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谐波对继电保护的影响与应对策略

发布时间:2019-01-03 15:47所属分类:理工论文浏览:1

摘要:社会经济取得迅猛发展,涌现出大量的新型电气装置,这使得国家电网和经济增长有很大的影响。电网逐渐与人们的生产生活接轨,同时也增大了非线性负荷以及电网谐波量。电力系统由于产生如此多的谐波量,对电力设备造成了不同程度的影响,这点主要表现在继

  摘要:社会经济取得迅猛发展,涌现出大量的新型电气装置,这使得国家电网和经济增长有很大的影响。电网逐渐与人们的生产生活接轨,同时也增大了非线性负荷以及电网谐波量。电力系统由于产生如此多的谐波量,对电力设备造成了不同程度的影响,这点主要表现在继电保护设备方面。本文针对谐波如何影响继电保护装置这一问题展开详细分析,最后分析了具体的改进策略。

  关键词:继电保护设备,谐波,应对策略

电力系统通信

  电网需用到各种电力设备装置,谐波是人们当前最为关注的问题。电力系统如果出现了谐波,将直接影响继电保护的运行状态,安全自动装置也不能照常使用,电力系统将失去原有的稳定性,甚至可能存在各种安全隐患。众所周知,谐波容易造成污染问题,因此必须采取应对措施,这样才能使电力系统呈现出稳定的运行状态。

  一、谐波的概述

  谐波由声学演变而来,其简称为HW。从电工学角度来分析,谐波是指电气量产生的正弦波分量,其频率一般比基波大。谐波不一定是基波整数倍,研究学者称其为分数谐波,也叫做间谐波。如果间谐的频率比工频低,则称之为次谐波。运行中的电力系统,若产生谐波,最大因素便是非线性负载。非线性负载一旦介入,电力系统的电流、电压将导致高次谐波的出现。电力系统如果产生了谐波,对供电质量有很大影响,情况比较危急时,电网安全将得不到保障,这也是人们对谐波如此畏惧的原因之一。

  二、电力系统谐波对继电保护的影响

  (一)谐波可影响距离保护,以及整流继电设备

  电力系统难免出现问题,包括谐波电流也很常见,这样容易导致阻抗值不符合基波阻抗值。谐波分量最常出现在电流中,必须立即滤波处理,否则继电设备容易出现误操作。经相关部门调查,发现电力系统只有5%的谐波量时,谐波并不会影响到继电保护设备。

  然而,实践却事与愿违,大部分电力系统都大于了5%的谐波含量。这样一来,谐波将影响继电保护。与此同时,谐波也会对整流继电设备造成不同程度的影响,谐波如果出现在电力系统电流中,三相谐波不会一直保持对称,负序滤波设备也可能出现谐波。对于裂相回路来说,谐波可以被放大,直流脉动同样如此,致使继电保护在操作过程中出现失误。

  (二)谐波对继电器与自动装置产生的影响

  对电力系统而言,继电设备一旦出现基波整定或谐波,继电设备很容易被启动。然而,谐波电压只要进入了继电设备,正误差最可能出现,此时低压继电设备很容易出现失误。想要快速启动电磁继电设备的话,一定不能出现很大的定值误差。

  谐波只要不超过10%的含量,很容易影响到继电设备,且其影响力相当大。值得注意一点,谐波超过一定含量,且次谐波逐渐衰减时,一旦电磁继电设备发生误操作,电力系统将无法正常运行。谐波是故障录波设备不能正常启动的主要因素,它可影响频率仪的最终测试值,降低其准确度,同时还可导致设备合闸出现极大的误差角。

  (三)谐波会影响负序量元件,包括微机线路等

  通常,电网的继电保护装置更多以负序电流增量为主,其组成部分包括两个:一个是线路保护,另一个为变压设备保护。电力系统可由不同的方式组成,谐波干扰是一个重要问题,在滤波器的作用下,将出现电流以及电压。保护回路出现了谐波,很难正确操作保护设备,甚至导致操作失误。

  微机线路可经常看到保护设备,它包含了不同的启动元件,最常见的有负序以及突变量。这些元件都可当作门槛电压量,也可称其为电流量,甚至是启动量。经大量实践证实,谐波可影响这些启动量,这样就很难准确判断出保护回路、逻辑回路等,由此导致误操作的发生。

  三、谐波对继电保护影响的应对措施

  慎重选择继电保护装置,以防谐波对其产生影响,了解继电器的运用原理,包括相应的电气元件,最常见的有比相判断,还有过零点检测等。为了使变压器实现差动保护,可采用二次谐波,饱和变流器应用最多,它可以保护继电器。当然,容抗或是感抗也经常出现在二次系统中,由此便有了谐振的出现。

  由此可见,系统固有频率必须与频率带相距较远,只有谐振不再出现过电压,继电器才能变得更加可靠。继电保护主要包含两种滤波器,其一为软件滤波器;其二是硬件滤波器,其中有源滤波器最为常见,还有一种无源滤波器。它们主要用于处理滤波,以防谐波造成严重干扰,具体可采用以下方法:对于有源滤波器来说,它还有一个别称(主动式滤波器),它产生的谐波电流,方向与谐波相反,但大小是相等的,这样便可将系统的谐波彻底消除。这种滤波器的应用领域相当广,只是需花费较高的成本。

  无源滤波器的另一称呼:被动式滤波器,它主要是将电容器串联在滤波电抗器当中,一旦出现谐波频率,便可形成低阻抗回路,这样就能吸收这种频率所发出的谐波,使系统谐波下降。无源滤波器一般用于补偿电容器,只是无源滤波器不能广泛使用,但对于阶次比较单一的谐波,它可以完成滤除。

  因此,应用滤波器过程中,必须从实际情况出发,选择合适的滤波器。设备如果产生了谐波,必须合理调节其电源加装功率,也就是说制造设备过程中,必须先考虑这点,这样才能使谐波问题得以解决,以防谐波对控制电网造成严重污染。谐波分析很有必要,想要得到电流数据必须使用AD卡,各次谐波参数需用到傅立叶变换,进行数据处理后可得到结果,这样便可将谐波消除。

  不过计算电抗器,或测试现场谐波时,过程比较复杂,它只能用于固定负载,一旦负载发生波动,将影响到滤波效果。只有认真分析参数,结合实际的运行状况,功率因素如果明显下降的话,谐波是最大的诱发因素,通过以上途径,有利于电网更快、更稳定地运行,因此该问题值得引起重视。

  四、结语

  广泛应用电力电子技术之后,谐波污染成为配电系统的主要问题,它使得继电保护系统无法安全运行。只有充分运用当前的技术,进一步优化继电保护的各种性能,正确区分谐波,才能避免继电保护受到谐波的影响。

  参考文献:

  [1]余伟,马艳.谐波对继电保护装置影响的探讨及应用[J].安徽省电机工程学会第二届(2010)电力安全论坛,2010.

  [2]邰能灵,朱佳杰.小矢量算法在发电机继电保护中的应用分析[J].电力系统自动化,2006(13).

  推荐期刊:《电力系统通信》杂志社位于北京市宣武区白广路2条1号2401.2402.2403室。我公司在蓬勃发展的历程中不断探索进取,努力提升技术水准、管理水平,同时注重业务拓展,努力建立与客户的良好沟通。

  

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