谈电力系统谐波对继电保护自动装置影响

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1、谈电力系统谐波对继电保护自动装置影响摘要：本文从什么是谐波、谐波产生的原因及产生谐波的各种类型用电设备、谐波的危害、电力系统谐波对电力设施及继电保护自动装置的影响、以及如何治理谐波使电力设施和继电保护自动装置安全可靠运行等方面进行论述电力系统谐波对继电保护自动装置的影响。关键词：谐波电力系统继电保护自动装置0引言随着宜阳电网供、配、用电规模的日益扩大，特别是宜阳局近年来各乡镇，各个工业园区的不断增多以及区域用电设备类型的多样化、复杂化等因素存在，宜阳电网中的谐波分量也较严重，宜阳电网的电能质量已得不到

2、较好保证。由于电网系统中谐波的存在，已对宜阳电力网的安全和稳定运行构成了威胁。1定义谐波：指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，这是对谐波做的比较准确的定义。一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。从广义上讲，任何与工频频率不同的成分都可以看作是谐波，因为交流电网有效分量为工频单一频率，这时“谐波”的意义并不是完全与原意一致的。2谐波产生的原因及产生谐波的各种类型的用电设备2.1谐波产生的原因当电流和电压的关系可以用正弦波来表示的时候，可以看作是理想的供电

3、系统。如果电路不复杂只含线性元件的情况下，流过的电流越大，施加的电压就越大，流过的电流呈正弦波。根据傅立叶分析原理，可以将非正弦曲线信号分解成基本部分和它的倍数。在电力系统中，之所以会出现谐波，从本质上来看就是由于非线性负载。当电流流经负载时，与所加的电压并不是一种线性关系，于是出现非正弦电流，即出现了谐波。像是功率转换器这样的电力系统设备之所以会出现比较严重的背离正弦曲线波形的情况，是因为半导体晶闸管的开关操作和二极管、半导体晶闸管具有非线性的特性。之所以会出现谐波电流，与功率转换器的脉冲数是有联系

4、的。2.2各种类型的用电设备产生的谐波2.2.1晶闸管等电子整流设备：因为我们现在在公司内比较普遍的使用晶闸管整流设备如电解槽、充电装置、开关电源等，这就会使得电网中出现不少的谐波。晶闸管整流装置主要采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，而馈送给电网的有不少是谐波。例如工厂用的整流装置、变电站内的高频开关电源装置、变压器、UPS、整流器、逆变器等,基本上采用的都是晶闸管、小功率的整流装置等电力电子元件，其励磁电流比较多，尽管单个容量不大，但数量不少且分布的范围较大，它们产生的高次谐波也会对电力系统

5、造成影响，使电力网出现更多的谐波。据相关资料获知：在出现的所有谐波中有大约40%是由电子整流装置产生的，这是主要的谐波来源。2.2.2变频调速装置：变频调速装置简称变频器，一般都是在一些速度调节工艺设备中使用，比如水泵、风机等，因为使用的是相位控制，谐波成份不是很简单，不仅有整次谐波，还含有分数次谐波。随着公司内各生产区域变频器的大量使用，变频装置的谐波含量更大了，分布的范围也更广了，这样，在公司电网中将会产生更多的谐波。2.2.3气体放电类电光源：如荧光灯、高压汞灯、高压钠灯与金属卤化物灯等均属于气

6、体放电类电光源。随着公司“绿色照明”工程的进行，公司内各种荧光灯、节能灯、高压钠灯、高压汞灯、金卤灯的使用量较多，同样给公司电力网注入了谐波分量。其谐波特征是主要产生3、5、7次谐波,其谐波量的大小是由灯具的容量决定的，二者成正比关系。2.2.4生活用电器：公司生活区电力网中所挂的大量家用电器，如电视机、各种节能灯、电冰箱、洗衣机、空调、微波炉、电磁炉、计算机、充电器、调光灯具等，这些家用电器均含有非线性元件，会产生谐波电流，其中的调压整流装置，则会产生较深。3谐波对电力系统继电保护的影响3.1高次谐

7、波对各种类型继电保护的影响。电磁谐波对电磁继电器的影响。电磁型电压继电器的动作与流过其线圈的电流有效值平方成比例。阻抗分量会随着线圈匝数的增加而变大，其阻抗可看作为R+jsL。频率不一样，sL也是有差别的，高次谐波之所以会使动作值变大，主要就是因为线圈阻抗变大了。当出现大量的谐波，并且各次谐波又没有快速衰减时，电磁型继电器就非常可能出现误动，最终使系统出现比较严重的事故。3.2谐波对整流型继电器的影响。因为在负序滤波器的作用下，可以将三相电流转变为单相电压，导致整流型距离保护装置如LH-21型的振荡闭

8、锁经常动作产生，正比于负序电流该滤序器包括两部分，即接在一相内的电流互感器和接在两相内的电抗互感器。当系统电流中含有谐波，同时三相谐波是不一样的，也不对称。负序滤波器会产生较多的谐波,再加上裂相回路可以放大谐波，造成不小的整流出的直流脉冲的出现，从而使保护误动作。3.3谐波对微机保护产生影响。微机电源系统和微机的模拟量输入回路是导致谐波对微机保护产生影响的两个主要因素。微机保护工作出现异常时，很可能是微机模拟量的输入回路含有谐波，所以，为了使谐波不会影响