应用积分比相器的原理构成的继电装置，受到谐波干扰时，影响比较大。谐波会出现波形畸变，这时若是过零检查的话，比较容易出现错误，那么，操作人员在实施继电保护措施时，就会被误导，采取错误的做法。我们电科院对此进行了动模实验，实验的结果数据显示结果CKJ-1型快速距离保护和CKF-1型快速方向保护需要将其中的A,B滤波器串联,所以通过试验结果分析，需要在极化回路中加上源带通滤波器，这样才能更好的消除谐波带来的影响。

微机型的继电保护设备运行是通过在硬件中采用滤波单元以及数字滤波技术相结合进行的，这样运行的最大优势就是大大减弱了谐波对继电保护系统的影响，但是若采用的是快速算法的高速继电保护系统的设备，那么谐波对其产生的影响仍是存在的。

3.1谐波对变压器保护体系产生的影响

电力系统在运行中，发电是需要一定的电压的，那么变压器就是必不可少的了，因此有必要研究一下谐波对继电保护中变压器产生的一系列的影响。变压器的差动保护，在运行的过程中，是将突变量作为其判据，但是除了CST140和CST141两种继电保护装置外，LFP900系统的继电保护变压器是采用基于半周积分算法的相电流工频变化量作为判据的，这也是这两种变压器设备的不同之处，但是二者的相同之处是都不能对谐波的影响完全消除，所以在启动时均会出现不正常的现象。

3.2谐波对线路保护的影响

可以说谐波对电力系统继电保护中的每一个环节都会产生影响，只是产生的影响程度是不同的，但是整体看来，线路是继电保护中的重中之重，那么关注谐波对继电保护线路的影响也是本文研究的重点。继电保护系统中，若是出现含量较大的谐波时，采用相电流突变量的方法进行启动，或者也可以采用变频进行启动，这两种方式的共同点是会导致收发信机和保护系统难以正常启动。

LFP900的系列继电保护中，通常采用的是工频变化量阻抗继电器，其动作速度比较快,那么，必然会受谐波含量的一系列影响。若在谐波含量比较大的情况之下,这就需要应在整定时给予适当的考虑。另外，对于CSL101A、102A两种类型的继电保护系统,如果突变量起动元件在不断起动的情况下就会产生动荡，并且这种动荡感会促使程序处于振荡封闭的模块之中，将不利于整个系统的正常运行。那么，我们可以采取距离振荡闭锁的区域。

3.3谐波对电网的影响

在继电保护工作中有一个重要的环节就是电网线路的二次回路，这一环节，出现含量较大的谐波，就会受到谐波影响程度较为严重，所以说继电保护运行中，对于系统出现含有谐波分量时，尤其对二次系统的回路的安全产生严重的影响，这也是我们分析谐波对继电保护系统产生影响的重要内容之一。

那么由此，我们就可以得知，适当选择二次设备是非常重要的，在使用的过程中需要注意的是要尽可能的原理较高含量的整次谐波频率，这也提醒了我们，要着重监视二次回路，从而避免空中较长的线路。

4结论

综上所述，本文对电力系统中继电保护中出现的谐波进行了一系列的分析和探究，通过对电网实际现状进行分析，对出现的一系列的问题对继电保护产生的相关影响，那么针对以上的分析，我们可以总结为以下几点措施：首先要积极吸取国内外的相关谐波标准，结合我国电力发展的实际情况进行酌情调整。其次，安装相应的检测装置，对谐波进行监督和检测，建立健全谐波监测体系，尤其是对谐波潮流分布的监测，做到及时有效的控制和预防。再次，加强对含量较高的谐波继电保护系统采用强有力的监测方法和设备，提高监测基础设施和技术，及时准确与时代经济和科技相结合，促进我国电力继电保护体系健全发展和提升。

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