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摘要:近年来社会用电需求的不断增大,电力工程建设数量也逐渐增多。当下,我国电力行业发展一日千里,电力系统中不断有新型的电气设备被加以采纳,尤其是使用非线性负荷的电气装置,但是大量电气设备在电力系统中运行时会产生较多的谐波,对电力系统造成直接的影响,导致降低其供电的质量。本文就电力系统谐波对继电保护的影响展开探讨。
关键词:电力系统;谐波;继电保护;应对措施
引言
在电力系统中谐波有非常严重的危害,是电力系统的一种污染因素。而电子设备的大力推广使得非线性负荷影响着电力系统的正常运行,电力系统谐波问题日益严重。谐波会降低电压正弦波的质量,并影响电网的正常运作。因此,必须要运用多种措施来降低电力系统谐波带来的负面影响,把握电力系统谐波对继电保护的影响和重要意义。
1电力系统中的谐波与继电保护概述
所谓谐波主要是指在电流中含有的频率为基波整数倍的电量,在非正弦周期性傅里叶级数分解后,基波频率电流也会产生较大的电量。例如,在高压直流电量传输的过程中,一旦电路系统出现短路故障,电力系统就会受到谐波带来的影响,进而使电力设备受到损坏,同时很大程度将减短绝缘设备的使用寿命;一旦继电保护设备或是相关装置发生拒动,会对整个电力系统造成安全影响,最终引发严重的电力事故。因此,在电力系统运行中,需严格依据继电保护原理和自动装置的原理,控制谐波对电力系统产生的影响,确保电力系统的稳定运行。
2电力系统谐波对继电保护的影响
2.1静态机电设备
在电力系统中静态机电设备应用范围广泛,而因为静态的态继电器会在一定程度上降低谐波的影响。而对静态保护装置中主要包括了固态继电器、静态继电器两种类型,两个交流电量中的相位比较主要就是微分比相器以及积分比相器二者的比较。在电器设备运行中出现的谐波会直接影响相器的正常运行。对此,在进行电量比较过程中,如果具有一个谐波分量条件则就会切割方波,但是以内两个电压无法实现预期的电压数值,这样就会影响电压的翻转。两个交流带电就会转化形成方波。而微分电路中形成脉冲则系统就会受到谐波的影响,微分脉冲就会增加。在交流电的影响之下,则就会出现保护装置的误动作,进而影响静态的机电设备。
2.2整流型机电设备
以整流输入交流电或几个交流量最终整流而成的就是整流型机电设备,而其继电器的动作原理是电流信号和动作判断。如果某个电阻器拥有两个电气量的环形整流比相器,此时电流回路中出现谐波,其动作路径就会改变,出现一个规则的圆弧,而谐波量的增加也使得曲线上的凹凸点更加复杂。因此,在整流型机电设备中出现谐波,电流回路中含有谐波分量电流,就会增加整流比相器输出量的交流分量,并对继电器的工作路径产生影响。
2.3电磁型机电设备
在运行中,整定值会受到谐波的影响,谐波含量就会在特定的范围中,不会增加整定值误差范围。继电保护装置的基础则就睡基波电压以及电流整流,其动态作用之间的变化相对较小。而如果在继电设备中存在谐波问题,并且出现动态问题,电压机电设备中的动作值就会在大于基波的作整值,进而出现拒动的问题。而在实践中,在空载变压器的切头中也会出现一些谐波问题,在这个时候谐波分量就会给继电器带来一定的影响,进而导致其出现误动等问题,导致断路器跳闸的问题。而在电磁性继电器中其对于定制误差的影响不高,如果谐波含量小于10,则机电设备受到谐波的影响则相对较小;而如果谐波含量相对较大,谐波衰减速度则就相对较慢,这样就会因为谐波影响导致电磁性继电器误动问题,进而导致较为严重的系统事故与问题。
2.4感应型机电设备
电力系统受到磁场的影响,继电器会出现感应电流。感应电流与磁场相互影响,出现电磁转矩。影响到继电器转动效果。感应继电器会在这种状态下出现较大的惯性。运行效果会降低,但是谐波转矩将会对电力系统的运行产生一定的影响。谐波畸变下的电流运行会在不同分量磁盘中产生较大的转矩。感应继电器灵敏度也会随着电流频率的调整逐渐的降低。不同成都的谐波分量造成的转矩,也将会使转矩与谐波分量出现正负关系。感应继电器误动出现拒动都是由谐波分量有效数值与间相位差影响的。
3谐波对继电保护造成影响的有效应对措施
3.1防止谐波产生振荡电压
在电力系统内要降低谐波对继电保护设备产生的影响,可从谐波本身出发进行改造,来预防谐波产生出振荡电压,并得到合理的控制,应从下列两个关键点开展工作。(1)考虑谐波匹配振参数的因素,从改变电力系统的抗容量或交感器的感抗性出发,来降低谐波的匹配参数。(2)采用增加阻尼的方式,来防止谐波振荡电压的出现。在实际操作中,通过对电力系统中的对地电容、交感器设备进行合理的应用,并将电力阻尼放置在电力交感器的三角组合处,以改善电压互感体系。同时,需注意电阻上交感器的中性点不能与地面接触,且需在电力交感器设备上加入某些滑谐器件或元部构件,并保证这些元件都处于互感器的三角绕组处,才能将电力交感器与双向可控硅相接触,实现电压在短接连接的同时达到瞬间断续的效果。此外,依靠增加电力系统的回路值来改变谐波出现振荡电压的现象,通过采用阻尼的电阻与电力互感器进行消谐,从而可应对电力系统内出现多频率谐波振荡电压的问题。因此,在电力系统实际运行中,将消协装置安装互感器的三角部位,此举不但可以将多频率谐振现象有效解决,同时十分利于电力系统的区分以及斜振接地。
3.2应对电力系统谐波变形
在电力系统的供电运营工作中需要对机电防护装置进行有效选择,对机电防护装置的速度性、反应灵敏程度以及保护程度进行有效评价。在充分了解电力系统谐波恶化的情况下,要有效明确电流输入过程中电压波形所产生的形变原因,同时还需要使用电力系统的三次谐波来建立接地保护系统,防止电力系统由于机波检测疏漏而形成不良的谐波变形问题。除此之外,在有效使用变压器设备时,需要对相关的差动保护问题加以考虑,同时有效运用电力系统的高磁性波涌出的二次谐波成分。通过两次谐波制动的方法,对继电器系统工作形成良好的防护作用,有效地避免电力系统继电器产生错误、保护动作问题。从基础上来防止系统永流产生的误操作问题。在电力系统的谐波防护路中,变压器插动保护工作主要是运用速保、变流器、二次谐波来进行制动。对于高频保护工作过程来讲,需要将谐波比进行有效调整,保证高频供电装置的正常稳定工作和运行,在超高压电网的高级防护过程中,通过输入信号的方法来有效消除内部所产生的不良谐波问题,从而有效预防谐波对机电保护所产生的不良影响,进而在110kV负序震荡闭锁单元当中,通过降低谐波互动问题来保证继电保护装置的顺利稳定工作和运行。
结语
随着我国经济的发展,人们对电力的需求量在逐渐增加,并提出了更高的要求。但是在电力系统运行中经常会出现谐波,影响着继电保护的正常运行,也降低了电压正弦波的质量,严重制约了电网的正常运作。因此,在电力系统实际运行中,要认识到中电力系统谐波对继电保护的负面影响,在这样的基础上采取有效的对策降低其对继电保护的干扰,为电力系统安全稳定的运行提供保障。同时也要采取有效的措施保证电力系统继电保护的正常运行,减少电力系统中的谐波,为电力系统的稳定运行和经济社会的发展提供保障。
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