羅顯召 葉軍 徐強(qiáng)強(qiáng)

摘 要：隨著供電系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)模的不斷發(fā)展，其中諧波電流的數(shù)量也呈現(xiàn)出不斷增長的發(fā)展趨勢(shì)。由于供電系統(tǒng)中諧波電流量的增加，電氣設(shè)備也受到不同程度的影響，特別是對(duì)于繼電保護(hù)設(shè)備而言，諧波電流的出現(xiàn)會(huì)對(duì)其產(chǎn)生不利影響。因此，深入分析供電系統(tǒng)中諧波電流對(duì)繼電保護(hù)裝置的影響，并制定相關(guān)解決方案。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);諧波;對(duì)繼電保護(hù);影響

引言

電力需求是當(dāng)代人生活的必要需求。然而穩(wěn)定性則是電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中的極為重要的要求。電力系統(tǒng)是相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，既要滿足人們的日常生活又要在使用過程對(duì)對(duì)電能進(jìn)行保護(hù)和控制，最大程度降低損耗 。但是，在電路系統(tǒng)中，因其復(fù)雜性和附件的功能作用，有時(shí)候電力系統(tǒng)在一定程度上會(huì)受到不同程度的危害，所以為了保證安全，必須受到控制，同時(shí)起到保護(hù)作用。

1 電力系統(tǒng)諧波產(chǎn)生的危害

絕緣層的脆化速度加快，從而縮短了功率電容器和其他電氣設(shè)備的使用壽命。在電網(wǎng)諧波電壓的直接或間接影響下，功率電容器產(chǎn)生了一些未使用的輸出功率。此輸出功率會(huì)損壞電氣設(shè)備的絕緣層，并嚴(yán)重?fù)p害其使用壽命。另外，在諧波電壓的連續(xù)作用下，功率電容器的電流逐漸膨脹，功率電容器的溫度也升高。這種情況會(huì)直接導(dǎo)致功率電容器在短時(shí)間內(nèi)應(yīng)用過度，大大縮短使用壽命。危害電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行，降低效率。諧波電流會(huì)從多個(gè)層面危及電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。例如，諧波電流將引起功率電容器的局部放電，這將使功率電容器設(shè)備的各個(gè)絕緣層過早脆化導(dǎo)致電氣設(shè)備產(chǎn)生額外的輸出功率耗損，這種情況直接危及電網(wǎng)設(shè)備的所有正常運(yùn)行工作。此外，諧波電流還會(huì)導(dǎo)致一些無法避免的電力組件額外損失，降低了所有電網(wǎng)運(yùn)營的高效率。電氣設(shè)備檢測(cè)器的操作受到影響，從而損害了電網(wǎng)的安全性。當(dāng)諧波流經(jīng)繼電保護(hù)設(shè)備或電網(wǎng)中的其他二次設(shè)備時(shí)，這些設(shè)備將受到影響，導(dǎo)致電氣設(shè)備測(cè)試儀器檢查到的數(shù)據(jù)信息不準(zhǔn)確，特定的數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)數(shù)據(jù)誤差的現(xiàn)象，甚至?xí)?dǎo)致繼電保護(hù)設(shè)備發(fā)生錯(cuò)誤操作，嚴(yán)重危害電網(wǎng)的安全性，影響日常生活生產(chǎn)用電。如果諧波電流沒有及時(shí)消除，繼續(xù)積累，則電網(wǎng)中運(yùn)行的每個(gè)電氣設(shè)備的各種標(biāo)準(zhǔn)值會(huì)變得越來越無法準(zhǔn)確測(cè)量，嚴(yán)重影響電能質(zhì)量。

2 電力系統(tǒng)諧波對(duì)繼電保護(hù)的影響

2.1 對(duì)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(duì)電力系統(tǒng)中的測(cè)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(huì)快速的對(duì)故障位置進(jìn)行定位，減少帶來的安全隱患，對(duì)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(dòng)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。在電力系統(tǒng)的運(yùn)行這種，諧波會(huì)對(duì)機(jī)電型繼電保護(hù)裝置造成一定的影響，這主要是由于這個(gè)類型的裝置是經(jīng)過電磁、電力以及機(jī)械等方面的多次轉(zhuǎn)換而成，而諧波的產(chǎn)生可能會(huì)對(duì)電力造成一定的影響，從而導(dǎo)致保護(hù)裝置的準(zhǔn)確度降低，速度變慢等現(xiàn)象，還會(huì)引發(fā)假性故障的產(chǎn)生，對(duì)機(jī)電型繼電保護(hù)裝置的工作原理造成一定的破壞。

2.2 對(duì)整流型繼電保護(hù)裝置的影響

在電力網(wǎng)中，正弦波是理想波形，這是毋庸置疑的，造成諧波出現(xiàn)的原因就是裝置的單向?qū)щ娮饔?，接線方式以及系統(tǒng)參數(shù)等等原因之下產(chǎn)生的。此波的出現(xiàn)對(duì)于電力系統(tǒng)是相當(dāng)?shù)牟焕?，?duì)繼電保護(hù)裝置也造成一定程度的傷害，對(duì)繼電保護(hù)工作也產(chǎn)生不同程度的影響，其中高次諧波是非常重要的因素，當(dāng)諧波電壓較高的時(shí)候，繼電保護(hù)裝備在一定程度上就會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)等一系列情況，增加系統(tǒng)的誤差，從而增加困難性。在高而負(fù)序系統(tǒng)中的高次諧波電流會(huì)對(duì)負(fù)序電流產(chǎn)生不同的影響，從而引發(fā)誤動(dòng)現(xiàn)象，甚至?xí)茐穆?lián)動(dòng)裝置，導(dǎo)致工作無法進(jìn)行。

3 電力系統(tǒng)中抑制諧波的具體措施

3.1加入濾波器的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中，有效抑制諧波產(chǎn)生和蔓延的主要方法就是在其中加入相應(yīng)的濾波器。濾波器是由電容、電感以及電阻組成的濾波電路，它可以對(duì)電源線中的特定頻率以及線路進(jìn)行有效的整合，從而對(duì)特殊波頻信號(hào)進(jìn)行消除工作。從現(xiàn)階段來說，數(shù)字濾波器是比較有效的一種濾波裝置，它與模擬濾波器相對(duì)應(yīng)，將電力系統(tǒng)中的運(yùn)行線路當(dāng)成一個(gè)變量，并且對(duì)外界的輸入信號(hào)進(jìn)行有效的處理，將輸入信號(hào)的波形采取有效的倒置工作，從而實(shí)現(xiàn)頻譜修改的目的。

3.2 無源諧波的治理

無源諧波的治理過程主要是將電抗器與電容器串聯(lián)到一起，并且形成一定的回路，在這個(gè)回路上，它的諧振頻率需要設(shè)定到不同的振動(dòng)點(diǎn)上，從而達(dá)到濾除多次諧波的目的，在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，這種工作的方法造價(jià)成本是非常低的，而且操作簡單，市場(chǎng)需求非常大，許多高次諧波采用的都是這種治理方式，但是在無源諧波的治理過程中，它的濾波效果并不是很突出，不能得到有效的消除，還會(huì)存在與系統(tǒng)諧振的可能，需要有關(guān)人員從綜合方面進(jìn)行考慮和選擇。

3.3繼電設(shè)備采取對(duì)策

可以合理地抑制設(shè)備整個(gè)維護(hù)過程中諧波電流的形變。一般來說，有 3 個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)值可用于評(píng)估繼電保護(hù)裝置的特性，即靈敏度，速動(dòng)性和選擇性。在實(shí)踐中，可以看到索引值發(fā)生惡性變化的主要原因是工作電壓和電流的輸入波形會(huì)導(dǎo)致其變形。為此，需要從以下多個(gè)方面進(jìn)行解決：根據(jù)三次諧波工作電壓的應(yīng)用，形成一個(gè)100%的電動(dòng)機(jī)定子保護(hù)接地管理系統(tǒng)。在此整個(gè)過程中，應(yīng)充分利用三次諧波電勢(shì)差來構(gòu)建電動(dòng)機(jī)定子保護(hù)接地系統(tǒng)，合理地防止由于零序基本電壓上的組件維護(hù)不及時(shí)而引起的過電流保護(hù)問題。要仔細(xì)檢查諧波電流的變形波形，特別是其正負(fù)的不對(duì)稱特性。直流變壓器設(shè)備的差動(dòng)保護(hù)一般由二次諧波完成，變壓器設(shè)備的浪涌電壓的高次諧波的成分非常大，并且主要由二次諧波控制?；诖?，有必要開發(fā)一種繼電器設(shè)備，該繼電器設(shè)備可以使用二次諧波合理的制動(dòng)系統(tǒng)的磁感應(yīng)變壓器，以免發(fā)生故障，從而避免由勵(lì)磁電流引起的操作錯(cuò)誤。

3.4加入濾波器的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中，有效控制諧波產(chǎn)生還有個(gè)最有效的辦法就是加入濾波器，這樣不但可以抑制產(chǎn)生，還可以抑制蔓延。電容、電感和電阻組成的濾波電路稱為濾波器，它的作用在于，它可以把電路中的特定頻率以及線路進(jìn)行有效的整合，從而對(duì)諧波進(jìn)行到限制蔓延的作用，以達(dá)到消除工作。從現(xiàn)在來看，此階段，有一種濾波器能達(dá)到良好的效果，那就是數(shù)字濾波器，它與模濾波器相作用，在電力系統(tǒng)中，它將運(yùn)行路線當(dāng)作為一個(gè)變量，對(duì)外界輸入信號(hào)進(jìn)行整合處理，從而實(shí)現(xiàn)頻譜修改的作用，以致達(dá)到良好的應(yīng)用效果。

結(jié)語

綜合上述，電子產(chǎn)品廣泛運(yùn)用，大型工廠，商業(yè)大樓等的用戶用電量巨大，電力系統(tǒng)更加復(fù)雜，這樣隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在此基礎(chǔ)上電力系統(tǒng)也帶來了很大影響，這樣電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性需要更加得到保證，再這樣的前提下，更需要消除諧波電力系統(tǒng)的影響，只有這樣才能使得電力系統(tǒng)才能正常運(yùn)行，對(duì)于繼電保護(hù)裝置，還要能夠正確的區(qū)分電路的運(yùn)行狀態(tài)，以此來避免外界的干擾，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，這樣才是電力發(fā)展的主要趨勢(shì)。供電系統(tǒng)中的諧波電流對(duì)繼電保護(hù)裝置存在較大的影響，容易引起操作錯(cuò)誤和誤操作現(xiàn)象的出現(xiàn)，危害供電系統(tǒng)的安全，對(duì)供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行產(chǎn)生極大的危害，因此有必要主動(dòng)分析影響并為此制定對(duì)策，以確保供電系統(tǒng)安全運(yùn)行。

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