谐波对继电保护的影响及谐波的计算

1 谐波对电力系统继电保护的影响

1.1 次谐波的产生和危害

1.1.1 谐波定义和生成

谐波是一个周期电量的正弦波分量，其频率通常是基波部分的频率整数倍。这部分的谐波功率更大的范围基本频率组件的非正弦电源周期的傅里叶分解。谐波频率是一个整数倍数的基本的频率，我们也常常称为谐波。

1.1.2 谐波的危害

谐波污染对电力系统安全、 稳定和经济运行构成潜在的威胁，对周围的电子环境影响大。具体的危害如下所示：

电源供应的影响。对电容器谐波的影响。统计数据显示，约 70%在电容器的谐波故障出现。研究显示有矿物油浸渍绝缘电容器电压畸变的两年增加一倍的介质损耗因数的 5%的条件下运行。在谐波函数中，电源线损坏，但也大大改善。高次谐波产生旋转磁场产生的涡流旋转电机铁损耗增加，同步电机过热阻尼线圈或感应电动机定子、 转子生成额外的铜损。此外，引起振动转矩的谐波电流，电机转速变化定期。失真造成的电压、 电机和变压器绝缘寿命会缩短。

继电保护和自动装置的影响。谐波的影响，从而导致的主变压器和总线复杂压过流保护复合电压锁定的元素开始被误。也造成跳闸事故发电机负序电流保护故障。录像机故障的故障，影响实际故障记录。由谐波电磁和静电诱导，通信干扰。谐波干扰强度取决于距离的谐波电压、 电流、 频率和输电线路和通信线路和帧长度的大小。

电力计量和文书中的角色常用的说明。研究表明高次谐波和负频率误差感应式电能，广泛使用的电路的谐波含量不能准确地衡量。当趋势的谐波和基本方向，该文书将会较少的电源，在发生的谐波电压线性用户，测量时的谐波及基本趋势，感应式电能表相反的方向不能被谐波和基代数和波能量网格谐波反措施-也部分抵消的根本动力。很明显，合理的解决办法，产生的电能计量，影响下的谐波不仅经济意义，并有助于谐波污染。

可见，谐波严重影响电源系统是正常、 稳定和安全的操作。

1.2 谐波对继电保护和自动装置的影响

1.2.1 高次谐波的各类保护的影响

1）谐波电磁继电器

电磁式电压继电器，与通过线圈的电流有效值平方成正比。线圈匝数的阻抗元件的阻抗是不同的频率，增加的谐波行动的理由是为了提高线圈的阻抗。谐波电压接入继电器。电磁继电器慢，设置误差值要求较低的谐波含量小于10％，谐波的影响不会太大。然而，当谐波含量和谐波衰减和慢时，电磁继电器由一个大的网络事件造成的错误。

2）谐波整流继电器

整流距离保护装置（如LH-21）的振荡闭锁经常移动，这些现象的原因是负序滤波器的三相电流单电压（比负序电流），序列过滤器通过连接构造之间的相电流互感器两相电抗变压器的连接。谐波电流和谐波是不相等的，非对称和负序过滤器，具有很大的谐波输出，加上分相电路谐波进一步放大效应，使整个直流脉冲，使保护误动。

3）谐波的微机保护谐波对计算机的保护作用：（1）电脑的电源系统；（2）模拟量输入电路微控制器。当微机模拟输入电路包含谐波影响正常工作的微机保护，测量计算机控制系统也不例外，在前面ADC的模拟低通滤波器抑制谐波和提高有用信号和干扰信号。

4）谐波距离保护

从元素的保护装置，通常设置在基本阻抗。故障条件下，当电流谐波（三次谐波），测得的阻抗相对的根本阻抗值可能有相当大的错误。所以当阻抗接地故障电流通过高电阻接地阻抗主。如果应采取的电流谐波滤波措施，否则会造成继电器故障的可能性。通过实验，谐波含量小于5％，它具有继电器谐波的影响不大。

1.2.2 继电器的保护措施，以遏止谐波失真

继电器性能的评价通常采用三项措施：灵敏度，选择性和快速的行动。导致性能恶化的主要原因，输入电流和电压波形畸变之一。

硬件保护装置（模拟）和软件（数字滤波器），去除直流分量和谐波分量的电力系统数据，以及各种保护动作精度。

模拟滤波器通常使用以下几种类型：1）带通滤波器的谐振式电流互感器；2）带通滤波器，利用运算放大器，由于其规模小，精度高的优点，已被广泛使用。

数字滤波器是由软件实现，因此不会受到外部环境的影响（如温度），高可靠性，高标准。不像模拟滤芯差异的影响过滤效果，有没有元件老化和负载阻抗匹配。此外，数字滤波器，具有高度的灵活性，当需要改变滤波器的性能只能被编程。

2 通流计算的谐波分布

牛顿－拉夫逊法是为解决流动方程的方法，最成功的，不仅在大多数情况下，更快的收敛与前两年的风险之间没有分歧，可以大大减少计算时间。牛顿的过程实质上是求解非线性方程组到相应的线性方程组求解的过程中，这通常被称为一个线性过程。

3 结论

谐波对继电保护的影响很大，如何更好地减小谐波对继电保护的干扰，继而维持电力系统的稳定、可靠运行是继电保护工作者的一项值得研究的课题。同时，通过继电保护自动装置加强对谐波的监测从而减小谐波对电力系统的污染也是江苏省电力公司的一项迫切任务。

参考文献

[1]吴竞昌.供电系统谐波[M].中国电力出版社, 1998.

[2]黄跃明.电网谐波潮流计算[M].上海电力学院，2000.