电力系统谐波对继电保护的影响

罗显召 叶军 徐强强

摘 要：随着供电系统运行规模的不断发展，其中谐波电流的数量也呈现出不断增长的发展趋势。由于供电系统中谐波电流量的增加，电气设备也受到不同程度的影响，特别是对于继电保护设备而言，谐波电流的出现会对其产生不利影响。因此，深入分析供电系统中谐波电流对继电保护装置的影响，并制定相关解决方案。

关键词：电力系统;谐波;对继电保护;影响

引言

电力需求是当代人生活的必要需求。然而稳定性则是电力系统运行过程中的极为重要的要求。电力系统是相当的复杂，既要满足人们的日常生活又要在使用过程对对电能进行保护和控制，最大程度降低损耗 。但是，在电路系统中，因其复杂性和附件的功能作用，有时候电力系统在一定程度上会受到不同程度的危害，所以为了保证安全，必须受到控制，同时起到保护作用。

1 电力系统谐波产生的危害

绝缘层的脆化速度加快，从而缩短了功率电容器和其他电气设备的使用寿命。在电网谐波电压的直接或间接影响下，功率电容器产生了一些未使用的输出功率。此输出功率会损坏电气设备的绝缘层，并严重损害其使用寿命。另外，在谐波电压的连续作用下，功率电容器的电流逐渐膨胀，功率电容器的温度也升高。这种情况会直接导致功率电容器在短时间内应用过度，大大缩短使用寿命。危害电网设备运行，降低效率。谐波电流会从多个层面危及电气设备的正常运行。例如，谐波电流将引起功率电容器的局部放电，这将使功率电容器设备的各个绝缘层过早脆化导致电气设备产生额外的输出功率耗损，这种情况直接危及电网设备的所有正常运行工作。此外，谐波电流还会导致一些无法避免的电力组件额外损失，降低了所有电网运营的高效率。电气设备检测器的操作受到影响，从而损害了电网的安全性。当谐波流经继电保护设备或电网中的其他二次设备时，这些设备将受到影响，导致电气设备测试仪器检查到的数据信息不准确，特定的数据信息出现数据误差的现象，甚至会导致继电保护设备发生错误操作，严重危害电网的安全性，影响日常生活生产用电。如果谐波电流没有及时消除，继续积累，则电网中运行的每个电气设备的各种标准值会变得越来越无法准确测量，严重影响电能质量。

2 电力系统谐波对继电保护的影响

2.1 对机电型继电保护的影响

机电型继电保护装置是对电力系统中的测量部分、逻辑部分以及执行部分进行保护的过程，它是由若干个不同的机电型继电器组成，可以有效的反映出实时电压和电流的运行状态，通常情况下，如果电力系统内部发生一定的故障，机电型机电保护装置就会快速的对故障位置进行定位，减少带来的安全隐患，对于机电型继电器来说，它是由于电磁感应或者电磁力的作用下，产生不同程度的机械动作，并且在继电器中加入了不同的物理量，从而使其满足一定的目的。在电力系统的运行这种，谐波会对机电型继电保护装置造成一定的影响，这主要是由于这个类型的装置是经过电磁、电力以及机械等方面的多次转换而成，而谐波的产生可能会对电力造成一定的影响，从而导致保护装置的准确度降低，速度变慢等现象，还会引发假性故障的产生，对机电型继电保护装置的工作原理造成一定的破坏。

2.2 对整流型继电保护装置的影响

在电力网中，正弦波是理想波形，这是毋庸置疑的，造成谐波出现的原因就是装置的单向导电作用，接线方式以及系统参数等等原因之下产生的。此波的出现对于电力系统是相当的不利，对继电保护装置也造成一定程度的伤害，对继电保护工作也产生不同程度的影响，其中高次谐波是非常重要的因素，当谐波电压较高的时候，继电保护装备在一定程度上就会出现误动等一系列情况，增加系统的误差，从而增加困难性。在高而负序系统中的高次谐波电流会对负序电流产生不同的影响，从而引发误动现象，甚至会破坏联动装置，导致工作无法进行。

3 电力系统中抑制谐波的具体措施

3.1加入滤波器的应用

在电力系统中，有效抑制谐波产生和蔓延的主要方法就是在其中加入相应的滤波器。滤波器是由电容、电感以及电阻组成的滤波电路，它可以对电源线中的特定频率以及线路进行有效的整合，从而对特殊波频信号进行消除工作。从现阶段来说，数字滤波器是比较有效的一种滤波装置，它与模拟滤波器相对应，将电力系统中的运行线路当成一个变量，并且对外界的输入信号进行有效的处理，将输入信号的波形采取有效的倒置工作，从而实现频谱修改的目的。

3.2 无源谐波的治理

无源谐波的治理过程主要是将电抗器与电容器串联到一起，并且形成一定的回路，在这个回路上，它的谐振频率需要设定到不同的振动点上，从而达到滤除多次谐波的目的，在电力系统的运行过程中，这种工作的方法造价成本是非常低的，而且操作简单，市场需求非常大，许多高次谐波采用的都是这种治理方式，但是在无源谐波的治理过程中，它的滤波效果并不是很突出，不能得到有效的消除，还会存在与系统谐振的可能，需要有关人员从综合方面进行考虑和选择。

3.3继电设备采取对策

可以合理地抑制设备整个维护过程中谐波电流的形变。一般来说，有 3 个关键指标值可用于评估继电保护装置的特性，即灵敏度，速动性和选择性。在实践中，可以看到索引值发生恶性变化的主要原因是工作电压和电流的输入波形会导致其变形。为此，需要从以下多个方面进行解决：根据三次谐波工作电压的应用，形成一个100%的电动机定子保护接地管理系统。在此整个过程中，应充分利用三次谐波电势差来构建电动机定子保护接地系统，合理地防止由于零序基本电压上的组件维护不及时而引起的过电流保护问题。要仔细检查谐波电流的变形波形，特别是其正负的不对称特性。直流变压器设备的差动保护一般由二次谐波完成，变压器设备的浪涌电压的高次谐波的成分非常大，并且主要由二次谐波控制。基于此，有必要开发一种继电器设备，该继电器设备可以使用二次谐波合理的制动系统的磁感应变压器，以免发生故障，从而避免由励磁电流引起的操作錯误。

3.4加入滤波器的应用

在电力系统中，有效控制谐波产生还有个最有效的办法就是加入滤波器，这样不但可以抑制产生，还可以抑制蔓延。电容、电感和电阻组成的滤波电路称为滤波器，它的作用在于，它可以把电路中的特定频率以及线路进行有效的整合，从而对谐波进行到限制蔓延的作用，以达到消除工作。从现在来看，此阶段，有一种滤波器能达到良好的效果，那就是数字滤波器，它与模滤波器相作用，在电力系统中，它将运行路线当作为一个变量，对外界输入信号进行整合处理，从而实现频谱修改的作用，以致达到良好的应用效果。

结语

综合上述，电子产品广泛运用，大型工厂，商业大楼等的用户用电量巨大，电力系统更加复杂，这样随着经济的发展，在此基础上电力系统也带来了很大影响，这样电力系统的稳定性和可靠性需要更加得到保证，再这样的前提下，更需要消除谐波电力系统的影响，只有这样才能使得电力系统才能正常运行，对于继电保护装置，还要能够正确的区分电路的运行状态，以此来避免外界的干扰，保证电力系统的稳定运行，这样才是电力发展的主要趋势。供电系统中的谐波电流对继电保护装置存在较大的影响，容易引起操作错误和误操作现象的出现，危害供电系统的安全，对供电系统的安全运行产生极大的危害，因此有必要主动分析影响并为此制定对策，以确保供电系统安全运行。

参考文献

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