谐波对继电保护影响及应对策略

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1、谐波对继电保护影响及应对策略【摘要】为了提高电网运行的安全性与稳定性，本文主要针对谐波的产生、谐波的危害进行了简单分析，提出了谐波对继电保护的影响，探讨了应对谐波对继电保护的影响的策略。【关键词】谐波；继电保护；影响；应对策略目前，越来越多的电子设备投入到配电系统中，使得系统运行效率大大降低，尤其是谐波的产生，其影响更大，这些问题引起了人们的高度重视。因此，对谐波对继电保护的影响与应对策略的探讨有其必要性。1.谐波的产生一般而言，在电力系统中，谐波产生的主要原因就是由于非线性原因所导致的，若负荷是线性时，如纯阻性负荷，那么电流波形与电压相

2、同。但如果负荷中存在非线性的负荷，就会造成电流或电压的波形不规则，既造成了谐波。通常情况下，通过以下公式来表示关于谐波与电流信号的关系：k=1的分量为基波，k=2的分量为二次谐波，k=n的分量为n次谐波，其中，k为奇数的分量为奇次谐波，k为偶数的分量为偶次谐波。1.谐波对继电保护的影响及危害谐波是电力网中的一种污染，会导致电机发热产生故障、电力保护误动作、电脑通讯设备受干扰等等，所以其所造成的影响和危害也是很大的，大体主要表现在以下几个方面：2.1对用电设备的影响用电设备在谐波的作用下，绝缘部分会发生老化，进而也就缩短了它的寿命，同时，还

3、要降低测量仪器的准确性，进而引导自动装置的误操作和保护装置，一般来讲，电力系统的谐波含量在10%-40%以上，主要影响到的设备有旋转电动机铁芯设备、并联电容器、断路器、电子设备、继电器保护、通信线路、电缆线路，可以说，谐波对所有用电设备都会有影响，降低设备使用寿命、造成继电保护设备误动作、使设备过热、干扰电子设备等等。2.2噪声污染谐波的产生会使得电力系统中的用电设备发生振动或者是噪声，谐波电流的频率与转子部件的固有频率相相近时，就必然会产生振动，同时伴随着很大的噪声。2.3污染电网在电网中，谐波如果过于严重，除了会影响到用电设备的正常工

4、作以外，甚至于还会引发用电故障，进而会对公用电网注入更多的电流，使得电网发热、超载，导致电力系统无法正常输送，严重时，还会引起火灾。2.4影响变压器的正常工作在电力系统中，变压器呈现三角形连接，一旦有电流侵入，就会形成环行电流，尤其是对于3次谐波电流，最终导致中性线发热，从而影响了继电保护的可靠性。3.继电保护的重要性在继电保护中，主保护主要包括比例差动、差动速断、零序比例差动、工频变化量比例差动；后备保护，主要是相间阻抗、过流保护、阻抗退出过流保护、零序过流、过激磁、启动冷却器、过负荷、零序过压等，其中，相间阻抗就是指正向、反向阻抗可整

5、定，可经过振荡闭锁，而过流保护可经过复合电压闭锁，阻抗退出过流保护是由TV断线引起的阻抗退出后投入；零序过流是I、II段可经方向和二次谐波闭锁；过激磁具有反时限过激磁功能；等，这些都保证电力系统正常运行的根本。一旦电网中的电力设备发生故障，继电保护就可以通过自行启动，维持电网的稳定、安全运行。4.谐波对继电保护的影响4.1对继电器的影响由于继电器是按基波电压或电流整定的，那么在分静态的状况下，一定会影响到谐波，当谐波的含量在40%以内时,电流继电器就会产生拒动，造成电压继电器整定值降低，进而继电器就会产生拒动；若是较高的谐波电流通过时，继

6、电器则会误动，那么断路器就会立即跳闸。4.2对感应继电器的影响感应继电器在磁场的作用下，会产生感应电流，当这一电流与电力设备中的另一磁场发生作用，就会产生转矩，此时圆盘和圆筒就会发生转动，若是呈现非线性负载，即会使得大量电能消耗，而且还会导致高次谐波产生，进而电力系统中的电流波形、电压波形都发生畸变，功率因素也随之降低，自然就会产生噪声、振动以及电气设备过热的现象。另外，谐波电流分量产生的转矩可正可负，因而，继电器可能产生误动也可能产生拒动，其后果由各同次频率谐波间的相位差以及谐波分量的有效值而定。在运行时，电力系统的局部在谐波的影响下，

7、不论是串联谐振，还是并联谐振,谐波的分量都会不断放大，电容器及设备极易烧毁，这样，自动保护装置和继电保护就会发生误动作，电能计量也呈现一片混乱的现象，造成断晶、错位的现象，进而引起跳闸，最终影响到产品的质量和电力安全。5.谐波对继电保护影响的应对措施为了提高电网运行的稳定性，提高电网运行效率，减少谐波对电网造成的影响，保证电网的安全性，本文主要提出了以下保护措施：首先，继电保护装置要尽量不用受谐波影响大运用原理以及电气元件，如比相判断、过零点检测、弱电继电器；在变压器差动保护中，可以采用二次谐波的方式进行饱和变流器对继电器加强保护；同时，

8、在二次系统中，由于容抗和感抗的存在，可能会产生谐振，所以，系统中的固有频率，要远离较高含量的频率带，可以消除谐振所产生的过电压，进而提高继电器的可靠性。其次，在继电保护系统中，可以设计软件滤波