小议电力系统谐波对继电保护的影响与应对

摘要:近年来，电力系统得到了非常迅速的发展，并且各种电气设备不断地更新与完善，但是，随之而来的是电力系统谐波对继电保护的影响也日益的严重，因此，电力系统谐波在继电保护中产生的影响需要引起足够的重视，以更好地解决电力系统运行中出现的问题。本文主要介绍了电力系统谐波，并就电力系统谐波对继电保护的影响进行了分析，进而提出几点解决措施。

关键词:电力系统谐波；继电保护；影响因素

Abstract: In recent years, the power system has been very rapid development, and a variety of electrical equipment is constantly updated and improved, but, the ensuing power system harmonics are also increasingly serious impact on relay protection, therefore,the need to attract enough attention to the impact of power system harmonics in the relay protection to better address the problems in the power system operation. In this paper, a power system harmonics, and relay protection of power system harmonic analysis, and then put forward a few solutions.Key words: power system harmonics; relay; influencing factors

中图分类号：TM712 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

电力系统谐波对电力系统有着很大的危害，因此，又被称作电力系统污染因素，随着电子设备的不断发展与广泛的应用，各种直流输电等非线性负荷的影响对电力系统的正常运行产生了很大的影响，谐波问题也日益严重。电力系统谐波的出现，不仅使得电压正弦波的质量降低，而且还对电网的正常运作产生一定的影响，因此，在实践中，需要采取多种措施解决电力系统谐波产生的负面影响。当前，谐波与功率因子降低、电磁干扰并称为电力系统的三大危害，因此，研究电力系统谐波对继电保护的影响以及应对措施具有很重要的意义。

一、电力系统谐波概述

1、谐波的内涵

根据通俗定义，谐波指的是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍，通常情况下，谐波的频率往往高于基波，因此，又被成为高次谐波。谐波对电力系统产生很大的影响，不仅使得电压正弦波的质量降低，而且还对电网的正常运作产生一定的影响。随着电子设备的广泛应用，电力电子设备的推广应用，变频调速设备、工业电炉以及电气机车等非线性负荷的增加，使得电力系统的谐波问题也越来越严重。

2、谐波的负面影响

谐波对电力系统的安全与稳定以及经济的发展有着很大的负面影响，并且对电力系统周边的电子环境也有很大的影响，其主要的影响有以下几点：

（1）继电保护和自动装置的影响。谐波对继电保护以及自动装置的影响，会使主变压器以及总线复杂压过流保护复合电压锁定的元素开始被误，这样容易造成跳闸事故。如果录像机发生故障，会使得实际的记录出现失误，从而会使谐波电磁与静电诱导受到通信的干扰。谐波的干扰强度与谐波的电压、距离以及电流、频率等成正比关系。

（2）电源供应的影响。经研究发现，大约70％的电容器会出现谐波故障，在谐波函数中，如果电源线受到损坏，那么谐波就会改善，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。除此之外，还会引发振动转矩的谐波电流，使得电机转速变化定期。

二、电力系统谐波对继电保护的影响

电力系统谐波对继电保护的影响具体表现在以下几个方面：

1、谐波电磁继电器

电磁式电压继电器与流经线圈的电流的平方成正比的关系，线圈的匝数与的阻抗元件的阻抗具有不同的频率，因此，谐波的增加是为了增加线圈的阻抗，从而可以保证谐波电压接人继电器。电磁继电器运行较慢，因此，要求在设置时误差要低于谐波的含量10％，这种情况下谐波对电力系统继电保护的影响就不会很大，但是，当谐波含量降低或者是谐波衰减时，电磁继电器会产生很大的影响。

2、谐波整流继电器

整流距离保护装置的振荡闭锁经常移动，主要是因为负序滤波器的三相电流单电压，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，加上分相电路谐波的放大效应，容易使整个直流脉冲，从而使得保护误动。

3、谐波距离保护

元素的保护装置通常会设置基本阻抗，在发生故障时，当电流谐波测得的阻抗有很大的失误时，会产生阻抗接地故障，使得电流通过高电阻接地阻抗，这种情况下，如果采用电流谐波滤波措施，就会使得继电器发生损坏。

4、负序量作为启动元件保护的影响

110kV电网中存在很多的负序电流，当它们增量或者是备序电压增量作为启动量的继电保护和自动装置，包括线路主保护及变压器主保护，使得谐波的干扰比较严重，当谐波通过各种滤波器产生畸形电流以及电压时，谐波进入保护回路可能会引发错误判断。

5、谐波对自动装置的影响

谐波会对继电保护中的自动装置产生影响，从而使得频率仪测试不准，这就使得同期装置合闸误差角超过自动装置的允许值。

6、谐波对计算机产生影响

谐波对计算机影响主要有以下几个方式：第一，通过电源供给系统产生影响；第二，计算机模拟量输入回路，主要是指当模拟量的输入回路含有谐波时，会影响计算机的稳定工作，因此，在对计算机系统进行控制与测量时要将A/D转换器前装设模拟式低通滤波器，从而可以抑制谐波。

7、微机线路保护的影响

微机线路保护启动元件普遍由突变量启动元件、负序启动元件以及突变量元组成，这些都是电压量或者是电流量的启动量，然而，这些启动量很容易受到谐波的干扰，从而使得逻辑回路以及保护回路出现错误的判断，这样很容易造成保护性失误。

三、对电力系统谐波的应对措施

电力系统谐波会产生很大的负面影响，因此，要采取有效地措施来应对谐波对电力系统产生的各种不利影响，下面将进行具体的介绍。

1、谐波的消除方法

谐波的消除主要是解决电子装置以及谐波源的污染问题，主要方法是利用LC调谐滤波器，这是被应用比较广泛的一种传统的方法，操作简便，但是，这种方法容易受到电网阻抗以及电力系统运行状态的影响，因此，有源电力滤波器成为抑制谐波的一种有效的方式。该装置是利用电流中的基波含量，并且其补偿特性不容易受到电网阻抗的影响，因此，得到了比较广泛的应用。

2、改善电力系统的装置

可以通过改善装置的方式来有效的抑制谐波对继电保护产生的影响作用，如安装相应的滤波装置，并且改善控制的手段，这样可以从根本上减轻谐波对电网的污染。另外，还可以增加分析装置以及谐波监测，从而建立电网谐波监测系统，以监视谐波的分布水平。此外，还可以应用运行于谐波含量较高的系统中的继电保护设备，并且加强监控作用，从而从根本上提高抗干扰的水平。

3、限制谐波振荡过程中电压的产生

主要有两种方式，首先是为了避免匹配成HW振参数，应该改变电网对地容抗或互感器的感抗；其次是为了限制HW振的产生和发展，应该在零序回路里增加阻力。具体的设计方式是：使用电容式电压互感器或者是选择性能良好的电磁式电压互感器；增加电网的对地电容；在互感器的开口三角绕组端口处接消谐装置或接阻尼电阻；在互感器高压侧中性点经大电容接地或经电阻接地；使电压互感器中性点不接地；在电网中性点处经消弧线圈接地。

结语：

谐波在电力系统中对继电保护产生着很大的影响，电力系统谐波的出现，不仅使得电压正弦波的质量降低，而且还对电网的正常运作产生一定的影响，因此，阿赫在实际中减少谐波对继电保护的负面影响，减少其对继电保护的干扰，从而使得电力系统更加稳定的运行值得我们的研究。为了更好地促进电力系统继电保护的运行，需要采取各种有利的措施，以减少谐波对继电保护的负面影响，此乃个人更好地促进电力系统的稳定运行，保证经济社会的更好发展。

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