史元皓
青海黄河上游水电开发有限责任公司西宁发电分公司 811600
摘要:继电保护作为电力系统的重要组成部分,发挥着快速隔离故障设备与控制事故影响范围重要作用,是保障电力系统安全稳定运行的关键。与此同时,继电保护装置运行受到多方面因素影响,容易产生出现误动、拒动现象,其稳定性需进一步提升。因此,为预防和减少电气事故的出现,充分发挥继电保护装置性能优势。基于此,本篇文章对电力系统谐波对继电保护的影响进行研究,以供参考。
关键词:电力系统谐波;继电保护;影响;建议
引言
随着社会经济的不断发展,我国已经成为一个综合国力较为强大的国家,电力资源的发展非常迅速,也为国家发展做出了巨大的贡献,对于社会生产和人民群众的日常生活都产生了一定的影响。电力系统对社会生产的发展具有一定的推动作用,继电保护设备维持着电力系统的正常运行,所以要对继电保护重视起来,除了日常维护外,还要定期对各种设备进行检查,对设备有一个全方面的了解,对存在的隐患要及时解决。
1继电保护装置基本要求
在继电保护运行维护期间,工作人员必须深入了解装置特性与基本要求,将其作为开展后续运行维护工作的主要依据。例如,当检查到继电保护装置未满足基本要求时,及时更换全新装置,将原有装置退役报废处理或进行返厂检修,以满足电力系统的继电保护需求。继电保护装置的基本要求包括:第一,可靠性。在满足保护动作触发条件时,要求继电保护装置可以在限定时间内快速执行保护动作,禁止装置出现误动与拒动现象。第二,选择性。在电力系统出现异常运行现象时,装置应选择性断开与故障点最近的开关设备,如果所断开设备选择不当,将扩大实际的停电范围,影响到其他无故障部分的运行状态。第三,灵敏性。要求所配置继电保护装置具有良好的监测精度及灵敏系数,装置可以第一时间发现所保护区域内出现的设备故障与异常现象,并执行相应的保动作。第四,快速性。在电力系统出现运行故障后,继电保护装置应在限定时间内以最快速度执行跳闸等保护动作,断开故障设备与无故障部分的连接。
2谐波的产生及危害
电力系统的谐波可以分为两大类:一是暂态谐波,主要是由于电气开关设备在通断过程中产生的谐波;二是稳态谐波,它是系统中存在的大量的非线性负荷所产生的谐波。谐波对电力系统及用户的危害主要体现在:(1)增加电气设备及输电线路的损耗,使设备和线路发热。(2)影响电气设备的正常工作,使电机等设备发出异响、长期过热,影响寿命。(3)使电力系统发生谐振,严重时会烧毁系统中的电容器、电抗器。(4)产生的干扰波对临近的通信系统产生干扰,影响正常的信息传输与数据交换
3电力系统谐波对继电保护的影响
3.1谐波对距离保护与整流型继电设备的影响
当供电系统中出现常见故障问题(例如系统中的谐波)时,误差值将主要表现出基本阻抗值和谐波阻抗值之间的较大特性。另外,由于谐波电流在电流量中所占的比例较大,为了更好地防止继电保护装置出现错误操作,有必要采取针对性的对策来解决谐波电流。科研上,以5为分界线,当供电系统中的谐波电流分量小于该值时,供电保护装置不会受到很大影响。检查供电系统中的谐波电流分量后,发现在许多情况下该值都超过了5,这表明继电保护设备会受不同程度的影响。另外,谐波电流的出现也会对整流器型继电保护装置造成不同程度的危害。例如,当三相谐波电流在供电系统中表现出不同且不对称的加密条件时,则较大的谐波电流会出现在负序滤波设备中。
此外,通过增加分相控制回路来解决谐波电流后,将增加交流脉动,这将导致操作错误和继电保护装备中的无启动现象。
3.2谐波对负序量启动元件的影响
一般来说,继电保护设备的启动量主要以电网负序电流的增加为基础,这还包括线路和直流变压器设备的主保护。对于这种继电保护设备,如果供电系统中存在谐波电流,将会对其工作状态产生很大的影响,一旦在维护控制回路中输入了异常电流或工作电压,则不可避免地会引起错误启动或操作错误。
4电力系统中的谐波应对策略
4.1主动性谐波抑制技术
主动性谐波抑制技术是从改造谐波源本身出发,从源头上抑制谐波产生。整流器就是电力系统中一个重要的谐波源,谐波产生原理认为当整流相数增加时,网侧电流谐波成分会减少,此时电流波与正弦波接近。因此对于带有整流功能的装置要尽量增加整流器整流的相数或是二次侧输出波形的脉动数。整流器所产生的谐波频谱为n=kp±1,其中p为输出脉波数,k为正整数,分析可知谐波源产生的最低谐波次数与输出脉波数成正比,增加输出脉波数,可以更多地消除低次谐波,并且一般谐波次数越高谐波幅值越小,所以一个周期内输出脉波数越多波形也就更加平稳。需要说明的是此种方法目前仍处于理论阶段,投资大且效果不甚理想,多用于大容量整流装置。多重化技术也是减少谐波常用的方法。采用多重化整流不但能够减少交流输入谐波,还可以抑制直流输出电压中的谐波幅值。而多重化逆变技术则能将多个逆变电路输出的方波进行叠加,实现对低次谐波的消除,使输出波形更接近于正弦波,当然它所要付出的代价就是电路拓扑与控制策略更加复杂了。多重化技术也多应用于大容量的场合。
4.2完善继电保护技术
要自觉确立防范继电保护故障的意识,定期检查并及时更新自动化系统内的部分软件,保证其始终能符合相关规定标准,加大防控力度,将由内部软件或硬件问题引起的故障率降至最低。与此同时,要提升继电保护力度及施工安全标准化、电气控制系统自动化水平,有针对性的调控不同部件和施工工序,确保各工序内任何部件均能正常运作,积极将先进技术引入电力系统内,提升电力系统运行效率的同时,也能将继电保护的安防功能充分发挥出来。
4.3加强检修和排查
对于继电保护自动化装置的检修内容以及方法。(1)技术人员一定要确定校验周期以及具体相关内容。继电保护自动化装置能够在电力系统发生故障之后对于后续正常的发电组织进行保护,因此,就必须对于运行过程中的继电保护自动化装置不断地加强,这项任务完成之后,还要注意对于线路的二次回路检查。还需要进行及时的继电保护自动化装置的相关设备的检查,于老化、磨损的进行及时的更换以及维修工作。(2)要加大对于继电保护自动化装置的运行维护力度。当继电保护自动化装置在日常的运行过程中,相关的工作人员应该及时对其进行检查,并且适当加大检查力度,以及监视状况,当遇到特殊状况使,还需要向上级部门进行及时的反馈,报告给相关的负责人员。如果是电路出现跳闸的现象,应该及时进行跳闸原因的分析,并且在恢复电力系统之后进行一定的维修设施,及时完善这一设备的状态,从而延长设备的使用周期。
结束语
综上所述,为保障供电可靠性与用电安全,预防和减少电力运行事故的发生。因此,电力企业应推动继电保护运行维护体系的自动化、智能化与信息化发展,落实科学高效的运行维护策略,积极探索适应现代电力系统的继电保护运行维护机制,以推动我国电力事业的健康、可持续发展。
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