电力系统谐波对继电保护的影响 刘东宇

发表时间:2021/2/2   来源:《基层建设》2020年第27期   作者:刘东宇
[导读] 摘要:电力系统是指由发电厂、输电线路以及用电客户端等环节构成的一种电能循环系统,它是通过电能生产以及传输等形式,从而有效的将不同的电力分配给相关的用户,这是一个非常复杂的过程,其中涉及到了多个线路和系统结构,为了提高电力系统在运行中的安全性,有关部门通过不同的措施和方法,加强对电力系统和信息数据的控制值,并且安装相应的电力保护装置,并且在自动化技术的应用下实现监控自动化、调度自动化的目的,总而言之
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        摘要:电力系统是指由发电厂、输电线路以及用电客户端等环节构成的一种电能循环系统,它是通过电能生产以及传输等形式,从而有效的将不同的电力分配给相关的用户,这是一个非常复杂的过程,其中涉及到了多个线路和系统结构,为了提高电力系统在运行中的安全性,有关部门通过不同的措施和方法,加强对电力系统和信息数据的控制值,并且安装相应的电力保护装置,并且在自动化技术的应用下实现监控自动化、调度自动化的目的,总而言之,电力系统就是在先进的技术装备以及高经济效益的基础上,实现的一种协调工作。但是在电力系统的运行过程中,还是会或多或少的出现不同的安全和质量隐患,造成对电力结构的影响,谐波就是其中的主要危害因素,需要对它进行全面的分析,找到有效的抑制方法。
        关键词:电力系统;谐波;继电保护;周期性
        引言
        电力系统中谐波的存在,不仅降低了电力系统中的正弦波电压质量,干扰电网的正常运行,而且给继电保护的平稳工作带来了很大的麻烦。在以往的电力系统建设中,由于所使用的设备比较单一,且线路结构相对简单,因此电力系统中的谐波并没有为人们所重视。近些年来,快速发展的电力电子技术,使得许多新的电气设备得到推广和应用,电力系统中的非线性负荷明显增加,谐波问题也日益严重。
        1电力系统继电保护和故障检测功能
        电力系统继电保护和故障检测作用如下:第一是在被保护元件、设备产生故障问题后,继电保护装置便会有选择、迅速、准确、自动地朝故障元件接近断路器发出相应的跳闸切断命令,促进其快速和电力系统脱离开来,进一步降低对于安全供电和电力系统破坏的影响,同时在无故障支持下,尽快恢复正常运行。第二是能够对电力系统运行状态进行实时监控,对电网保护设备以及录波设备等二次装置进行实时监测与有效控制,保障电力系统稳定运行。第三是能够针对电力系统中的异常运行状态和故障问题进行有效检测,准确判断故障的发生区域和以及故障性质。第四是可以结合电力系统内的各种异常现象进行有效提示,电气设备产生运行故障条件下,联系设备实际运行维护条件以及相关异常现象进行有效的信号提升,从而警示相关值班人员针对设备中的缺陷故障问题进行及时有效的检修处理。确保无人值班条件下,继电保护装置能够进行自动化调整处理,或选择性切除某些存在安全隐患的电气装置。电力系统相关继电保护需要具备良好的可靠性、灵敏性、选择性、速动性,如此才能促进电力系统实现正常稳定发展,激发继电保护装置自身的维护功能。
        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。


        2.2CT、PT接地问题引起保护误动及拒动
        所有互感器的二次绕组回路都必须有且只能有一点接地。现场由于等电位地网及二次回路接地不规范,二次电气设备繁多且二次回路接线复杂,再加上电缆绝缘老化以及人为接线错误等因素,导致二次回路经常出现多点接地的安全隐患,在外部严重干扰情况下,出现继电保护装置误动作或拒动的安全事故。如当PT二次回路出现多点接地,在一次系统出现接地故障的时候,因故障点电位及变压器中性点电流的影响,造成保护装置采样到的二次电压与实际故障相电压不一致,对保护装置的动作行为产生影响,出现保护拒动或者误动的风险;当CT二次回路出现多点接地,当一次系统出现接地故障的时候,因二次电流回路存在分流,导致保护装置采样到的电流出现一定的偏差,对保护装置的动作行为产生影响,出现保护拒动或者误动的风险。为了提高继电保护的可靠性,现场应加强对二次回路的检查,严格按照相关的检验规程、规范进行检验,严禁出现少项、漏项的情况。同时,现场可通过二次回路的绝缘检查,来排查CT、PT二次回路是否存在多点接地的安全隐患。
        2.3加强继电保护装置硬件检查与维护
        继电保护设备有的是采用焊接连接的,设备在长期运行后,检修人员应该对其连接部位进行仔细检查,确保连接牢固并防止出现虚接、断开现象。对采用螺栓连接的地方也要检查,确保其螺栓没有松动发生。通常有顺序检查法、逆序检查法、整组试验法三种查找方法。顺序检查法是在继保装置拒动时使用试验的手段来查找故障根源,在查找过程中先从外部再到内部的逐一排查。但是当无法确定发生事故的地点且继电保护装置出现误动的时候,就可以采用逆序检查法,分析已经发生的事故,通过外部设备检查、绝缘检查、性能测试等由下至上查找原因。整组试验法主要利用继电保护装置动作逻辑性及信息进行分析,通过核实继电保护装置整体动作时间及动作逻辑性分析故障原因。针对继电保护装置在长期使用中表面积灰导致的绝缘变差的情况,在检修规范编写时就应要求检修人员对装置进行定期清洁,以降低设备的故障率。
        2.4继电保护和故障检测
        综合故障分析系统的故障检测和继电保护主要可以分为以下几点内容:第一是网络化故障检测和继电保护,微机保护装置实现网络化发展,能够支持电力系统针对继电保护中关键设备各环节保护装置实施纵联串联和差动保护,主站负责进行统一管理,提供数据传输、处理等通信服务。能够联系继电保护装置相关电气量,针对故障位置进行快速判断和检测,掌握故障参数、形成原因、性质以及具体位置等信息,朝相关保护装置传输命令,将其中故障元件进行快速切除,降低故障覆盖范围。第二是自适应控制下的继电保护和故障检测。自适应继电保护可以针对电力系统运行中所形成的故障特征和运行方式变化进行实时检测,同时能够联系具体变化对保护特性、定值和保护性能进行自动化改变,从而更好适应电力系统所出现的不同变化,有效改善输电线路距离保护、变压器保护、发电机保护、自动重合闸以及变压器保护等系统保护性能和系统响应。第三是人工神经网络下的故障检测和继电保护,人工神经网络相关继电保护以及故障检测主要是以生物神经科学为基础诞生的。人工神经网络进行故障检测主要是以生物神经系统为基础,借助模糊逻辑、遗传算法、进化规划相关智能化技术手段,针对电力系统进行合理保护。结合其自适应、自学习、自组织以及并行处理、模式识别功能和分布式信息存储等特征,借助人工神经网络针对故障距离、故障类型进行准确判断,从明确主设备保护以及相应的保护方向。
        结语
        综上所述,对于电力系统来说,谐波的产生有着一定的危害,对机电型继电保护装置、微机继电保护等方面都有着一定的影响,有关人员需要从有源谐波治理、无源谐波治理等方面进行设计,从而减少谐波对电力系统的破坏,延长它们的使用寿命。
        参考文献:
        [1]韩旭,李新珂.永磁直驱风力发电机变流系统的谐波的措施继电保护[J].电子世界,2019(16):197-198.
        [2]段少卿.全并联AT供电牵引网继电保护方案研究[D].石家庄铁道大学,2019.
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