电力系统谐波对继电保护的影响

牛原

（国网天津市电力公司宁河供电分公司，天津301500）

当前，随着中国电力行业的整体发展速度不断加快，很多新型的电气设备大量投入到了电力系统工作当中，同时大量的非线性负荷存在于供电电网当中。供电系统在工作过程当中产生的谐波问题，会直接造成整个供电系统的稳定性下降，同时也影响人们的用电质量。在高压直流供电过程中，如果电力系统内部出现不良的短路问题，则谐波对电力系统所产生的影响，会直接造成各种电力设备出现故障，同时也会使机械设备的使用寿命缩短。当电力系统内部的机电保护设备和相关工作装置出现畸动的情况下，对整个电力供电安全性和稳定性会带来严重的影响，甚至有可能会造成更加严重的电力瘫痪事故。

因此，在电力系统的实际工作过程中，必须要依照继电保护机器自动装置的工作原理，有效地控制谐波所产生的不良影响，保证供电网络的正常稳定工作和运行。

1 谐波对继电保护系统的影响

在电力系统的正常供电过程当中，如果继电器的工作性能降低，保护动作出现异常，电力系统的防护装置经常会出现不良的互动问题，甚至无法正常工作。因为不同继电器的工作原理和设计性能存在一定的差异性，因此谐波的影响程度也各有不同。

在高压直流系统当中，谐波对电力系统所产生的故障影响相对较大，因此在整个供电系统内部会对机电设备造成更加严重的影响，这是直接造成电气设备无法正常稳定工作运行的主要原因，同时也加大了电力系统内部的损耗，导致输电线路产生了不良的老化问题。由此可见，谐波对电磁型继电器所产生的影响非常明显[1]。

对于电磁型继电器来讲，当供电线路内部的谐波含量相对较低时，整体的动作误差相对较小。但是，因为电力系统继电器是依照整体电流和基波电压来确定是否产生动作，因此，基于这一工作状态下谐波对继电器工作的影响相对较大。针对电流继电器谐波的存在，会直接造成继电器的防护系统出现畸动问题，同时因为谐波异常电压的干扰，基波整体的工作数值大于实际动作数值，会出现继电器拒动以及电压继电器出现误动等不良问题。例如，在空载变压器工作过程中内部的谐波含量相对较高，会直接造成供电线路产生的电流分量过大，进而产生非常明显的继电器误动问题，这将直接造成线路断路器跳闸。

2 谐波对整流型继电系统以及距离保护系统的影响

由于机波阻抗值的误差值相对较大，同时电力系统内部的谐波电流分量相对较小，如果没有对滤波进行及时的处理，不但会直接造成电力系统继电设备产生误动问题，同时还很有可能会造成误操作问题。通过电力系统工作人员的调查分析，可以看出电力系统的谐波含量较小的情况下，谐波对保护设备的影响相对较小，但是在实际的供电工作中，由于供电线路外部环境因素的影响，电力系统的谐波含量通常情况下会超过标准数值，进而会对机电保护器系统的保护功能产生一定的干扰。当电力系统电流存在大量谐波的情况下，由于三相谐波不对称或者是不相等的问题，外加上机电防护装置附近存在并联电容，对谐波的放大作用会造成供电装置产生更大的谐波问题，整体的供电稳定性受到了一定的影响，严重的情况下会直接造成电力系统的继电防护出现误操作问题[2]。

电力系统供电过程中，电网继电保护装置主要由通过电力系统、电压系统和线路主保护系统所构成，供电电流增加的情况下谐波干扰问题表现非常明显，电力系统的谐波会直接造成供电电压产生异常，同时会直接影响到电力系统的保护回路，造成设备出现误操作问题。除此之外，因为电力系统的线路防护系统设备产生故障，内部的工作原件启动受到了电力系统谐波问题的干扰，整个电力系统的逻辑电路和防护电路出现中断，进而影响整个继电保护工作的性能。

3 系统谐波问题的应对措施

为了有效提高供电系统运行工作的安全性和稳定性，有效降低谐波对电网供电所产生的不良影响，充分保证供电系统内部电气设备的工作安全性，相关供电单位制定出了相应的问题解决措施。

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[3]。

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110 kV 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]。

4 结束语

综上所述，在电力系统的供电工作中，相关供电单位需要对系统谐波产生的影响加以充分的重视。重点针对谐波对继电保护所产生的影响进行合理的控制。除此之外，在电力系统的供电过程中，谐波问题还会造成电压、电流以及阻抗等方面的问题。因此，针对继电保护工作，必须要有效预防受到外部环境因素的影响，对继电保护装置存在的各种异常问题有效解决，最大限度地提高供电工作的质量和效率。