电力系统谐波对继电保护的影响姜嘉强--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

电力系统谐波对继电保护的影响姜嘉强

发表时间：2020/7/21 来源：《电力设备》2020年第8期作者：车星儒姜嘉强

[导读] 摘要：在电力系统中，随着其规模的不断扩大，导致其中谐波量的产生也在呈现不断加大的趋势。

        （国网吉林省电力有限公司吉林供电公司 132001）
        摘要：在电力系统中，随着其规模的不断扩大，导致其中谐波量的产生也在呈现不断加大的趋势。其中，鉴于谐波量在电力系统中的增加，当中电气设备也会因此而受到不同程度的影响，特别是对继电保护装置来讲，谐波的出现对其功能的发挥有着极大的负面作用。所以，深入了解电力系统谐波对继电保护的影响，对于制定相关应对策略有着重要的帮助作用。
        关键词：电力系统；谐波；继电保护；危害
        1.谐波对继电保护的影响分析
        1.1 谐波可影响距离保护，以及整流继电设备
        电力系统难免出现问题，包括谐波电流也很常见，这样导致阻抗值不符合基波阻抗值。谐波分量常见出现在电流中，必须立即滤波处理，否则继电设备容易出现误操作。经相关部门调查，发现电力系统只有5% 的谐波量时，谐波并不会影响到继电保护。然而，实践却事与愿违，大部分电力系统都大于了5%的谐波含量。这样一来，谐波将影响继电保护。与此同时，谐波也会对整流继电设备造成不同程度的影响，谐波如果出现在电力系统电流中，三相谐波不会一直保持对称，负序滤波设备也可能出现谐波。对于裂相回路来说，谐波可以被放大，直流脉动同样如此，致使继电保护在操作过程中失误。
        1.2 谐波对微机保护产生影响。
        微机电源系统和微机的模拟量输入回路是导致谐波对微机保护产生影响的两个主要因素。微机保护工作出现异常时，很可能是微机模拟量的输入回路含有谐波，所以，为了使谐波不影响有用信号与干扰信号之比，在测量和控制用的微机系统中都会在A/D转换器前装设模拟式低通滤波器。
        1.3 谐波对变压器保护造成的影响
        变压器差动保护的起动判据一般都是选择突变量。LFP900系列变压器保护的判据选择的是相电流采样值的突变量，在这两种情况下依然可能会受到谐波的影响，出现保护异常起动的情况就非常大。
        1.4 谐波给电网造成的影响
        如果系统中含有谐波分量，继电保护工作就很有可能出现异常，并联或串联谐振可能会出现在二次系统的谐波感抗与容抗间，因此无法保障二次回路的安全。这样就要求我们在进行设计的时候，慎重的选择二次设备，不要让二次系统固有频率靠近系统中含量较多的整次谐波频率；要注意设计好消谐回路，努力不要让谐波造成谐振过电压。为了避免铁磁谐振，在500kv系统中使用电容式电压互感器CTV，系统运作时监视好二次回路，空中线路要短。
        2.抑制谐波的有效措施
        为了确保电力系统在输电.供电过程中的安全性和稳定性，在解决谐波带来影响的同时，保障其它电器设备的稳定运行.安全运行状态。随着电网线路长期的运行，常面临着需要更换电气设备，因此谐波的出现是不可避免的问题，因此在电力系统输电.供电的过程中，围绕谐波为继电保护装置带来的影响，在加强继电保护性能的同时，采取针对性的应对措施，从而改善谐波，确保继电保护装置在电力系统能有效发挥其保护作用。
        2.1 止谐波产生震荡电压
        在电力系统内要降低谐波对继电保护设备产生的影响，可从谐波本身出发进行改造，来预防谐波产生的出震荡电压，并得到合理的控制，应从以下两个关键点开展。
        2.1.1 考虑谐波匹配振参数的因素，从改变电力系统的抗容量或交感器的感抗性出发，来降低谐波的匹配参数。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        2.2.2 采用增加阻尼的方式，来防止谐波震荡电压的出现。在实际操作中，通过对电力系统中的对地电容.交感器设备进行合理的应用，并将电力阻尼放置在电力交感器的三角组合处，已改善电压互感体系。同时，需注意电阻上交感器的中性点不能与地面接触，且需在电力交感器设备上加入某些滑谐器件或元部构件，并保证这些元件都处于互感器的三角绕组处，才能将电力交感器与双向可控硅相接触，实现电压在短接连接的同时达到瞬间断续的效果。此外在电力系统实际运行中，将消协装置安装互感器的三角部位，此举不但可以将多频率谐振现象有效解决，同时十分利于电力系统的区分以及谐振接地。
        2.2.3 有源电力滤波器（APF）
        APF是目前主流的谐波治理方式，可以有效补偿频率和幅值均变化的谐波。APF按接入方式分类，可分为串联型.并联型.和串并联型三种。串联型APF拓扑，该装置可以作为受控电压源，其主要功能是消除电网中的电压型谐波，改善电压波动等常见质量问题，提高电网的工作稳定性。串联型APF在工作过程中需要负载电路中的全部电流，功率损坏会比较严重，再加上其投切.保护等工作相对复杂，因此现在应用范围小。并联型APF拓扑，该装置通过向电网中投入与谐波源所产生的谐波电流相同大小但方向相反的电流，这样可以有效抑制谐波电流扩散。与串联型APF对比，并联型APF的投切.保护等操作起来更安全和方便，同时还能对电网进行无功功率补偿，因此这种方式是目前实际应用中最为广泛。
        3 谐波危害
        3.1 加快绝缘老化，缩短电容器及其它电气设备的使用寿命。在电网谐波电压的直接或间接作用下，电容器产生了一些原本不需要的功率，这些功率造成电气设备绝缘介质的损害，严重影响其使用寿命。此外，在谐波电压的不断作用下电容器的电流值逐渐增大，电容器温度也就随着增加，这种情况直接造成电容器段时间内使用过度，使用寿命大大缩短。
        3.2 影响电网设备运行，降低效率。谐波能够从多个方面影响电气设备的正常运转，如谐波会导致电容器局部放电，使电容器各种绝缘设备过早老化.使电气设备产生附加功率耗损等，这些现象直接影响到电网设备的正常运行。另外，谐波还直接导致电网元件出现一些无法避免的附加损耗，设备损耗造成的结果就是降低了整个电网运行的效率。
        3.3 干扰电气测量仪运转，危害电网安全。当谐波电流流经电网中的继电保护装置或其他二次设备时，这些设备就会受到干扰。干扰最直接结果就是电气测量仪表检测的数据无法准确表现实际数据，也就是出现测量误差，甚至会导致继电保护装置误操作从而危及电网安全，影响生活及生产用电。若谐波持续累加却得不到治理消除，那么电网中运转的各个电气设备各项数值将越来越无法准确测定出来，电能质量的影响也会变得越来越大。
        结束语
        总而言之，随着我国电力行业的发展，对于电力系统的质量有了更高的要求。然而在电力系统中经常会产生谐波，对于电力系统的稳定性和正常运行产生较大的影响，实地电压正弦波的质量受到影响，对于我国电力行业的发展非常不利。因此，在电力系统运行过程中要认识到各种设备产生谐波对于继电保护产生影响，并针对这些干扰制定有效的预防措施，降低对继电保护的干扰，从而使得电力系统可以更安全稳定运行。
        参考文献：
        {1}白汗.探究电力系统谐波对继电保护的影响 {J}.电子测试，2018（19）：107-108.
        {2}王泽.关于继电保护可靠性提高措施的探讨{J}.中小企业管理与科技，2010（18）.
        {3}孔海波，石庆喜，冯德品.电力系统谐波对继电保护的影响探究{J}.上东工业技术，2015（20）：182-183.
        {4}赵安临.电力谐波对电力系统的危害分析{J}.山西煤炭管理干部学院学报.2011（4）.
        {5}闫莉.谐波对继电保护的影响与应对策略{J}.科技风，2018，365（33）：207.