电力系统谐波对继电保护的影响

耿增智 王艳红 刘亭瑜

摘要：电力需求是现代生活必不可少的需求。然而，可靠性是电力系统运行的一个非常重要的要求。电力系统是相当复杂的，不仅要满足人们的日常生活，而且要保护和控制使用过程中的电能，以尽量减少损失。然而，电路系统必须同时受到控制和保护以确保安全，因为附件的复杂性和功能有时会在一定程度上损坏电力系统。

关键词：电力系统;谐波;继电保护;影响

引言

随着配电网中分离系统的负荷逐渐增大，配电网常见故障越来越普遍，一些常见故障是由谐波电流引起的。根据电网运行中谐波电流检测和整流的经验，分析了谐波电流的应用。本文首先分析了配电网中的谐波危害，然后分析了现场谐波检测中遇到的问题，最后提出了解决谐波检测的建议和对策，以提高供电系统的供电质量。

一、 电力系统谐波对继电保护的影响

1.1 谐波对街道保护和整流继电设备的影响

当供电系统出现系统谐波等常见误差问题时，误差值主要表现为基波阻抗值与谐波阻抗值之间较大的特性。此外，由于谐波电流在电流量中所占比例较高，必须有针对性地采取对策解决谐波电流，以更好地防止继电保护装置误动作。科研中以5为分界线，当供电系统的谐波电流分量小于该值时，对供电保护装置影响不显着。检查电力系统中的谐波电流分量，数值经常超过5，说明继电保护设备受到不同程度的影响。此外，谐波电流的出现会对整流式继电保护装置造成各种损坏。例如，如果供电系统中三相谐波电流代表不同的非对称加密条件，则负序滤波设备中会出现较大的谐波电流。此外，在增加分相控制回路解决谐波电流后，交流脉动增加，导致继电保护设备出现故障和不启动。

1.2 谐波对继电器和自动装置的影响

当继电装置中存在一定量的谐波电流时，电磁感应继电装置可根据基波整定标准由谐波电流的作用启动。但是，当继电器单元接入谐波电流时，会产生一个正误差值，容易造成低压继电器单元的误动作。一般情况下，电磁感应继电器设备运行速度比较慢，对定制误差值的要求也比较广泛。其中，当谐波电流分量小于10时，磁感应继电装置不易因谐波电流过大损坏。但是，如果谐波电流分量大且谐波电流的阻尼系数慢，则磁感应继电器装置可能会误动作并导致电路故障。供电系统和关键供电系统正常运行。

1.3 谐波对负序启动分量的影响

一般来说，继电保护设备的启动量主要是根据电网中负序电流的增加，也包括线路和直流变压器设备的主保护。对于此类继电保护设备，电网中谐波电流的存在对运行状态影响很大，因此任何异常电流或运行电压输入到维护控制回路中，都不可避免地会造成误差。

二、电力系统谐波分析

为了电力系统的稳定运行，需要对电力系统中的谐波含量进行分析，并对频率进行研究。一般来说，谐波也被称为谐波，因为它们的频率高于基波。电力系统谐波的这些特性在实际发展过程中始终对电力系统的运行产生很大的影响，不仅使电压正弦波的质量变差，而且对电力系统造成严重的破坏。同时，随着我国电子设备的不断发展，系统谐波对继电保护的影响不断加大。

三、电力系统谐波造成的损害

3.1 加速绝缘层脆化速度，缩短电力电容器等电气设备的寿命。

在电网谐波电压的直接或间接影响下，电力电容器产生未使用的输出功率。这种输出会损坏电气设备的绝缘层，严重影响其使用寿命。此外，在谐波电压的持续作用下，电力电容器中的电流逐渐扩大，电力电容器的温度也随之升高。这种情况直接导致电力电容器在短时间内过度应用，大大降低了其使用寿命。

3.2 危及电网设备运行，降低效率

谐波电流会在多个层面危害电气设备的正常运行。例如，谐波电流引起电力电容器局部放电，使电力电容器设备的绝缘层过早变脆，造成用电设备额外的输出功率损耗，这种情况直接扰乱电网设备的一切正常运行，构成威胁。此外，谐波电流会导致功率组件中不可避免的额外损耗，从而降低任何电网运行的高效率。

四、如何处理继电保护装置中的谐波

4.1 改进电力系统谐波处理技术

目前国内电力系统通过提高整流常数、加装交流滤波器、采用无功补偿装置、使用有源滤波器等方式抑制谐波。为了减少谐波或补偿谐波，调谐滤波和无源滤波被动响应电力系统中的特定谐波，具有很大的局限性。如果系统的谐波成分发生变化，必须根据实际情况设计不同的滤波柜技术组成以主动响应谐波的方式，通过随时随地监测电力系统的运行状态，主动产生谐波电流，实现功率元件的检测。

4.2 继电保护改进

传统继电保护装置可以通过使用不易受谐波影响的装置（弱电流继电器）和继电保护的工作原理（相位比较和零检测）进行改进。滤波器用于继电保护装置的保护，具有处理电路中出现的谐波成分，同时增加谐波减少线，避免谐波干扰的作用。具有二次谐波制动功能和限时电路的继电保护装置。

4.3 有源谐波处理

有源谐波滤波装置是基于无源滤波的处理方法的有效改进，滤波效果比较完善，在额定功率范围内，电力电子元件形成公共回路，本例采用共频微机控制系统和系统的供电系统等，应用范围广泛。

4.4 应用额外的过滤器

有效抑制电力系统中谐波的发生和扩散的主要方式是增加相应的滤波器。滤波器是由电容器、电感器和电阻器组成的滤波电路，可以有效地将某些频率和电路集成到电源线中，以消除特殊波频率信号。现阶段，数字滤波器是一种比较有效的滤波装置，它对应的是模拟滤波器，信号的波形需要进行有效的反演运算，从而达到频谱校正的目的。

4.5 谐波振荡过电压形成的限制

解决这个问题，可以从以下方面着手：首先，解决如何增加零序电路的衰减，以减少谐波的产生和扩展，增加电力系统的容抗和电感的问题。这不会引起谐波振荡参数，可以解决设计思路上的问题。 （1）在互感端口增加阻尼电阻以减少谐波干扰或增加谐波抑制装置。 （2）增大电力系统的接地电容，增大接地容抗，也可以大大抵抗谐波的影响。 （3）用大电容将变压器高压侧的中性点接地。 （4） 用消弧线圈在电力系统中性点接地。总结一下，在设计和思考上，可以从几个方面入手，考虑到电力系统的可靠性和稳定性，限制谐波的产生或通过设计方法解决问题也可以产生良好的效果。

4.6 系统改进，谐波抑制限制

在电力系统中，通过串联电抗器和电容器形成有效回路，在该回路中，需要将谐振频率设置为不同的振荡点以消除多次谐波，市场需求量大，这种方法被广泛使用，许多谐波使用这种方法。

结束语

现阶段，电子应用广泛，大型工厂、商业楼宇等用户耗电量巨大，电力系统更加复杂，这样随着经济的发展，电力系统也产生了很大的影响.基于此，需要进一步保证系统的稳定性和可靠性，在此前提下，更需要排除谐波电力系统的影响，使电力系统能够正常运行。电路用于避免外界干扰，保证电力系统可靠运行，这是电力发展的主要趋势。

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