分析电力系统谐波对继电保护的影响及抑制具体措施

发表时间:2021/4/26   来源:《工程建设标准化》2021年第1期   作者:余永贵
[导读] 本文首先对国内研究谐波的现状进行概括,然后说明抑制电力系统中的谐波的基本原则,最后对继电保护装置受到谐波影响的表现加以说明,提出应对谐波具体的措施。
        余永贵
        身份证号码:45010419780509****
        摘要:随着时代发展,社会经济水平提升,带动了人们生产生活水平的日益提高,各个领域的用电需求也是越来越大,面对当前情况,用电安全成为需要克服的问题之一,一旦发生事故,不仅会导致财产损失,同时还会威胁人民群众的生命健康。本文首先对国内研究谐波的现状进行概括,然后说明抑制电力系统中的谐波的基本原则,最后对继电保护装置受到谐波影响的表现加以说明,提出应对谐波具体的措施。
        关键词:继电保护,电气自动化,谐波影响
        引言
        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。
        1谐波
        谐波(HarmonicWave),从严格的意义来讲,谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量,一般是指对周期性的非正弦电量进行傅立叶级数分解,其余大于基波频率的电流产生的电量。从广义上讲,由于交流电网有效分量为工频单一频率,因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波,这时“谐波”这个词的意义已经变得与原意有些不符。正是因为广义的谐波概念,才有了“分数谐波”“间谐波”“次谐波”。在电力系统中,谐波的产生严重危害电力系统的安全,所以说他是最大的公害。
        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。
        2.2对整流型继电保护装置的影响
        在电力网中,正弦波是理想波形,这是毋庸置疑的,造成谐波出现的原因就是装置的单向导电作用,接线方式以及系统参数等等原因之下产生的。此波的出现对于电力系统是相当的不利,对继电保护装置也造成一定程度的伤害,对继电保护工作也产生不同程度的影响,其中高次谐波是非常重要的因素,当谐波电压较高的时候,继电保护装备在一定程度上就会出现误动等一系列情况,增加系统的误差,从而增加困难性。在高而负序系统中的高次谐波电流会对负序电流产生不同的影响,从而引发误动现象,甚至会破坏联动装置,导致工作无法进行。


        2.3电力继电保护开关保护设备的问题
        电力系统的构建是为了向广大的电力用户提供良好的电力服务,在实际的电力供应和配送过程中,专业的电力工作人员主要是通过开关来实现控制的,如果电力系统为不存在继电保护的开关站,多采用的是负荷开关。一般情况下,如果是带有变压器的插座柜,在控制方面多是由负荷开关和熔断器相结合来实现的,虽然这种控制方式具有很大的便捷性,但是,同样存在着一定的制约性因素,一旦在配电变压器插座柜上采用这种控制方式,发生故障的概率相对较高,难以保持电力系统的可靠运转,甚至严重时会引起大面积断电现象。
        3电力系统中抑制谐波的具体措施
        3.1加入滤波器的应用
        在电力系统中,有效抑制谐波产生和蔓延的主要方法就是在其中加入相应的滤波器。滤波器是由电容、电感以及电阻组成的滤波电路,它可以对电源线中的特定频率以及线路进行有效的整合,从而对特殊波频信号进行消除工作。从现阶段来说,数字滤波器是比较有效的一种滤波装置,它与模拟滤波器相对应,将电力系统中的运行线路当成一个变量,并且对外界的输入信号进行有效的处理,将输入信号的波形采取有效的倒置工作,从而实现频谱修改的目的。
        3.2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。
        3.3改进继电保护装置
        针对现有的继电保护装置,可以运用受谐波影响很小的装置(弱电继电器)和继电保护的动作原理(比相、零点检测)等,对装置进行改进。采用滤波器对继电保护装置实施保护,对电路中出现的谐波分量进行处理,同时加入减弱谐波的线路,达到避免谐波干扰的作用,针对变压器中的继电保护装置,采用能迅速饱和的变流器实现对继电器的替换,也可以使用有二次谐波制动能力的继电保护装置以及限时回路等方式。
        3.4减少电磁干扰
        电力系统的继电保护装置运行过程中,电感和电容的耦合作用下,将会使得装置运行受到一定的电磁干扰,尤其是高频电流通过高压母线的情况下,高压母线周边会形成电磁场,二次回路在感应时同样会存在干扰电压的影响。一旦继电保护装置中的接地系统与电磁干扰情况不一致,将会使得继电保护装置在运行时存在误动现象。因此,为维持电力系统的可靠运转,为人们提供优质的电力服务,必须要在电力系统的设计过程中,适当降低设备的接地电阻,并在高频电缆中连接电容,通过这种方式来有效应对电磁干扰现象。
        结语
        综上所述,为使电力系统能更好地服务于生产生活,解决电力系统中谐波的危害已经成为当下急需克服的难题,谐波的存在使得继电保护装置在电力系统运行过程中出现错误操作,所以就针对继电保护装置而言,一方面优化继电保护装置能够有效克服谐波的影响,另一方面是从谐波源头来治理电力系统中出现的谐波,对于治理谐波的技术,需要投入更多的人力物力来研究,改良这些技术或者找到更多更好的治理方式,从根本上减少谐波对电力系统的危害,提高电力系统的工作效率,到达安全用电、合理用电。
        参考文献
        [1]程丽.电力系统谐波对继电保护的影响研究[J].中国新通信,2017,19(01):97.
        [2]程丽.电力系统谐波对继电保护的影响研究[J].中国新通信,2017,19(1):97.
        [3]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.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: