電力系統(tǒng)諧波對繼電保護的影響

諧波產(chǎn)生的原因

諧波是指一種周期性的一種頻率變量，它是對電力系統(tǒng)中電流的一種改變，而且諧波中還可以分為分數(shù)諧波、間諧波以及次諧波等不同的類型。諧波主要是由電源、輸配電設備以及電力系統(tǒng)中的非線性負載構成的。電源端產(chǎn)生的諧波是在發(fā)電過程中，三相繞組在制作上有著一定的質(zhì)量問題，很難達到各個參數(shù)上的平衡，在不同的影響因素下，會造成一定諧波的產(chǎn)生，但電源端諧波非常少，一般不會有太大的影響。輸配電過程產(chǎn)生的諧波，是由于電力變壓器導致的，這是由于變壓器在設計過程中，可能會考慮到經(jīng)濟性等方面，忽略掉鐵心磁化曲線的影響，使其處于非線性的狀態(tài)，產(chǎn)生一定的諧波，這諧波電流通常所占額度較高，對電力系統(tǒng)的影響是非常大的。另外，諧波產(chǎn)生的原因還包括電力設備的作用。包括一些變頻設備和用戶端的使用設備，在充電裝置以及控制等方面，會造成不同程度的變化功率，從而增大諧波產(chǎn)生的概率。

繼電保護在電力系統(tǒng)中的作用

繼電保護可以在故障發(fā)生的短時間內(nèi)，立即將故障元件進行有效的切除，減輕故障元件的損耗，保證電力系統(tǒng)中其他設施正常運行，繼電保護具有一定的自動性和快速性，并且是對電器元件的一種監(jiān)控，可以多個方向上保證它的運行狀態(tài)，避免由于外界干擾對電力系統(tǒng)造成的影響。電力系統(tǒng)中的繼電保護裝置可以與其他裝置進行有效的配合，在條件允許的情況下，提高電力系統(tǒng)運行的可靠性，當電網(wǎng)發(fā)生嚴重性破壞時，將保護設備快速脫離電網(wǎng)，發(fā)出警報信號，降低財產(chǎn)的浪費，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化和遠程化發(fā)展，促進工業(yè)生產(chǎn)自動控制的變化。

電力系統(tǒng)諧波對繼電保護的影響

（一）對機電型繼電保護的影響

機電型繼電保護裝置是對電力系統(tǒng)中的測量部分、邏輯部分以及執(zhí)行部分進行保護的過程，它是由若干個不同的機電型繼電器組成，可以有效的反映出實時電壓和電流的運行狀態(tài)，通常情況下，如果電力系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生一定的故障，機電型機電保護裝置就會快速的對故障位置進行定位，減少帶來的安全隱患，對于機電型繼電器來說，它是由于電磁感應或者電磁力的作用下，產(chǎn)生不同程度的機械動作，并且在繼電器中加入了不同的物理量，從而使其滿足一定的目的。

（二）對整流型繼電保護裝置的影響

在電力系統(tǒng)中，電力網(wǎng)供電的理想波形是正弦波，而由于繼電保護裝置的單向?qū)щ娮饔茫谙到y(tǒng)參數(shù)、三相荷載以及接線方式等共同作用下，造成諧波的產(chǎn)生，對于繼電保護工作產(chǎn)生不同程度的影響。高次諧波是其中最主要的影響元素，當諧波電壓處于比較高的狀態(tài)時，繼電保護裝置可能會存在操作失靈或者誤動等情況，增加供電系統(tǒng)中電壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的誤差。而負序系統(tǒng)中的高次諧波電流也會對負序電流產(chǎn)生不同的影響，引發(fā)誤動現(xiàn)象，甚至會破壞繼電保護中的遠程聯(lián)動裝置，導致工作無法再繼續(xù)進行下去。

（三）對整流型繼電保護裝置的影響

在電力系統(tǒng)中，電力網(wǎng)供電的理想波形是正弦波，而且由于繼電保護裝置中的單向?qū)щ娮饔?，在系統(tǒng)參數(shù)、三相荷載以及接線方式等共同作用下，造成諧波的產(chǎn)生，對于繼電保護工作產(chǎn)生不同程度的影響。高次諧波是其中最主要的影響元素，當諧波電壓處于比較高的狀態(tài)時，繼電保護裝置可能會存在操作失靈或者誤動等情況，增加供電系統(tǒng)中電壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的誤差。而負序系統(tǒng)中的高次諧波電流也會對負序電流產(chǎn)生不同的影響，引發(fā)誤動現(xiàn)象，甚至會破壞繼電保護中的遠程聯(lián)動裝置，導致工作無法再繼續(xù)進行下去。

應對策略

（一）抑制電容器電壓

為了有效降低電力諧波對電力設備的影響，一般在電路系統(tǒng)中會利用選項斷路器來消除電容器的瞬態(tài)電壓，降低電力諧波出現(xiàn)的概率，促使電力系統(tǒng)能正常運行，滿足用戶的電力需求。值得注意的一點是，當電力諧波和電力電容器同時存在時，電容器會直接使諧波電流更強勁，而對電力系統(tǒng)造成一定的消極影響。因此，為了電力系統(tǒng)的正常運行，就必須利用濾波電抗器，因為其不僅能有效降低諧波的頻率，也能縮減諧波電流，以促使電流持續(xù)供應。

（二）設置濾波器

濾波器是一種能直接控制電力諧波的電子裝置，不僅容納了高速計算機等先進技術，而且通過電流互感裝置來檢測電流諧波的含量，并對其進行有效處理后，在逆變器的作用下，形成與諧波電流相反的、諧波大小一致的電流，進而直接傳輸?shù)诫娏ο到y(tǒng)中，使電力諧波得以中和。濾波器主要包括兩個方面的內(nèi)容，分別是有源濾波器和無源濾波器。其中無源濾波器主要是通過諧振來消除電力諧波的，其涵蓋了電阻及電抗器等內(nèi)部結(jié)構，在使用過程中能直接連接諧波源，從而抑制住電力諧波。加上其自身的優(yōu)點，例如成本低、設備維護方便等，而且也能有效吸收高次諧波。有源濾波器相較于無源濾波器而言，也具有獨特的優(yōu)勢。

結(jié)語

電力諧波會直接影響著電力系統(tǒng)地正常運轉(zhuǎn)，而且其影響力會隨著時間的推移而日益加劇。因此，為了有效降低電力諧波對電力設備的影響，就必須利用先進的技術手段來予以緩解。相關電力研究人員需要不斷研究新技術、新方法來降低諧波對電力系統(tǒng)的影響，以保障電網(wǎng)的正常運行。

本文來源：《魅力中國》：http://m.k2057.cn/w/wy/25805.html