电力系统谐波对继电保护的影响

电力系统谐波对继电保护的影响

陈浩

青海黄河光伏维检有限公司 青海省 海南藏族自治州 811800

摘要：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。本文对电力系统谐波对继电保护的影响进行探讨。

关键词：继电保护；电气自动化；谐波影响

一、继电保护装置的定义及其功能的重要性

1.继电保护装置的定义

当电力系统中的电力元件（如发电机、线路等）或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施的成套设备，一般通称为继电保护装置。

2.继电保护的功能及作用

在电力系统中，输电，发电以及供电是电网运行的环节，为了保证各个环节的安全运行，添加继电装置是必不可少的，添加以后不仅可以有效地保证电网的运行，很大程度上可以保护财产和人身的安全。变压器，发电机以及传输线是组成电网的基础设施，一旦这些基础设备发生损坏和故障，整个电网就会瘫痪，所以这时候继电保护装置就会显示出重大作用。

如果在供电系统中发生瞬时性损耗和故障，继电保护就会迅速主动的切断故障，在没有故障前提下，重新供电，从而保证整个电力系统的正常运行。但是如果发生不可逆的故障，或者永久性故障，需要在切除故障以后，采取其他的方法和措施进行供电，以致电力系统的重新正常运行。

以此来看。继电保护在电网中起着不可替代的作用，首先继电保护在发生可逆的损害可以继续进行供电，保证电力系统的稳定性。再者，继电保护的可靠性，发生不可逆的损耗和功能性损害，继电保护可以主动切断供电，保护人身安全。因此，继电装置的配备和完整性是影响整个供电系统的前提保障。

二、谐波对继电保护装置的影响

1.对电磁型继电器的影响

从所查资料分析我们可以得知，谐波的含量不超过40％时候，它的整定误差小于10%，在电力系统中，谐波的设定是根据基波电流或者基波电压整定的，所以在非静止状态下的谐波毕然会对继电保护装置产生一定的影响。在电力系统中，谐波的存在毕然会对继电保护装置产生保护拒动。一旦在继电保护装置上的谐波存在基变电压，基波整定值比电压型继电保护装置动作值要低很多，这就造成继电保护装置出现延误，可能会导致继电保护装置误动，从而导致无法正常运行，特别是空载变压器投切时候，很容易引起跳闸行为。

2.对感应型继电保护装置的影响。

在圆盘磁场的作用下，感应性继电保护装置肯定会产生感应电流，而感应电流在空间其他磁场的作用下，先出电磁转矩，进而促进圆盘转动。感性性继电保护装置动作较慢，可以活动的部分惯性较大，所以谐波对此影响相对较小。基于科学分析，可以了解到，受基变电流产生的谐波分量会在继电保护装置的磁盘上产生附加转矩，所以继电保护装置的触发时间可能会随此影响而产生一定的改变，对于3～5次谐波分量产生的转矩对此产生的影响更大。

3.电力系统中的谐波对继电保护的影响

众所周知，电力系统的一次设备和二次设备的正常工作会受系统中的谐波干扰，而且继电保护装置的工作特性也会因系统中谐波的存在而改变。此外，谐波对材料及设计原理截然不同各种继电器的影响程度会有所不同。因此，在分析谐波对继电保护的影响时，需要进行分别研究，这样才能得到准确的结果。电磁型继电器不易受谐波的影响，在谐波含量低于40%的情况下，继电器的整定误差值不会超过10%。然而，根据基波电压或者电流进行整定的继电保护装置，谐波必然会在分静态状况下对其造成一定的影响。如果在电流继电器工作时出现谐波，保护拒动现象就极可能出现。在空载变压器进行投切时，谐波励磁通流含量往往会非常高，进而造成继电器的误动，而误动一旦出现，断路器就会立刻跳闸。谐波转矩对于可动部分惯性较大，动作较慢的感应型继电器的影响也并不严重。在电力系统中畸变电流随谐波的出现而产生，并会对继电器磁盘产生一定的转矩影响，而且，继电器的灵敏度随着电流频率的增加逐渐下降。在三次谐波和五次谐波电流情况下造成的影响尤为明显，进而影响继电器的灵敏度。由于有正有负的转矩值随谐波电流分量而产生，所以继电器有可能产生误动作。然而，应用积分比相器构成的整流型继电器对于电力系统中的谐波的抵抗力较差。所以，在继电器的设计时，就要合理评估谐波的因素。

三、在继电保护装置中应对谐波的方法

1.对谐波振荡过电压的形成的限制。

正对此问题我们可以从以下着手，首先是在零序回路中增加阻尼，减少谐波的产生和扩大，再者是从途径来解决问题，增大电力系统的容抗和互感器的感抗，这样不会造成谐波震荡参数，也可以从设计思路来解决问题：（1）通过在互感口加设阻尼电阻以此来减少谐波干扰，或者加消除谐波装置。（2）增加电力系统的对地电容，增加地容抗这样也可以很大一部分抵挡谐波影响。（3）在互感器高压侧中性点使用大电容接地。（4）在电力系统的中性点使用消弧线圈接地。综上来看，在设计和思路上，我们可以多点出发，在考虑电力系统的可靠性，稳定性等方面，我们也可以从限制谐波产生，或者从设计途径来解决问题，以此来达到良好效果。

2.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。

3.系统的改进，限制消除谐波

在电力系统中，将将电抗器与电容器串联到一起，这样就形成了有效的回路，在这个回路里，需要将谐振频率设定不一样的震动点上，以此来达到消除多次谐波的目的，因为这样的方法，成本较低，并且操作相对简单，市场需求大，这种方式被广泛运用，许多高次谐波都是采用此方法。

结束语

在现阶段，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。

参考文献

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