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摘 要:对于电力系统来说,谐波的产生有着一定的危害,对机电型继电保护装置、微机继电保护等方面都有着一定的影响,有关人员需要从有源谐波治理、无源谐波治理等方面进行设计,从而减少谐波对电力系统的破坏,延长它们的使用寿命。
关键词:电力系统;谐波;继电保护
0引言
电力系统是指由发电厂、输电线路以及用电客户端等环节构成的一种电能循环系统,它是通过电能生产以及传输等形式,从而有效的将不同的电力分配给相关的用户,这是一个非常复杂的过程,其中涉及到了多个线路和系统结构。
1谐波产生的原因和危害
1.1谐波产生的原因
谐波是指一种周期性的一种频率变量,它是对电力系统中电流的一种改变,而且谐波中还可以分为分数谐波、间谐波以及次谐波等不同的类型。对于谐波产生的原因,它主要是由电源、输配电设备以及电力系统中的非线性负载构成的。首先,对于电源端产生的谐波来说,它是由于在发电过程中,三相绕组在制作上有着一定的质量问题,很难达到各个参数上的平衡,在不同的影响因素下,会造成一定谐波的产生,但是电源端所产生的谐波是非常少的,一般不会有太大的影响。其次,对于输配电过程产生的谐波来说,很多时候都是由于电力变压器导致的,这是由于变压器在设计过程中,可能会考虑到经济性等方面,忽略掉铁心磁化曲线的影响,使其处于非线性的状态,产生一定的谐波,在这种背景下,谐波电流通常来说所占额度较高,对于电力系统的影响也是非常大的。
1.2谐波的危害
从谐波的运行来说,它的危害性是非常强的,对于电力系统中的各个设备都可能造成不良的影响。首先,对于发电过程中的发电机和电动机来说,由于谐波的产生,可能会引发机械共振,致使发电机在运行过程中存在一定的振荡力矩,并且严重影响电力设备的使用寿命。其次,谐波电压在电力运行中会造成大幅度的正弦波变化,增加电能的消耗,加速绝缘老化,危害不同设备的负载以及电力系统的安全运行。除此之外,电网谐波还会对计量装置造成不同的影响,使它的系数达不到正常要求,造成电网中的短路情况,严重的还会引发爆炸现象。
2电力系统谐波对继电保护的影响
2.1对机电型继电保护的影响
机电型继电保护装置是对电力系统中的测量部分、逻辑部分以及执行部分进行保护的过程,它是由若干个不同的机电型继电器组成,可以有效的反映出实时电压和电流的运行状态,在电力系统的运行中,谐波会对机电型继电保护装置造成一定的影响,这主要是由于这个类型的装置是经过电磁、电力以及机械等方面的多次转换而成,而谐波的产生可能会对电力造成一定的影响,从而导致保护装置的准确度降低,速度变慢等现象,还会引发假性故障的产生,对机电型继电保护装置的工作原理造成一定的破坏。
2.2对微机继电保护的影响
对于微机继电保护装置来说,谐波的大小不同也会对其造成不同的影响,它是对输入信号的一种模拟量变化,但是在电力系统的运行中,还会存在不同程度的干擾谐波,如果在电流互感器的输入过程中,没有考虑到这方面的影响,高次谐波采样频率有效的转化为相应的电信号,就会对转换器中的数字量和模拟量的转换产生一定的破坏,而且后续处理工作可能不会对程序进行有效的录用。另一方面来说,在微机继电保护装置中,它的离散和量化的采样过程也有着不同的算法,在假定信号输入的过程中,可能会存在一定的误差,并且与其他设备不能形成有效的感应。
2.3对整流型继电保护装置的影响
在电力系统中,电力网供电的理想波形是正弦波,而且由于继电保护装置中的单向导电作用,在系统参数、三相荷载以及接线方式等共同作用下,造成谐波的产生,对于继电保护工作产生不同程度的影响。高次谐波是其中最主要的影响元素,当谐波电压处于比较高的状态时,继电保护装置可能会存在操作失灵或者误动等情况,增加供电系统中电压自动调节系统的误差。而负序系统中的高次谐波电流也会对负序电流产生不同的影响,引发误动现象,甚至会破坏继电保护中的远程联动装置,导致工作无法再继续进行下去。
3电力系统中抑制谐波的具体措施
3.1加入滤波器
在电力系统中,有效抑制谐波产生和蔓延的主要方法就是在其中加入相应的滤波器。滤波器是由电容、电感以及电阻组成的滤波电路,它可以对电源线中的特定频率以及线路进行有效的整合,从而对特殊波频信号进行消除工作。从现阶段来说,数字滤波器是比较有效的一种滤波装置,它与模拟滤波器相对应,将电力系统中的运行线路当成一个变量,并且对外界的输入信号进行有效的处理,将输入信号的波形采取有效的倒置工作,从而实现频谱修改的目的。
3.2无源谐波的治理
无源谐波的治理过程主要是将电抗器与电容器串联到一起,并且形成一定的回路,在这个回路上,它的谐振频率需要设定到不同的振动点上,从而达到滤除多次谐波的目的,在电力系统的运行过程中,这种工作的方法造价成本是非常低的,而且操作简单,市场需求非常大,许多高次谐波采用的都是这种治理方式,但是在无源谐波的治理过程中,它的滤波效果并不是很突出,不能得到有效的消除,还会存在与系统谐振的可能,需要有关人员从综合方面进行考虑和选择。
3.3有源谐波的治理
有源谐波滤除装置是在无源滤波的基础上,对治理方式的有效改进,它的滤波效果相对来说比较完善,在额定功率的范围内,由电力电子元件构成一个共同的回路,并且在这种情况下,产生一个系统的共同频率,它的应用范围比较广,包括计算机控制系统以及供电系统等多个领域上,尤其是对于一些大型电力系统中产生的谐波来说,它的消除效果是非常好的,不会受到电子元件的影响,但是由于成本较高,对于一些用户来说,并不是特别受欢迎和重视。
4结束语
在电力系统的运行过程中,还是会或多或少的出现不同的安全和质量隐患,造成对电力结构的影响,谐波就是其中的主要危害因素,需要对它进行全面的分析,找到有效的抑制方法。
参考文献:
[1]电力系统谐波对继电保护的影响[J].牛原.科技与创新.2020(04)
[2]电力系统谐波对继电保护的影响[J].杨艳燕,朱永珍,杨黎.科技视界.2019(24)
[3]电力系统谐波对继电保护的影响探究[J].孔海波,石庆喜,冯德品.山东工业技术.2019(20)
关键词:电力系统;谐波;继电保护
0引言
电力系统是指由发电厂、输电线路以及用电客户端等环节构成的一种电能循环系统,它是通过电能生产以及传输等形式,从而有效的将不同的电力分配给相关的用户,这是一个非常复杂的过程,其中涉及到了多个线路和系统结构。
1谐波产生的原因和危害
1.1谐波产生的原因
谐波是指一种周期性的一种频率变量,它是对电力系统中电流的一种改变,而且谐波中还可以分为分数谐波、间谐波以及次谐波等不同的类型。对于谐波产生的原因,它主要是由电源、输配电设备以及电力系统中的非线性负载构成的。首先,对于电源端产生的谐波来说,它是由于在发电过程中,三相绕组在制作上有着一定的质量问题,很难达到各个参数上的平衡,在不同的影响因素下,会造成一定谐波的产生,但是电源端所产生的谐波是非常少的,一般不会有太大的影响。其次,对于输配电过程产生的谐波来说,很多时候都是由于电力变压器导致的,这是由于变压器在设计过程中,可能会考虑到经济性等方面,忽略掉铁心磁化曲线的影响,使其处于非线性的状态,产生一定的谐波,在这种背景下,谐波电流通常来说所占额度较高,对于电力系统的影响也是非常大的。
1.2谐波的危害
从谐波的运行来说,它的危害性是非常强的,对于电力系统中的各个设备都可能造成不良的影响。首先,对于发电过程中的发电机和电动机来说,由于谐波的产生,可能会引发机械共振,致使发电机在运行过程中存在一定的振荡力矩,并且严重影响电力设备的使用寿命。其次,谐波电压在电力运行中会造成大幅度的正弦波变化,增加电能的消耗,加速绝缘老化,危害不同设备的负载以及电力系统的安全运行。除此之外,电网谐波还会对计量装置造成不同的影响,使它的系数达不到正常要求,造成电网中的短路情况,严重的还会引发爆炸现象。
2电力系统谐波对继电保护的影响
2.1对机电型继电保护的影响
机电型继电保护装置是对电力系统中的测量部分、逻辑部分以及执行部分进行保护的过程,它是由若干个不同的机电型继电器组成,可以有效的反映出实时电压和电流的运行状态,在电力系统的运行中,谐波会对机电型继电保护装置造成一定的影响,这主要是由于这个类型的装置是经过电磁、电力以及机械等方面的多次转换而成,而谐波的产生可能会对电力造成一定的影响,从而导致保护装置的准确度降低,速度变慢等现象,还会引发假性故障的产生,对机电型继电保护装置的工作原理造成一定的破坏。
2.2对微机继电保护的影响
对于微机继电保护装置来说,谐波的大小不同也会对其造成不同的影响,它是对输入信号的一种模拟量变化,但是在电力系统的运行中,还会存在不同程度的干擾谐波,如果在电流互感器的输入过程中,没有考虑到这方面的影响,高次谐波采样频率有效的转化为相应的电信号,就会对转换器中的数字量和模拟量的转换产生一定的破坏,而且后续处理工作可能不会对程序进行有效的录用。另一方面来说,在微机继电保护装置中,它的离散和量化的采样过程也有着不同的算法,在假定信号输入的过程中,可能会存在一定的误差,并且与其他设备不能形成有效的感应。
2.3对整流型继电保护装置的影响
在电力系统中,电力网供电的理想波形是正弦波,而且由于继电保护装置中的单向导电作用,在系统参数、三相荷载以及接线方式等共同作用下,造成谐波的产生,对于继电保护工作产生不同程度的影响。高次谐波是其中最主要的影响元素,当谐波电压处于比较高的状态时,继电保护装置可能会存在操作失灵或者误动等情况,增加供电系统中电压自动调节系统的误差。而负序系统中的高次谐波电流也会对负序电流产生不同的影响,引发误动现象,甚至会破坏继电保护中的远程联动装置,导致工作无法再继续进行下去。
3电力系统中抑制谐波的具体措施
3.1加入滤波器
在电力系统中,有效抑制谐波产生和蔓延的主要方法就是在其中加入相应的滤波器。滤波器是由电容、电感以及电阻组成的滤波电路,它可以对电源线中的特定频率以及线路进行有效的整合,从而对特殊波频信号进行消除工作。从现阶段来说,数字滤波器是比较有效的一种滤波装置,它与模拟滤波器相对应,将电力系统中的运行线路当成一个变量,并且对外界的输入信号进行有效的处理,将输入信号的波形采取有效的倒置工作,从而实现频谱修改的目的。
3.2无源谐波的治理
无源谐波的治理过程主要是将电抗器与电容器串联到一起,并且形成一定的回路,在这个回路上,它的谐振频率需要设定到不同的振动点上,从而达到滤除多次谐波的目的,在电力系统的运行过程中,这种工作的方法造价成本是非常低的,而且操作简单,市场需求非常大,许多高次谐波采用的都是这种治理方式,但是在无源谐波的治理过程中,它的滤波效果并不是很突出,不能得到有效的消除,还会存在与系统谐振的可能,需要有关人员从综合方面进行考虑和选择。
3.3有源谐波的治理
有源谐波滤除装置是在无源滤波的基础上,对治理方式的有效改进,它的滤波效果相对来说比较完善,在额定功率的范围内,由电力电子元件构成一个共同的回路,并且在这种情况下,产生一个系统的共同频率,它的应用范围比较广,包括计算机控制系统以及供电系统等多个领域上,尤其是对于一些大型电力系统中产生的谐波来说,它的消除效果是非常好的,不会受到电子元件的影响,但是由于成本较高,对于一些用户来说,并不是特别受欢迎和重视。
4结束语
在电力系统的运行过程中,还是会或多或少的出现不同的安全和质量隐患,造成对电力结构的影响,谐波就是其中的主要危害因素,需要对它进行全面的分析,找到有效的抑制方法。
参考文献:
[1]电力系统谐波对继电保护的影响[J].牛原.科技与创新.2020(04)
[2]电力系统谐波对继电保护的影响[J].杨艳燕,朱永珍,杨黎.科技视界.2019(24)
[3]电力系统谐波对继电保护的影响探究[J].孔海波,石庆喜,冯德品.山东工业技术.2019(20)