谐波对继电保护的影响与应对策略

摘要：新时期，电力系统为了满足社会不断发展的需要，面临的挑战也越来越多，电力系统在运行过程中使用的各种设备也在不断增加。因此导致谐波问题变得越来越严重，谐波对于个电力系统的安全稳定运行都会产生一定的影响，因此消除带波影响，加强对于继电保护的保护成为了电力企业重点关心的问题。因此，近年来广大电力行业的工作者对于谐波的探究越来越多，就谐波产生的途径进行了分析，然后分析了谐波影响继电保护系统的具体表现，最后分析了为了减少谐波对于继电保护系统的影响需要采取的针对性策略，为促进单利系统运行的稳定性有一定的参考价值。

1、前言

在电力系统运行过程中，由于运行设备的数量和种类不断增加，随之产生的谐波是不可能彻底消除的，并且谐波对于继电保护系统的安全稳定运行有一定的干扰，所以重视谐波的整治工作，减少谐波的不良影响，是近年来电力系统的工作人员致力解决的问题，随着谐波现象对于电力系统来讲变成了一种污染，所以对于谐波的关注程度越来越深，对于谐波的研究力度也在不断增大，分析谐波对于继电保护系统的主要影响，然后采取针对性措施是保障继电保护系统稳定运行的关键。

2、继电保护所受谐波影响的具体表现分析

谐波指的是电流中超过基波的频率整数倍的非正弦的周期性电量，处于正常供电环境中的电流及电压从理论上讲都应该处于正弦波的状态。因此，谐波污染会对电力系统运行造成破坏性影响，其对继电保护的影响尤其严重，具体的继电保护影响表现大致如下：

2.1对不同继电器的影响

2.1.1电磁型继电器

电磁继电器的转矩和流经此继电器所有线圈的有效电流值的平方呈现正比例关系，一旦谐波与基波之和高于继电器动作所需的电流值，继电器就会相应地开展各种保护动作。而谐波的存在增加了有效电流值，一旦谐波的含量达到此电流值的10%以上，它就会使继电器产生错误动作，进而诱发电力系统故障的出现。

2.1.2感应型继电器

感应继电器的工作以感应电流以及空间的其他磁场作为动力开展工作，圆盘在本磁场的作用下产生感应电流，而此感应电流则会与其他磁场呼应，进而产生使圆盘得以转动的电磁转矩。而谐波的存在则会导致转矩的增加，使圆盘的转动速度变快，为继电器工作造成误动或是拒动的问题，进而使继电器受到影响。但是，感应型继电器具有较高的赓睦，圆盘转动的速度较慢，受到谐波的影响不甚明显。

2.2对继电保护设备的影响

2.2.1距离保护

继电保护设备开展距离保护共同工作，是以线路固定距离内测量的基波阻抗值为基础进行变化的，如果系统中存在过高的谐波分量就会导致实际的阻抗值严重偏离基波的阻抗值，进而造成继电保护设备距离保护的失效，或造成继电器误动现象。

2.2.2零序保护

继电保护设备开展零序保护工作，是以通过线路非平衡状态的零序电流的最大值为基础具体实施，一旦线路电流中出现过高的3次谐波分量，不平衡的零序电流会迅速增加，进而导致零序保护动作失于精准，阻碍保护作用的实现。

2.2.3计算机

谐波通过影响计算机的电源供给系统，以及模拟量的输入回路，达到对于继电保护赖以现的计算机工作的影响。具体来讲，计算机线路的各项启动保护元件，如负序量启动、突变量启动等，都是以门槛的电流或电压量作为其启动量，这些启动量一旦遭遇谐波影响，必定造成回路所发信号的错误，同时，输人回路中存在过高的谐波，会导致计算机对于电流模拟的失真，进而影响计算机的实际控制工作。

3、如何减少谐波对继电保护系统的影响

为了提高电力系统的运行效率和运行稳定性，在降低谐波对电网不利影响的同时，还要保障电力系统相关设备的安全。在实际使用中，必须针对电力系统谐波对继电保护的具体影响在完善继电保护性能的同时，增强对相关应对措施的研发。

3.1杜绝电力系统谐波振荡电压

为了保障电力系统安全性，应改变谐波互感器感抗性能以及电力系统容抗，避免其与电力系统谐波形成的参数相匹配。另外，在预防谐波发生谐振的同时，还应增强电力系统的零序回路阻尼。因此，在电力系统设计中，为了保障电力系统设备的正常运行，应使用性能优良的电压互感设备，以改善电压互感体系，并增加电力系统的对地电容。同时，在电力系统中互感器的三角位置接人定值阻尼电阻和消谐构件，可以杜绝电力系统互感设备中性点接触，面在电力系统的中性点区域，可以取消直接接地，而采用电阻与地进行有效连接。在电力系统互感器的三角位置，通过设置对应的元器件和消谐构件，并在电力系统实施“瞬间断续”时，与电力系统互感设备的可控硅进行有机连接，可以保障电力系统的电压互感设备相关区域及时产生瞬间断续作用。实践应用中，在使用零序电阻的同时，增加电力系统谐振回路阻尼电阻值，可以保障电力系统控制序列的相关电压值。在对电力系统电压可感设备、阻尼电阻角开口相关位进行谐波消除时，由于消谐效果与阻尼电阻大小成反比关系，因此当电力系统阻尼数值为时，消谐效果最仹，而双向型可控硅瞬间断续短接，就相当于电阻阻尼数值为，此时谐波不会对电力系统自动检测以及电磁型继电设备产生影响。因此，在实际电力系统应用中在互感器的三角位置设置消谐装置，不仅能有效解决电力系统的多频率谐振现象，而且对电力系统谐振接地以及电力系统区分都有重要作用。

3.2应对电力系统谐波变形

在电力系统运营中，主要通过继电保护装置的选择性、速动性以及灵敏度对继电保护进行客观评价。在了解电力系统谐波指标恶化状况，明确电流、输入电压波形形变原因的同时，可以充分利用电力系统的次谐波来构建定子接地保护系统，杜绝电力系统因基波检测疏忽而造成的谐波波形变形。另外，在充分利用变压设备相关差动保护的同时，还可利用电力系统高次谐波涌流中的次谐波成分，开发使用次谐波制动的差动继电器，从而有效避免电力系统继电保护误动，从根本上杜绝因涌流引起的误操作。在电力系统谐波防护中，变压器差动保护主要是利用了速饱和变流器以及次谐波进行制动。对于高频保护，则将半波比相改为正、负半波均比相和“与”门出口即全波比相或加装谐波闭锁，从而保障高频装置的正常使用。在超高压电网高级保护中，通过对输入信号的有效滤波，可以有效防范谐波对继电保护的影响。而在负序振荡闭锁元件中，通过加装不致过长延迟动作时间的小滤波器，可减少谐波误动，保障继电保护装置顺利运行。另外采用增量型元件，可避免电力系统负序和稳态谐波的影响。

结语

综上所述，由于电力系统谐波对继电装置及其自动保护系统具有重要影响，常常会导致系统误动或拒动，提高力系统的故障率，因此在实际电网运行中，必须明确谐波对继电保护的影响，找出误操作误动的原因，并采取改进措施，从而保障继电保护系统正常安全运行。

(孟召杰 河北省邯郸市武安市矿山镇大唐武安发电有限公司 河北邯郸 056303)

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