電力系統(tǒng)諧波對繼電保護(hù)的影響

諧波產(chǎn)生的原因

諧波是指一種周期性的一種頻率變量，它是對電力系統(tǒng)中電流的一種改變，而且諧波中還可以分為分?jǐn)?shù)諧波、間諧波以及次諧波等不同的類型。諧波主要是由電源、輸配電設(shè)備以及電力系統(tǒng)中的非線性負(fù)載構(gòu)成的。電源端產(chǎn)生的諧波是在發(fā)電過程中，三相繞組在制作上有著一定的質(zhì)量問題，很難達(dá)到各個(gè)參數(shù)上的平衡，在不同的影響因素下，會造成一定諧波的產(chǎn)生，但電源端諧波非常少，一般不會有太大的影響。輸配電過程產(chǎn)生的諧波，是由于電力變壓器導(dǎo)致的，這是由于變壓器在設(shè)計(jì)過程中，可能會考慮到經(jīng)濟(jì)性等方面，忽略掉鐵心磁化曲線的影響，使其處于非線性的狀態(tài)，產(chǎn)生一定的諧波，這諧波電流通常所占額度較高，對電力系統(tǒng)的影響是非常大的。另外，諧波產(chǎn)生的原因還包括電力設(shè)備的作用。包括一些變頻設(shè)備和用戶端的使用設(shè)備，在充電裝置以及控制等方面，會造成不同程度的變化功率，從而增大諧波產(chǎn)生的概率。

繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)中的作用

繼電保護(hù)可以在故障發(fā)生的短時(shí)間內(nèi)，立即將故障元件進(jìn)行有效的切除，減輕故障元件的損耗，保證電力系統(tǒng)中其他設(shè)施正常運(yùn)行，繼電保護(hù)具有一定的自動性和快速性，并且是對電器元件的一種監(jiān)控，可以多個(gè)方向上保證它的運(yùn)行狀態(tài)，避免由于外界干擾對電力系統(tǒng)造成的影響。電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置可以與其他裝置進(jìn)行有效的配合，在條件允許的情況下，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生嚴(yán)重性破壞時(shí)，將保護(hù)設(shè)備快速脫離電網(wǎng)，發(fā)出警報(bào)信號，降低財(cái)產(chǎn)的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化和遠(yuǎn)程化發(fā)展，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)自動控制的變化。

電力系統(tǒng)諧波對繼電保護(hù)的影響

（一）對機(jī)電型繼電保護(hù)的影響

機(jī)電型繼電保護(hù)裝置是對電力系統(tǒng)中的測量部分、邏輯部分以及執(zhí)行部分進(jìn)行保護(hù)的過程，它是由若干個(gè)不同的機(jī)電型繼電器組成，可以有效的反映出實(shí)時(shí)電壓和電流的運(yùn)行狀態(tài)，通常情況下，如果電力系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生一定的故障，機(jī)電型機(jī)電保護(hù)裝置就會快速的對故障位置進(jìn)行定位，減少帶來的安全隱患，對于機(jī)電型繼電器來說，它是由于電磁感應(yīng)或者電磁力的作用下，產(chǎn)生不同程度的機(jī)械動作，并且在繼電器中加入了不同的物理量，從而使其滿足一定的目的。

（二）對整流型繼電保護(hù)裝置的影響

在電力系統(tǒng)中，電力網(wǎng)供電的理想波形是正弦波，而由于繼電保護(hù)裝置的單向?qū)щ娮饔?，在系統(tǒng)參數(shù)、三相荷載以及接線方式等共同作用下，造成諧波的產(chǎn)生，對于繼電保護(hù)工作產(chǎn)生不同程度的影響。高次諧波是其中最主要的影響元素，當(dāng)諧波電壓處于比較高的狀態(tài)時(shí)，繼電保護(hù)裝置可能會存在操作失靈或者誤動等情況，增加供電系統(tǒng)中電壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的誤差。而負(fù)序系統(tǒng)中的高次諧波電流也會對負(fù)序電流產(chǎn)生不同的影響，引發(fā)誤動現(xiàn)象，甚至?xí)茐睦^電保護(hù)中的遠(yuǎn)程聯(lián)動裝置，導(dǎo)致工作無法再繼續(xù)進(jìn)行下去。

（三）對整流型繼電保護(hù)裝置的影響

在電力系統(tǒng)中，電力網(wǎng)供電的理想波形是正弦波，而且由于繼電保護(hù)裝置中的單向?qū)щ娮饔?，在系統(tǒng)參數(shù)、三相荷載以及接線方式等共同作用下，造成諧波的產(chǎn)生，對于繼電保護(hù)工作產(chǎn)生不同程度的影響。高次諧波是其中最主要的影響元素，當(dāng)諧波電壓處于比較高的狀態(tài)時(shí)，繼電保護(hù)裝置可能會存在操作失靈或者誤動等情況，增加供電系統(tǒng)中電壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的誤差。而負(fù)序系統(tǒng)中的高次諧波電流也會對負(fù)序電流產(chǎn)生不同的影響，引發(fā)誤動現(xiàn)象，甚至?xí)茐睦^電保護(hù)中的遠(yuǎn)程聯(lián)動裝置，導(dǎo)致工作無法再繼續(xù)進(jìn)行下去。

應(yīng)對策略

（一）抑制電容器電壓

為了有效降低電力諧波對電力設(shè)備的影響，一般在電路系統(tǒng)中會利用選項(xiàng)斷路器來消除電容器的瞬態(tài)電壓，降低電力諧波出現(xiàn)的概率，促使電力系統(tǒng)能正常運(yùn)行，滿足用戶的電力需求。值得注意的一點(diǎn)是，當(dāng)電力諧波和電力電容器同時(shí)存在時(shí)，電容器會直接使諧波電流更強(qiáng)勁，而對電力系統(tǒng)造成一定的消極影響。因此，為了電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，就必須利用濾波電抗器，因?yàn)槠洳粌H能有效降低諧波的頻率，也能縮減諧波電流，以促使電流持續(xù)供應(yīng)。

（二）設(shè)置濾波器

濾波器是一種能直接控制電力諧波的電子裝置，不僅容納了高速計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)，而且通過電流互感裝置來檢測電流諧波的含量，并對其進(jìn)行有效處理后，在逆變器的作用下，形成與諧波電流相反的、諧波大小一致的電流，進(jìn)而直接傳輸?shù)诫娏ο到y(tǒng)中，使電力諧波得以中和。濾波器主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容，分別是有源濾波器和無源濾波器。其中無源濾波器主要是通過諧振來消除電力諧波的，其涵蓋了電阻及電抗器等內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在使用過程中能直接連接諧波源，從而抑制住電力諧波。加上其自身的優(yōu)點(diǎn)，例如成本低、設(shè)備維護(hù)方便等，而且也能有效吸收高次諧波。有源濾波器相較于無源濾波器而言，也具有獨(dú)特的優(yōu)勢。

結(jié)語

電力諧波會直接影響著電力系統(tǒng)地正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而且其影響力會隨著時(shí)間的推移而日益加劇。因此，為了有效降低電力諧波對電力設(shè)備的影響，就必須利用先進(jìn)的技術(shù)手段來予以緩解。相關(guān)電力研究人員需要不斷研究新技術(shù)、新方法來降低諧波對電力系統(tǒng)的影響，以保障電網(wǎng)的正常運(yùn)行。

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