摘要：新時(shí)期，電力系統(tǒng)為了滿足社會(huì)不斷發(fā)展的需要，面臨的挑戰(zhàn)也越來(lái)越多，電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中使用的各種設(shè)備也在不斷增加。因此導(dǎo)致諧波問(wèn)題變得越來(lái)越嚴(yán)重，諧波對(duì)于個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行都會(huì)產(chǎn)生一定的影響，因此消除帶波影響，加強(qiáng)對(duì)于繼電保護(hù)的保護(hù)成為了電力企業(yè)重點(diǎn)關(guān)心的問(wèn)題。因此，近年來(lái)廣大電力行業(yè)的工作者對(duì)于諧波的探究越來(lái)越多，就諧波產(chǎn)生的途徑進(jìn)行了分析，然后分析了諧波影響繼電保護(hù)系統(tǒng)的具體表現(xiàn)，最后分析了為了減少諧波對(duì)于繼電保護(hù)系統(tǒng)的影響需要采取的針對(duì)性策略，為促進(jìn)單利系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性有一定的參考價(jià)值。

1、前言

在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，由于運(yùn)行設(shè)備的數(shù)量和種類不斷增加，隨之產(chǎn)生的諧波是不可能徹底消除的，并且諧波對(duì)于繼電保護(hù)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有一定的干擾，所以重視諧波的整治工作，減少諧波的不良影響，是近年來(lái)電力系統(tǒng)的工作人員致力解決的問(wèn)題，隨著諧波現(xiàn)象對(duì)于電力系統(tǒng)來(lái)講變成了一種污染，所以對(duì)于諧波的關(guān)注程度越來(lái)越深，對(duì)于諧波的研究力度也在不斷增大，分析諧波對(duì)于繼電保護(hù)系統(tǒng)的主要影響，然后采取針對(duì)性措施是保障繼電保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。

2、繼電保護(hù)所受諧波影響的具體表現(xiàn)分析

諧波指的是電流中超過(guò)基波的頻率整數(shù)倍的非正弦的周期性電量，處于正常供電環(huán)境中的電流及電壓從理論上講都應(yīng)該處于正弦波的狀態(tài)。因此，諧波污染會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行造成破壞性影響，其對(duì)繼電保護(hù)的影響尤其嚴(yán)重，具體的繼電保護(hù)影響表現(xiàn)大致如下：

2.1對(duì)不同繼電器的影響

2.1.1電磁型繼電器

電磁繼電器的轉(zhuǎn)矩和流經(jīng)此繼電器所有線圈的有效電流值的平方呈現(xiàn)正比例關(guān)系，一旦諧波與基波之和高于繼電器動(dòng)作所需的電流值，繼電器就會(huì)相應(yīng)地開(kāi)展各種保護(hù)動(dòng)作。而諧波的存在增加了有效電流值，一旦諧波的含量達(dá)到此電流值的10%以上，它就會(huì)使繼電器產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作，進(jìn)而誘發(fā)電力系統(tǒng)故障的出現(xiàn)。

2.1.2感應(yīng)型繼電器

感應(yīng)繼電器的工作以感應(yīng)電流以及空間的其他磁場(chǎng)作為動(dòng)力開(kāi)展工作，圓盤在本磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流，而此感應(yīng)電流則會(huì)與其他磁場(chǎng)呼應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生使圓盤得以轉(zhuǎn)動(dòng)的電磁轉(zhuǎn)矩。而諧波的存在則會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩的增加，使圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)速度變快，為繼電器工作造成誤動(dòng)或是拒動(dòng)的問(wèn)題，進(jìn)而使繼電器受到影響。但是，感應(yīng)型繼電器具有較高的賡睦，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的速度較慢，受到諧波的影響不甚明顯。

2.2對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的影響

2.2.1距離保護(hù)

繼電保護(hù)設(shè)備開(kāi)展距離保護(hù)共同工作，是以線路固定距離內(nèi)測(cè)量的基波阻抗值為基礎(chǔ)進(jìn)行變化的，如果系統(tǒng)中存在過(guò)高的諧波分量就會(huì)導(dǎo)致實(shí)際的阻抗值嚴(yán)重偏離基波的阻抗值，進(jìn)而造成繼電保護(hù)設(shè)備距離保護(hù)的失效，或造成繼電器誤動(dòng)現(xiàn)象。

2.2.2零序保護(hù)

繼電保護(hù)設(shè)備開(kāi)展零序保護(hù)工作，是以通過(guò)線路非平衡狀態(tài)的零序電流的最大值為基礎(chǔ)具體實(shí)施，一旦線路電流中出現(xiàn)過(guò)高的3次諧波分量，不平衡的零序電流會(huì)迅速增加，進(jìn)而導(dǎo)致零序保護(hù)動(dòng)作失于精準(zhǔn)，阻礙保護(hù)作用的實(shí)現(xiàn)。

2.2.3計(jì)算機(jī)

諧波通過(guò)影響計(jì)算機(jī)的電源供給系統(tǒng)，以及模擬量的輸入回路，達(dá)到對(duì)于繼電保護(hù)賴以現(xiàn)的計(jì)算機(jī)工作的影響。具體來(lái)講，計(jì)算機(jī)線路的各項(xiàng)啟動(dòng)保護(hù)元件，如負(fù)序量啟動(dòng)、突變量啟動(dòng)等，都是以門檻的電流或電壓量作為其啟動(dòng)量，這些啟動(dòng)量一旦遭遇諧波影響，必定造成回路所發(fā)信號(hào)的錯(cuò)誤，同時(shí)，輸人回路中存在過(guò)高的諧波，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)對(duì)于電流模擬的失真，進(jìn)而影響計(jì)算機(jī)的實(shí)際控制工作。

3、如何減少諧波對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的影響

為了提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和運(yùn)行穩(wěn)定性，在降低諧波對(duì)電網(wǎng)不利影響的同時(shí)，還要保障電力系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的安全。在實(shí)際使用中，必須針對(duì)電力系統(tǒng)諧波對(duì)繼電保護(hù)的具體影響在完善繼電保護(hù)性能的同時(shí)，增強(qiáng)對(duì)相關(guān)應(yīng)對(duì)措施的研發(fā)。

3.1杜絕電力系統(tǒng)諧波振蕩電壓

為了保障電力系統(tǒng)安全性，應(yīng)改變諧波互感器感抗性能以及電力系統(tǒng)容抗，避免其與電力系統(tǒng)諧波形成的參數(shù)相匹配。另外，在預(yù)防諧波發(fā)生諧振的同時(shí)，還應(yīng)增強(qiáng)電力系統(tǒng)的零序回路阻尼。因此，在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為了保障電力系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)行，應(yīng)使用性能優(yōu)良的電壓互感設(shè)備，以改善電壓互感體系，并增加電力系統(tǒng)的對(duì)地電容。同時(shí)，在電力系統(tǒng)中互感器的三角位置接人定值阻尼電阻和消諧構(gòu)件，可以杜絕電力系統(tǒng)互感設(shè)備中性點(diǎn)接觸，面在電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)區(qū)域，可以取消直接接地，而采用電阻與地進(jìn)行有效連接。在電力系統(tǒng)互感器的三角位置，通過(guò)設(shè)置對(duì)應(yīng)的元器件和消諧構(gòu)件，并在電力系統(tǒng)實(shí)施“瞬間斷續(xù)”時(shí)，與電力系統(tǒng)互感設(shè)備的可控硅進(jìn)行有機(jī)連接，可以保障電力系統(tǒng)的電壓互感設(shè)備相關(guān)區(qū)域及時(shí)產(chǎn)生瞬間斷續(xù)作用。實(shí)踐應(yīng)用中，在使用零序電阻的同時(shí)，增加電力系統(tǒng)諧振回路阻尼電阻值，可以保障電力系統(tǒng)控制序列的相關(guān)電壓值。在對(duì)電力系統(tǒng)電壓可感設(shè)備、阻尼電阻角開(kāi)口相關(guān)位進(jìn)行諧波消除時(shí)，由于消諧效果與阻尼電阻大小成反比關(guān)系，因此當(dāng)電力系統(tǒng)阻尼數(shù)值為時(shí)，消諧效果最仹，而雙向型可控硅瞬間斷續(xù)短接，就相當(dāng)于電阻阻尼數(shù)值為，此時(shí)諧波不會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)以及電磁型繼電設(shè)備產(chǎn)生影響。因此，在實(shí)際電力系統(tǒng)應(yīng)用中在互感器的三角位置設(shè)置消諧裝置，不僅能有效解決電力系統(tǒng)的多頻率諧振現(xiàn)象，而且對(duì)電力系統(tǒng)諧振接地以及電力系統(tǒng)區(qū)分都有重要作用。

3.2應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)諧波變形

在電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)中，主要通過(guò)繼電保護(hù)裝置的選擇性、速動(dòng)性以及靈敏度對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。在了解電力系統(tǒng)諧波指標(biāo)惡化狀況，明確電流、輸入電壓波形形變?cè)虻耐瑫r(shí)，可以充分利用電力系統(tǒng)的次諧波來(lái)構(gòu)建定子接地保護(hù)系統(tǒng)，杜絕電力系統(tǒng)因基波檢測(cè)疏忽而造成的諧波波形變形。另外，在充分利用變壓設(shè)備相關(guān)差動(dòng)保護(hù)的同時(shí)，還可利用電力系統(tǒng)高次諧波涌流中的次諧波成分，開(kāi)發(fā)使用次諧波制動(dòng)的差動(dòng)繼電器，從而有效避免電力系統(tǒng)繼電保護(hù)誤動(dòng)，從根本上杜絕因涌流引起的誤操作。在電力系統(tǒng)諧波防護(hù)中，變壓器差動(dòng)保護(hù)主要是利用了速飽和變流器以及次諧波進(jìn)行制動(dòng)。對(duì)于高頻保護(hù)，則將半波比相改為正、負(fù)半波均比相和“與”門出口即全波比相或加裝諧波閉鎖，從而保障高頻裝置的正常使用。在超高壓電網(wǎng)高級(jí)保護(hù)中，通過(guò)對(duì)輸入信號(hào)的有效濾波，可以有效防范諧波對(duì)繼電保護(hù)的影響。而在負(fù)序振蕩閉鎖元件中，通過(guò)加裝不致過(guò)長(zhǎng)延遲動(dòng)作時(shí)間的小濾波器，可減少諧波誤動(dòng)，保障繼電保護(hù)裝置順利運(yùn)行。另外采用增量型元件，可避免電力系統(tǒng)負(fù)序和穩(wěn)態(tài)諧波的影響。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，由于電力系統(tǒng)諧波對(duì)繼電裝置及其自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)具有重要影響，常常會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)誤動(dòng)或拒動(dòng)，提高力系統(tǒng)的故障率，因此在實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行中，必須明確諧波對(duì)繼電保護(hù)的影響，找出誤操作誤動(dòng)的原因，并采取改進(jìn)措施，從而保障繼電保護(hù)系統(tǒng)正常安全運(yùn)行。

(孟召杰 河北省邯鄲市武安市礦山鎮(zhèn)大唐武安發(fā)電有限公司 河北邯鄲 056303)

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