電力系統(tǒng)諧波對繼電保護的影響

電力系統(tǒng)諧波對繼電保護的影響摘要：隨著分離系統(tǒng)在配電網(wǎng)絡(luò)中的負載逐漸增加，配電網(wǎng)中的常見故障變得越來越普遍，而部分常見故障是由諧波電流引起的。根據(jù)電網(wǎng)運行中諧波電流的檢測和整流工作經(jīng)驗，分析了諧波電流的應(yīng)用。本文首先分析了配電網(wǎng)中諧波的危害，然后分析了現(xiàn)場諧波檢測中遇到的問題，最后明確提出了解決諧波檢測的建議和對策，以提高供電系統(tǒng)的供電質(zhì)量。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；諧波；繼電保護諧波從嚴格的意義來講，諧波是指電流中所含有的頻率為基波的整數(shù)倍的電量，一般是指對周期性的非正弦電量進行傅立葉級數(shù)分解，其余大于基波頻率的電流產(chǎn)生的電量。從廣義上講，由于交流電網(wǎng)有效分量為工頻單一頻率，因此任何與工頻頻率不同的成分都可以稱之為諧波，這時“諧波”這個詞的意義已經(jīng)變得與原意有些不符。正是因為廣義的諧波概念，才有了“分數(shù)諧波”“間諧波”“次諧波”。在電力系統(tǒng)中，諧波的產(chǎn)生嚴重危害電力系統(tǒng)的安全，所以說他是最大的公害。1電力系統(tǒng)諧波產(chǎn)生的危害1)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。此輸出功率會損壞電氣設(shè)備的絕緣層，并嚴重損害其使用壽命。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。這種情況會直接導(dǎo)致功率電容器在短時間內(nèi)應(yīng)用過度，大大縮短使用壽命。2)危害電網(wǎng)設(shè)備運行，降低效率。諧波電流會從多個層面危及電氣設(shè)備的正常運行。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)備的所有正常運行工作。此外，諧波電流還會導(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)運營的高效率。3)電氣設(shè)備檢測器的操作受到影響，從而損害了電網(wǎng)的安全性。當諧波流經(jīng)繼電保護設(shè)備或電網(wǎng)中的其他二次設(shè)備時，這些設(shè)備將受到影響，導(dǎo)致電氣設(shè)備測試儀器檢查到的數(shù)據(jù)信息不準確，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)致繼電保護設(shè)備發(fā)生錯誤操作，嚴重危害電網(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消除，繼續(xù)積累，則電網(wǎng)中運行的每個電氣設(shè)備的各種標準值會變得越來越無法準確測量，嚴重影響電能質(zhì)量。2電力系統(tǒng)諧波對繼電保護的影響出現(xiàn)在供電系統(tǒng)中的諧波電流會嚴重損害電氣設(shè)備，甚至?xí)痣娐范搪饭收?。另外，大量的諧波電流，會加速電氣設(shè)備的消耗，縮短電氣設(shè)備的使用壽命。具體來說，供電系統(tǒng)的諧波電流對繼電保護裝置的影響主要具有以下幾個方面。2.1諧波對距離保護與整流型繼電設(shè)備的影響當供電系統(tǒng)中出現(xiàn)常見故障問題(例如系統(tǒng)中的諧波)時，誤差值將主要表現(xiàn)出基本阻抗值和諧波阻抗值之間的較大特性。另外，由于諧波電流在電流量中所占的比例較大，為了更好地防止繼電保護裝置出現(xiàn)錯誤操作，有必要采取針對性的對策來解決諧波電流?？蒲猩?，以5為分界線，當供電系統(tǒng)中的諧波電流分量小于該值時，供電保護裝置不會受到很大影響。檢查供電系統(tǒng)中的諧波電流分量后，發(fā)現(xiàn)在許多情況下該值都超過了5,這表明繼電保護設(shè)備會受不同程度的影響。另外，諧波電流的出現(xiàn)也會對整流器型繼電保護裝置造成不同程度的危害。例如，當三相諧波電流在供電系統(tǒng)中表現(xiàn)出不同且不對稱的加密條件時，則較大的諧波電流會出現(xiàn)在負序濾波設(shè)備中。此外，通過增加分相控制回路來解決諧波電流后，將增加交流脈動，這將導(dǎo)致操作錯誤和繼電保護裝備中的無啟動現(xiàn)象。2.2諧波對繼電器與自動裝置產(chǎn)生的影響當繼電器設(shè)備中有一定量的諧波電流時，在基波設(shè)定標準下，電磁感應(yīng)繼電器設(shè)備可以在諧波電流的作用下啟動。但是，當繼電器設(shè)備連接到諧波電流后，會引起出現(xiàn)正誤差值，這很容易引起底部電壓繼電器設(shè)備的錯誤操作。一般來說，電磁感應(yīng)繼電器設(shè)備，運作速度相對較慢，對定制誤差值的要求也相對廣泛。其中，當諧波電流分量小于10時，磁感應(yīng)繼電器設(shè)備不易因諧波電流而造成過度損害。但是，必須注意的是，如果諧波電流分量較大而諧波電流的衰減系數(shù)速率較慢，則磁感應(yīng)繼電器設(shè)備將出現(xiàn)錯誤操作且無法啟動的可能，這將引發(fā)供電系統(tǒng)中的電路故障，危及供電系統(tǒng)的正常運行。2.3諧波對負序量啟動元件的影響一般來說，繼電保護設(shè)備的啟動量主要以電網(wǎng)負序電流的增加為基礎(chǔ)，這還包括線路和直流變壓器設(shè)備的主保護。對于這種繼電保護設(shè)備，如果供電系統(tǒng)中存在諧波電流，將會對其工作狀態(tài)產(chǎn)生很大的影響，一旦在維護控制回路中輸入了異常電流或工作電壓，則不可避免地會引起錯誤啟動或操作錯誤。3電力系統(tǒng)中的諧波應(yīng)對策略諧波電流對供電系統(tǒng)的繼電保護設(shè)備具有極大的危害。因此，必須采取以下預(yù)防措施。1)為了更好地避免串聯(lián)諧振的主要參數(shù)，必須適當改變供電系統(tǒng)對地的容抗，改變變壓器本身的感抗特性。為了更好地防止串聯(lián)諧振的發(fā)生，可以在零序控制回路中釋放一定程度的減振。因此，在整個運行過程中，設(shè)計方案方法可以選擇以下方法，即：①持續(xù)改進供電系統(tǒng)本身的接地電容器。②有目的地選擇電壓互感器，或選擇技術(shù)精湛的磁感應(yīng)電壓互感器。③將消諧預(yù)制件或阻尼電阻連接到磁感應(yīng)電壓互感器接口的三角形繞組端。④采取有效措施避免儀表變壓器設(shè)備中性線接地。⑤在接地之前，必須將消弧線圈設(shè)置在供電系統(tǒng)的中性線處。另外，將消諧預(yù)制組件或元器件放置在磁感應(yīng)電壓互感器的三角繞組電阻端，并采用瞬時間歇方法將三端雙向可控硅開關(guān)連接到電壓互感器的設(shè)備中，以確?？梢栽诮泳€的電壓互感器設(shè)備的三角繞組末端瞬間完成。在工作過程中，零序電阻的應(yīng)用促進了串聯(lián)諧振供電系統(tǒng)控制回路中阻尼電阻值的增加，有利于零序電壓的操縱。2)繼電設(shè)備采取對策，可以合理地抑制設(shè)備整個維護過程中諧波電流的形變。一般來說，有3個關(guān)鍵指標值可用于評估繼電保護裝置的特性，即靈敏度，速動性和選擇性。在實踐中，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導(dǎo)致其變形。為此，需要從以下多個方面進行解決：①根據(jù)三次諧波工作電壓的應(yīng)用，形成一個100%的電動機定子保護接地管理系統(tǒng)。在此整個過程中，應(yīng)充分利用三次諧波電勢差來構(gòu)建電動機定子保護接地系統(tǒng)，合理地防止由于零序基本電壓上的組件維護不及時而引起的過電流保護問題。②要仔細檢查諧波電流的變形波形，特別是其正負的不對稱特性。直流變壓器設(shè)備的差動保護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系統(tǒng)的磁感應(yīng)變壓器，以免發(fā)生故障，從而避免由勵磁電流引起的操作錯誤。4結(jié)語供電系統(tǒng)中的諧波電流對繼電保護裝置存在較大的影響，容易引起操作錯誤和誤操作現(xiàn)象的出現(xiàn)，危害供電系統(tǒng)的安全，對供電系統(tǒng)的