谐波对继电保护的影响

谐波对继电保护的影响（精选10篇）

谐波对继电保护的影响 第1篇

1.1 次谐波的产生和危害

1.1.1 谐波定义和生成

谐波是一个周期电量的正弦波分量, 其频率通常是基波部分的频率整数倍。这部分的谐波功率更大的范围基本频率组件的非正弦电源周期的傅里叶分解。谐波频率是一个整数倍数的基本的频率, 我们也常常称为谐波。

1.1.2 谐波的危害

谐波污染对电力系统安全、稳定和经济运行构成潜在的威胁, 对周围的电子环境影响大。具体的危害如下所示:

电源供应的影响。对电容器谐波的影响。统计数据显示, 约70%在电容器的谐波故障出现。研究显示有矿物油浸渍绝缘电容器电压畸变的两年增加一倍的介质损耗因数的5%的条件下运行。在谐波函数中, 电源线损坏, 但也大大改善。高次谐波产生旋转磁场产生的涡流旋转电机铁损耗增加, 同步电机过热阻尼线圈或感应电动机定子、转子生成额外的铜损。此外, 引起振动转矩的谐波电流, 电机转速变化定期。失真造成的电压、电机和变压器绝缘寿命会缩短。

继电保护和自动装置的影响。谐波的影响, 从而导致的主变压器和总线复杂压过流保护复合电压锁定的元素开始被误。也造成跳闸事故发电机负序电流保护故障。录像机故障的故障, 影响实际故障记录。由谐波电磁和静电诱导, 通信干扰。谐波干扰强度取决于距离的谐波电压、电流、频率和输电线路和通信线路和帧长度的大小。

电力计量和文书中的角色常用的说明。研究表明高次谐波和负频率误差感应式电能, 广泛使用的电路的谐波含量不能准确地衡量。当趋势的谐波和基本方向, 该文书将会较少的电源, 在发生的谐波电压线性用户, 测量时的谐波及基本趋势, 感应式电能表相反的方向不能被谐波和基代数和波能量网格谐波反措施-也部分抵消的根本动力。很明显, 合理的解决办法, 产生的电能计量, 影响下的谐波不仅经济意义, 并有助于谐波污染。

可见, 谐波严重影响电源系统是正常、稳定和安全的操作。

1.2 谐波对继电保护和自动装置的影响

1.2.1 高次谐波的各类保护的影响

1) 谐波电磁继电器

电磁式电压继电器, 与通过线圈的电流有效值平方成正比。线圈匝数的阻抗元件的阻抗是不同的频率, 增加的谐波行动的理由是为了提高线圈的阻抗。谐波电压接入继电器。电磁继电器慢, 设置误差值要求较低的谐波含量小于10%, 谐波的影响不会太大。然而, 当谐波含量和谐波衰减和慢时, 电磁继电器由一个大的网络事件造成的错误。

2) 谐波整流继电器

整流距离保护装置 (如LH-21) 的振荡闭锁经常移动, 这些现象的原因是负序滤波器的三相电流单电压 (比负序电流) , 序列过滤器通过连接构造之间的相电流互感器两相电抗变压器的连接。谐波电流和谐波是不相等的, 非对称和负序过滤器, 具有很大的谐波输出, 加上分相电路谐波进一步放大效应, 使整个直流脉冲, 使保护误动。

3) 谐波的微机保护谐波对计算机的保护作用: (1) 电脑的电源系统; (2) 模拟量输入电路微控制器。当微机模拟输入电路包含谐波影响正常工作的微机保护, 测量计算机控制系统也不例外, 在前面ADC的模拟低通滤波器抑制谐波和提高有用信号和干扰信号。

4) 谐波距离保护

从元素的保护装置, 通常设置在基本阻抗。故障条件下, 当电流谐波 (三次谐波) , 测得的阻抗相对的根本阻抗值可能有相当大的错误。所以当阻抗接地故障电流通过高电阻接地阻抗主。如果应采取的电流谐波滤波措施, 否则会造成继电器故障的可能性。通过实验, 谐波含量小于5%, 它具有继电器谐波的影响不大。

1.2.2 继电器的保护措施, 以遏止谐波失真

继电器性能的评价通常采用三项措施:灵敏度, 选择性和快速的行动。导致性能恶化的主要原因, 输入电流和电压波形畸变之一。

硬件保护装置 (模拟) 和软件 (数字滤波器) , 去除直流分量和谐波分量的电力系统数据, 以及各种保护动作精度。

模拟滤波器通常使用以下几种类型:1) 带通滤波器的谐振式电流互感器;2) 带通滤波器, 利用运算放大器, 由于其规模小, 精度高的优点, 已被广泛使用。

数字滤波器是由软件实现, 因此不会受到外部环境的影响 (如温度) , 高可靠性, 高标准。不像模拟滤芯差异的影响过滤效果, 有没有元件老化和负载阻抗匹配。此外, 数字滤波器, 具有高度的灵活性, 当需要改变滤波器的性能只能被编程。

2 通流计算的谐波分布

牛顿-拉夫逊法是为解决流动方程的方法, 最成功的, 不仅在大多数情况下, 更快的收敛与前两年的风险之间没有分歧, 可以大大减少计算时间。牛顿的过程实质上是求解非线性方程组到相应的线性方程组求解的过程中, 这通常被称为一个线性过程。

3 结论

谐波对继电保护的影响很大, 如何更好地减小谐波对继电保护的干扰, 继而维持电力系统的稳定、可靠运行是继电保护工作者的一项值得研究的课题。同时, 通过继电保护自动装置加强对谐波的监测从而减小谐波对电力系统的污染也是江苏省电力公司的一项迫切任务。

摘要：电网谐波使电网电力供应合格率有所下降, 这引起的电力供应人员广泛地关注。随着工业的快速发展, 在电力系统非线性负载显著增加, 其谐波对电力能源污染问题十分关注。为了改善电能质量, 电力企业需要采取有效措施, 电网中的谐波限定值和各种治理措施。

关键词：谐波,继电保护,影响

参考文献

[1]吴竞昌.供电系统谐波[M].中国电力出版社, 1998.

电力系统对继电保护的要求 第2篇

一、选择性

选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。

主保护：能有选择性地快速切除全线故障的保护。

后备保护：当故障线路的主保护或断路器拒动时用以切除故障的保护。

近后备保护：作为本线路主保护的后备保护。

远后备保护：作为下一条相邻线路主保护或开关拒跳后备保护。

二、速动性

速动性是指尽可能快地切除故障

短路时快速切除故障，可以缩小故障范围，减轻短路引起的破坏程度，减小对用户工作的影响，提高电力系统的稳定性。

三、灵敏性

灵敏性是指对保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。保护装置的灵敏性，通常用灵敏系数来衡量，灵敏系数越大，则保护的灵敏度就越高，反之就越低。

四、可靠性

可靠性是指在规定的保护范围内发生了属于它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在其他不属于它应该动作的情况下，则不应该误动作。

以上四个基本要求之间，有的相辅相成，有的相互制约，需要针对不同的使用条件，分别地进行协调。

电流互感器饱和对继电保护的影响 第3篇

关键词：电流互感器；继电保护；电流；影响；措施

中图分类号：TM451 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 24-0000-01

一、前言

在电力系统中，电流互感器的饱和与否对继电保护装置的影响非常大，会直接影响到继电保护装置的安全稳定运行，随着社会工业的不断发展，电力系统的供电容量也不断地增大，但是系统短路电流也在急剧增加，电力系统中的电流互感器饱和问题也日益突出，对继电保护产生重要影响，本文对其进行了简单的论述，并提出了一些具体的解决措施，希望对电力系统的安全、稳定运行提供一定的帮助。

二、电流互感器原理

电流互感器简称CT，其原理是依据电磁感应原理，将一次回路中的大电流变化成二次回路中的小电流，然后供给测量仪器继电保护装置或者其他的类似装置，电流互感器的主要用途是对被测电流进行变换，其优点就是比普通的变压器输出的容量小，按照其性能和用途可以分为两大类，一类是用来测量用电流互感器，另一类是用来保护用电互感器。

三、电流互感器饱和对继电保护影响的基本原理

电流互感器的饱和对继电保护装置影响非常大，想要继电保护装置能够安全稳定运行，电流互感器就必须要真实的反应一次电流的波形，尤其是当出现故障的时候，电流互感器不仅要反映出故障电流的大小，还要反映出电流的波形和相位，以及电流的变化率。电流互感器的饱和分两种，一种是稳态饱和，另一种是暂态饱和，而使电流互感器饱和的原因有很多，如电流非周期分量的大小、二次侧负荷大小及铁芯剩磁、一次系统的时间常数的大小等。

（1）稳态饱和主要是由于一次电流的值过大，致使二次电流不能正确传变一次电流。

（2）暂态饱和主要是由于大量的非周期分量进入电流互感器饱和区造成的。

电流互感器的饱和，严重影响了继电保护装置的稳定运行，使其不能安全、快速的进行工作，使其保护拒动、延迟动作等，极大的降低了继电保护装置的测量故障的准确性。

四、电流互感器对继电保护装置的影响

（一）电流互感器对电流保护的影响

等效动作判断依据为：I J>I p；

I J：是继电器短路的电流二次值；

I p：是电流继电器的定值；

根据以上式子可知，当电流互感器处于饱和状态时，二次侧的等效动作变小，使得保护产生拒动。

（二）电流互感器饱和对速断保护的影响

电流速断保护是指当电流增大时的瞬时保护动作，当被继电保护的区域出现短路时，短路电流中的非周期分量变大，电流互感器处于饱和状态，使得继电保护装置的电流小于实际电流，达不到速断保护的动作值，这样就极大的影响到了速断保护的工作，只有当电流互感器恢复正常时速断保护才能正常工作。

（三）电流互感器饱和对母线的影响

电流互感器的饱和使得母线保护在设计和整定时面临许多困难，电流互感器的母线多数都采用电流差动式保护，利用对CT二次测电流瞬时值差动的原理，可以实现对母线的快速保护，当电流互感器出现饱和状态时，使得二次测电流差动原理遭到破坏，导致保护误动作，由此可见，电流互感器的饱和对母线的影响非常严重，我们必须认真研究保护闭锁和开放时刻，尽量避开CT饱和对保护的不良影响。

（四）电流互感器对方向纵联保护的影响

当电流互感器处于饱和状态时，只要电流方向不发生故障，方向纵联保护一般不会出现故障，除非出现区外故障，此刻的测保护检测到的故障电流超过了方向纵联保护启动电流，而线路负荷端的保护却因为电流互感器处于饱和状态而未持续发出区外故障闭锁信号，使得方向纵联保护出现误动。

五、防治电流互感器饱和对策

电流互感器对继电保护装置影响非常大，继电保护装置能否正常、安全工作取决于电流互感器的饱和与否，避免电流互感器的饱和，具体措施如下：

（1）避免CT饱和：CT饱和也受电流互感器二次负载阻抗的大小影响，所以，要选用额定阻抗和额定容量较大的电流互感器，减少电流互感器的二次阻抗，因为电流互感器的额定二次电流是5A和1A，相同容量下的二次电流5A要比1A的允许二次阻抗差25倍，所以要尽量提高CT的允许二次阻抗值。

（2）采用TP类电流互感器：这类的电流互感器适用于短路电流中非周期分量暂态影响的情况，TP类电流互感器一般在最严重的暂态条件下不饱和，二次电流的误差在规定范围内。

（3）采用抗饱和的继电保护装置：应该采用对电流饱和不敏感的保护原理和对电流互感器饱和不敏感的数字保护装置。

（4）尽量将继电保护装置就地安装：继电保护装置就地安装可以缩短二次电缆的长度，减少互感器负担，避免饱和。

此外，目前国内外的主要抗饱和方法有很多，比如：波形判据法、局部测算法、使用饱和发生器、增大保护级CT变比、限制短路电流、减少CT的二次额定电流等等。

六、结束语

综上所述，电流互感器的选择与配置不当，会直接引起继电保护装置的不正确动作，造成电力故障，在继电保护装置中，电流互感器对继电保护的正确、快速动作起着决定性作用，所以，电流互感器的饱和也直接影响着继电装置的可靠运行，本文对电流互感器的原理进行介绍，分析了电流互感器对继电保护装置的影响，也提出了一些解决措施，希望对电力系统的安全稳定运行提供借鉴。

参考文献：

[1]李升健，黄灿英，谌争鸣.保护用电流互感器的性能验算方法及实例分析[J].电工技术，2013（10）：59-60.

[2]王会清，韩勇飞.电流互感器的原理及应用[J].经营管理者，2013（21）：383-384.

谐波对继电保护的影响与应对策略 第4篇

1 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:

1.1 对不同继电器的影响

1.1.1 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。

1.1.2 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惯性, 圆盘转动的速度较慢, 受到谐波的影响不甚明显。

1.2 对继电保护设备的影响

1.2.1 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。

1.2.2 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。

1.2.3 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实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, 输入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。

2 应对谐波影响继电保护工作的几点策略

电力系统中各种设备的运用造成了非线性负载的出现, 而这种非线性的负载则将通过负载的电流转变成了与该处电压呈现非线性关系的非正弦的电流, 进而造成了谐波现象的产生, 进而威胁系统正常工作。因此, 继电保护工作人员一定要对谐波问题加以有效应对。下面本文就探路几点应对策略。

2.1 优化继电保护装置

继电保护人员对谐波影响进行应对, 首先, 就要针对其对于继电保护装置的具体影响来采取措施。

1) 利用不易受谐波影响的元件 (如弱电继电器) 和动作原理 (比相判断、过零点检测) , 对保护装置进行优化;

2) 采用硬件或者软件的滤波器对继电保护系统工作进行保护, 实施对于谐波信号的处理;

3) 将二次系统中的固有频率设置在远离高含量谐波的频率区域, 并为此系统加设消除谐波的回路, 减轻谐振影响;

4) 利用快速饱和的变流器对变压器中的差动保护继电器进行替换, 还可以采用具有二次谐波制动功能的继电器;

5) 还可以采用限时回路的形式, 或者是以基波动作为基础的回路, 来加强回路对于谐波的应对。

2.2 强化计算机的保护

继电保护工作人员在对继电保护装置做好保护之后, 还应当着力针对计算机的工作进行保护, 其保护措施如下:

1) 工作人员应当借用中间变换器, 将系统引入的电流以及电压转变成为对电力回路具有充分适应性的数值, 然后利用滤波器对电流以及电压中所含的谐波分量加以缩减, 最终利用模数转换装备进行模与数的转变。同时, 还应当对数字的运算以及处理部分加以保护, 将数据变成数字形式加以运算, 然后将处理好的信号传出;

2) 工作人员在上一步的工作的数字运算部位, 还应当对计算机系统的数字信号处理设备加以应用, 进一步对谐波进行应对, 即在利用转换器将接受的模拟信号变成数字信号之后, 再采用处理技术对数字形式的信号进行处理, 并将处理好的数字向模拟信号还原, 最终完成对于模拟信号的具体时间量化工作。需要注意的是其中的数字信号一般是采用二进制的有限位码;

3) 工作人员在得到的不同的量化电平之后, 就要用最接近电平值对各数值进行深入的量化处理, 以进一步完成量化电平的幅度量化, 做出最终的量化电平数值, 然后利用模拟滤波器将各种高频的分量滤除, 最终得到计算机工作所需要的标准信号, 最终消解谐波对于计算机工作的不良影响。

3 结论

继电保护所受到的谐波的影响存在于诸多方面, 各种影响都会阻碍继电保护工作目标的达成, 或者是使继电保护装备产生误动操作, 进而造成电力系统故障。因此, 技术人员一定要采取有效措施加强对于谐波的应对。

参考文献

[1]梁铁兵.浅谈谐波对继电保护的影响及抑制措施[J].科技创业家, 2011 (12) .

[2]王小莉.谐波对继电保护的影响及抑制措施[J].中国电力教育, 2011 (30) .

谐波对继电保护的影响 第5篇

关键词：分布式电源，配电继电保护，影响

中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）29-0087-02

1 概 述

当下，由于电力需求不断增大以及资源短缺所造成的双重矛盾，致使分布式电源在我国发展速度较快，其的出现不仅提高了配电网的稳定性，而且还能够在一定程度上减少电网损耗，并且相对于传统的大功率发电机组而言，其具有环境影响小、可再生等优势。但是各种分布式电源接入配电网后，会给配电网的运行带来新的特征，系统的潮流方向也会发生相应的改变，从而制约着电网的正常运行，对原有的继电保护装置产生了不良的影响。因此，对含有分布式电源的配电网继电保护方案进行改进迫在眉睫。

2 分布式电源的概念

分布式电源（Distributed Generation）简称DG，是指功率为数千瓦到数十兆瓦之间的，不直接和输电系统相连的独立电源系统。目前的分布式电源主要由风力发电、光伏发电、生物发电、燃料电池和燃气轮机组成。分布式电源普遍具有减小线路损耗、缓解输配电容量、改善电能质量、提高电力系统稳定性的重要作用。

3 分布式电源的接入对继电保护的影响

配电网是接入用户端的最末环节，以往的配电网主要涉及放射性、单电源等结构，相对而言，其结构简单，便于维护。而分布式能源的接入，改变了其原先的结构，潮流方向也会发生变化，给传统继电保护配置带来了许多新的可能和问题。

3.1 分布式电源接入前的配电网继电保护配置

传统配电网大多是单电源辐射型供电网络，采用了一些原理简单的保护，也不需要继电保护配置，具备方向性，例如：过电流和过电压保护、距离保护。其中，阶段式电流保护最为常用。

当线路因故障导致跳闸后，配置三相一次重合闸，不分相跳闸。在故障后，确保及时重合，恢复供电。

3.2 分布式电源接入对配电网继电保护配置的影响

如分布式电源接入之后，配电网就会形成多源供电的现象。如果母线的末端出现了问题，则会极易引起分布式电源和主电源出现故障。基于此，可将其表达式设为：

If=Is+Ig

其中，If表示已故障的电流；

Is用于表示主电源短路的电流；

Ig则是分布式电源短路电流。

由于分布式电源的存在，极易导致If增大，出于保护配电网的因素，继电保护就会自动切断故障线路，以确保配电网的安全。如果If急剧增大，则可能超过装置所能够承受的极限，这将会引发其他装置在此情况下切断线路，进而导致其他故障范围增大。

此外，在母线中间的保护装置出现了故障的情况下，虽然Is和Ig可能不会有非常明显的变化，但是由于分布式电源电压远小于主电源，若为故障点提供电压的时间较长，会导致线路电压大大降低，从而引起配电网面临着局部的崩溃。

因此，分布式电源接入以后，对电源保护的负面影响则会十分明显，如果处置不当极易造成故障停电的面积不断扩大或出现局部大面积电网崩溃等不利后果。

3.3 分布式电源对重合闸装置的影响

为了预防电路瞬时性的故障，一般会在配电网内安装重合闸装置，这种装置可以在电网发生故障时迅速起到重合的作用，用以确保电网在短时间内能够恢复至正常运行的状态。而在接入分布式电源后，多电源网络使重合闸的难度变大，可能会导致重合不成功。

3.3.1 故障点拉弧

接入分布式电源后，如果线路出现了故障，保护动作只能够将故障点与系统主电源隔离，而分布式电源依然能够通过线路提供故障电流，则会生成持续电弧，甚至损害保护装置绝缘层，扩大故障，将应该能够短暂恢复的故障转化成为永久性的故障。

3.3.2 非同期合闸

当出现馈线同时，在两端为主电源与分布式电源双端供电时出现了故障的情况下，为了彻底解决故障，则需要两端的短路保护器在瞬间同时发生作用，才能够达到彻底切断电源的目的。所以，想要通过重合闸及时恢复供电，就必须处理好检同期的问题。此时如果馈线的功角摆开较大，则会产生大电流冲击现象，这不仅会在一瞬间内破坏配电网及其部件，甚至可能引发火灾等安全事故的发生。

3.3.3 破坏重合闸与保护器之间的配合

分布式电源的接入，会影响重合闸与继电保护装置的配合关系。在出现故障时，因为分布式电源增大了短路电流，则会使重合闸位置的电力有所降低，从而导致瞬间内的熔断丝抢先一步发生作用，进而破坏重合闸与保护器的正常配合。

4 减少分布式电源对配电继电保护影响的措施

综合前文对分布式电源接入配电网的影响，可以通过以下几种措施进行改进：

4.1 加装方向性元件

加入分布式电源后会影响故障点电流方向、大小和分布，导致继电保护失去选择性，可以通过在分布式电源上游两侧加装方向性元件，在保护的对侧加装断路器解决该问题。这样，当某一线路两端注入功率方向为一正一负时，就可以判定是否为本区域内的故障。

对于分布式电源的下游线路，则可以将分布式电源作为辅助电源，在保留原有的阶段式电流保护基础上进行重新整定，使得分布式电源供电与主电源供电保持一致，这能够有效避免其它保护器的误启动。

4.2 加装故障限流器

随着电力电子科学技术的发展，如今的故障限流器已经可以达到在系统正常运行时表现为无电抗的程度。

即，当线路发生故障时，成为阻抗器进行限流，减少短路电流的作用。这可以有效防止分布式电流接入配电网时增大短路电流，引起误启动或者造成局部大面积故障停电的现象。

4.3 加装低周低压解列装置

正常时，分布式电源与配电网并列运行，但当主电源因故障停电时，分布式电源则将承担全部负荷。所以，如果分布式电源总容量小于负荷的总容量达到一定程度，分布式电源将不能保持额定转速。这就是说，分布式电源侧的周波将可能降低。严重时，甚至会使分布式电源趋于停转的状态，即系统周波崩溃。

此时应用低周减载装置，可按预定方案切除相应的负荷，使系统内的发、用电处于基本平衡的状态。在分布式电源侧加装低周低压解列装置可以降低非同期合闸和故障点拉弧给系统带来的不利影响。此外，还可以通过适当延长重合闸动作发生的时间，使分布式电源在合闸前就能够断开与故障点的联系。当线路重合时，系统侧能够起到检线路无压的作用，使得分布式电源侧检同期合闸成功。

4.4 系统分区

当电网中有大量分布式电源接入时，可以进行系统分区，通过断路器连接各个区域，将在线感应故障、识别故障类型和故障区域以及向相应的断路器发出跳闸信号的功能通过配电站处的继电器来完成。

为保证非故障区域的正常运行，由断路器来隔离故障区以及切出故障区的分散式电源系统。主继电器则实现瞬时故障的重合闸。

4.5 建设含分布式电源配电自动化系统

加快含分布式电源配电自动化系统的建设进程，革新保护方案，通过配电自动化系统实时监控配网运行状态，可以及时加以调整和优化，在其出现故障时，迅速地找到故障点，并快速进行隔离操作，从而能够及时的恢复供电，达到减小故障损失的目的，并且还能通过合理的控制电压水平和无功负荷，维护电网安全、高效、稳定运行，提高电能质量。

5 结 语

随着如今对电力需求与日俱增的影响，以及国家对分布式电源发展的支持，构建含分布式电源的配电网已是必不可免的趋势。虽然分布式电源优势相对而言较大，发展前景也更为广阔，但其对配电网继电保护的不利影响也将越来越突出，因此行之有效的应对措施则成为了当务之急。电力科研人员应该加快在此方面的研究，减小分布式电源对配电网继电保护的损害，以助力于分布式电源的发展。

参考文献：

[1] 王振浩，王平，李国庆.分布式电源对配电网继电保护的影响分析[J].电 器制造，2001，（1）.

[2] 冯希科，邰能灵，宋凯，等.DG容量对配电网电流保护的影响及对策研 究[J].电力系统保护与控制，2010，（38）.

[3] 鲍薇，胡学浩.分布式电源并网标准[J].电网技术，2012，（12）

[4] 余胜，李晓辉.含分布式电源的配网自适应保护方案[J].电力系统保护 与控制，2012，（40）

谐波对继电保护的影响 第6篇

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+jωL。频率不一样, ωL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有用信号与干扰信号之比, 在测量和控制用的微机系统中都会在A/D转换器前装设模拟式低通滤波器。

3.4 谐波会导致频率仪不能进行准确的测试、准同期

装置合闸误差角超过允许值、故障录波器误启动等自动装置的误动。评价继电保护性能时通常使用3个指标即灵敏度、选择性、速动性。

3.5 谐波给变压器保护造成影响。

变压器差动保护的起动判据一般都是选择突变量。LFP900系列变压器保护的判据选择的是基于半周积分算法的相电流工频变化量, 而CST141, CST140型保护的起动判据选择的是相电流采样值的突变量, 在这两种情况下依然可能会受到谐波的影响, 出现保护异常起动的情况就非常大。

3.6 谐波给电网造成影响。

如果系统中含有谐波分量, 继电保护工作就很可能出现异常, 并联或串联谐振可能会出现在二次系统的谐波感抗与容抗间, 因此无法保障二次回路的安全。这样就要求我们在进行设计的时候, 慎重的选择二次设备, 不要让二次系统固有频率靠近系统中含量较多的整次谐波频率;要注意设计好消谐回路, 努力不要让谐波造成谐振过电压。为了避免铁磁谐振, 在500kV系统中使用电容式电压互感器CVT, 系统运作时监视好二次回路, 空中线路要短。

3.7 谐波电流和谐波电压都将对系统中的一次和二次设备造成不利的影响, 使设备在工作中出现异常。

电力系统谐波的出现将不会使继电保护设备保持原来的特性。因为各种继电器在类型上是有差异的, 必然会在设计性能和工作原理上表现出差异性来, 而且谐波对其影响也是有差异的。

输入的电流和电压波形的不正常变化会使这些性能恶化。保护装置之所以能够进行高精度的各种保护运算, 是因为它清除了电力系统直流分量和高次谐波分量的数据, 当然这需要硬件模拟滤波器和软件数字滤波器的帮助。运算放大器的带通滤波器和共振型电流互感器的带通滤波器是比较常见和普遍使用的两种模拟滤波器, 二者相比较而言, 运算放大器的带通滤波器的适用范围更广, 更受欢迎, 因为它体积小和精确度高, 而数字滤波器的可靠性非常好, 它不受诸如温度这样的外界环境影响, 主要是通过软件实现的。它的优点是, 不会因元件的不同而导致不同的滤波效果, 避免了由于元件老化和负载阻抗匹配的问题。

4 结论

根据继电器电路的要求, 而能模拟实际波形的试验装置是很有用处的。它将鼓励人们将谐波问题纳入正轨, 为改进电力系统继电保护装置的特性确定改进的继电器参数, 提出标准的试验波形, 最终提出具有更好性能的继电保护装置。

结合宜阳电网的实际情况及实际中遇到的一些问题, 我们主要分析了电力系统继电保护受谐波影响的问题。要想让继电保护的运行状态是安全稳定的, 还需要做到以下三点:第一, 依据国内外相关的谐波标准, 考核各个谐波源。第二, 在对谐波进行多次监测的条件下, 仔细的分析装置, 不断的完善电网谐波监测系统, 监视并统计系统中的谐波水平和潮流分布。第三, 如果某一系统中有较大量的谐波存在, 我们要特别注意监视好继电保护设备的运行情况。

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

参考文献

[1]华中电网事故分析报告.

[2]宜阳县电业局关于谐波相关制度, 材料.

谐波对继电保护的影响 第7篇

关键词：电力系统,谐波,继电保护,影响,防范

0 引言

随着电力系统的不断创新发展, 各种新型的电子设备涌现出来, 而社会生产与生活中非线性负荷正在与电网实现对接, 并因此产生了谐波, 严重制约电力系统与电网设备的正常运行, 不利于电能质量的提高。在应用高压直流输电过程中, 电力系统将会受到较为严重的谐波影响, 如果系统波形产生的谐波分量发生故障, 那么整个电力系统就会出现短路现象, 电气设备处于不正常的运行状态。另外, 谐波也加快了电力系统设备消耗的寿命, 造成电线快速老化, 发生绝缘问题;一旦发生谐波干扰问题, 就可能引发继电保护或者自动装置的拒动问题, 严重影响电力系统稳定运行[1]。因此, 加强对电力系统中谐波污染的控制, 可有效提升继电保护性能, 具有一定研究价值。

1 谐波及继电保护概述

“谐波”一词来自声学领域。从国际标准电工的定义来看, 谐波处于一个周期电气量中, 属于正弦波分量。一般谐波的频率可以达到基波的整数倍。近年来, 随着专家学者对“谐波”的深入研究, 将一些不是基波整数倍的频率定义为分数谐波, 而将频率在工频以下的定义为次谐波。但是基于对继电保护产生的影响, 以谐波为主。电力系统发生谐波问题的主要原因在于非线性负载, 包括电弧设备、办公电子设备、电气化汽车等大量的非线性负荷与电力系统连接, 都将对系统中的电压、电流造成影响, 产生较高的谐波。而谐波的产生, 既影响电能质量水平, 也对电力系统的安全性、经济性运行造成威胁[2]。因此, 当前谐波污染问题已经成为电力系统的一大公敌。

在电力系统中, 继电保护具有极其特殊的作用与地位。如果电力系统运行的某个环节出现问题, 则需要依靠继电保护系统将故障快速隔离, 这样方可有效防范事态的进一步扩大, 以此确保电力系统正常、稳定运行。继电保护装置的主要功能在于“检验状态”, 根据设备中的状态检修参数进行试验与调整, 及时发现故障隐患并发出报警信号。正确、合理地使用继电保护, 将更好地防范电力系统故障损失, 保障供电效率。但是在继电保护运行过程中, 谐波问题不容忽视。

2 谐波对继电保护产生的影响

如果电力系统中产生谐波, 那么继电保护装置的性能及效果就会明显下降, 甚至引发拒动、误动等问题。但是由于不同继电保护装置的工作原理、运行性能有所不同, 因此受到谐波影响的程度也有所区别。

(1) 对静态型继电设备的影响。在静态保护装置中, 继电器可分为静态继电器与固态继电器两种模式。实际上, 静电保护装置已经在抵抗谐波干扰方面产生较好的效果, 因此当前受到广泛关注。结合相位比较原理, 其中进行比较的两个交流电量, 可以通过微分比相器与积分比相器来表现。由于谐波分量的客观存在, 因此对比相器的正常运行产生影响;而积分式比相器中, 半波积分比相器之间, 主要进行正半周或者负半周的极性时间对比。对于进行比较的两个电量, 其中任意一个具备谐波分量, 那么一个完整的方波就会被切成若干碎块, 此时电压达不到预期的电压值, 触发器拒绝翻转;而微分式比相器则将两个交流电量分别转化为方波, 然后利用微分电路形成的脉冲, 将该方波与另外一个交流量产生的方波进行对比。但是由于存在谐波, 因此就会产生若干个微分脉冲, 加大交流量的过零点现象, 也可能引发保护装置的误动作现象[3,4]。例如在进行相差保护时, 如果发生短路而产生直流电量, 并且与谐波分量进行叠加, 此时半波比相器作出输出反应, 造成保护误动。

(2) 对整流型继电设备的影响。对于整流型机电设备来说, 其主要特征在于整流输入的交流电, 或者将若干个输入的交流量进行组合, 然后再完成整流过程。对于继电器的动作特征, 主要受到整流之后的电流信号以及相应动作判断。例如, 具备两个电气量的环形整流比相器构成的抗阻电器中, 如果谐波存在于电流回路中, 那么它的动作过程不再呈现一个“圆形”, 而是一个不规则的“曲线”, 其中有大大小小不同的凹凸点, 并且凹凸状况随着谐波含量的增加而趋向复杂;究其原因, 如果谐波分量电流存在于电流回路中, 那么此时在环形整流比相器中输出的交流分量有所增加, 因此给继电器的动作造成影响。另外, 如果输电线路出现短路问题, 而电流中含有较大的谐波分量, 也会对整流型保护装置产生影响, 出现拒动现象。这就需要在设计继电保护装置过程中, 充分考虑到谐波的问题[5]。

(3) 对电磁型继电设备的影响。如果谐波的含量在40%以内, 那么整定值的误差也将控制为10%以内。但是由于考虑到继电保护装置主要根据基波电压或者电流整定而设置, 因此即使处于动态作用下, 也不会产生较大影响[6]。当谐波存在时, 电流继电设备就会出现保护误动;而电压继电设备中, 由于动作值大于基波发生时的整定值, 因此对过电压继电设备产生拒动, 而对欠电压继电设备又可能产生误动。另外, 如果在切投空载变压器过程中出现谐波, 那么高次谐波分量就可能引起继电器的误动作, 最终造成断路器跳闸[7]。

(4) 对感应型继电设备的影响。对于感应型继电保护装置来说, 可动部分的惯性相对较大, 动作速度缓慢, 因此谐波转矩并不会产生较大的影响作用。在磁场作用下, 继电器中圆盘或者圆筒都会形成感应电流, 而该电流又与空间中的另外一个磁场产生相互作用, 最终形成电磁转矩, 促使圆盘或者圆筒产生转动。以往电力系统运行的实践表明, 如果输入电流中频率从50 Hz提升到250 Hz, 那么继电器的灵敏度将受到极大影响, 主要由于畸变电流中谐波分量在机电设备的磁盘中产生附加转矩, 与电流中的谐波分量、基波分量等转矩总和持平, 而谐波电流的分量产生的转矩既可以是正值, 也可以是负值[8]。因此, 继电保护装置就可能出现误动或拒动现象。由此引发的后果大小主要由谐波分量有效值或者同次频率谐波之间相位差而决定。

3 防范继电保护的若干建议

在电力系统运行中, 如果谐波的含量较大, 就容易引发继电保护装置的误动作或者拒动作现象, 不利于整体运行稳定性与经济性。因此, 对谐波问题加强重视, 采取有效的防范措施, 至关重要。有关谐波污染的治理技术, 应与国家提出的相应标准一致, 确保电力系统中所有用电设备产生的谐波都被控制在许可范围之内, 如应用有源滤波器、无源滤波器或者无功补偿器等, 便可以有效降低谐波量, 减少产生的影响。具体可采取以下方法: (1) 加强对电力系统谐波问题的重视, 在选用继电保护类型时, 尽量避开可能受到谐波影响的元器件, 合理选择动作原理, 例如过零点检测、弱电继电器等。 (2) 在变压器差动保护作用中, 继电器应该选择速饱和变流设备, 并采取二次谐波制动方法。 (3) 在电力的二次系统中, 谐波感抗与容抗之间极易发生振谐问题, 那么系统中的频率就应该避开谐波含量较大的频率带;另外, 通过加设消谐回路, 也可避免引发过电压现象。 (4) 在继电保护设备中设计硬件滤波器或者软件滤波器, 对采样信号进行滤波处理, 也可避免谐波干扰现象。

4 结语

总之, 我国各种非线性电力设备的应用, 对电力系统造成极其严重的谐波威胁。因此, 有针对性地分析谐波对不同继电保护装置产生的影响, 采取必要的防范措施, 可将谐波污染降到最低点, 具有一定现实意义。加大谐波治理力度, 可有效改善供电品质, 同时延长继电保护设备乃至整个电力系统的运行寿命, 减少电磁对周边环境的污染, 提高能量利用效率。但也要认识到, 谐波问题涉及设备生产商、电力用户以及供电企业等若干环节, 只有各方面加强协调与配合, 重视谐波治理问题, 才能真正创设一个良好的电网运行环境。

参考文献

[1]王艳, 郭怀德, 李小燕.电力系统继电保护及故障检测新方法[J].煤炭技术, 2012 (2)

[2]余伟, 马艳.谐波对继电保护装置影响的探讨及应用[A].第2届 (2010) 电力安全论坛论文集[C], 2010

[3]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)

[4]李亚红.关于电力系统继电保护的管理要点分析[J].北京电力高等专科学校学报:自然科学版, 2011 (12)

[5]丁卫东.继电保护中傅立叶与最小二乘算法的性能比较[J].华北电力大学学报, 2011 (1)

[6]施计.电力自动化继电保护安全管理探讨[J].价值工程, 2012 (4)

[7]孙元章, 杨军, 张晓东, 等.电力系统动态仿真中的继电保护模型[J].电力系统自动化, 2009 (20)

智能电网对继电保护发展的影响 第8篇

1 智能电网的特点

智能电网的快速发展, 必然会对传统电力系统的形态进行改变, 使得数字化变电站技术、电子式互感器、广域测量等技术得到广泛的推广和使用, 并为电力系统继电保护器带来一定的影响。现如今智能电网的快速建设和发展, 使其具备以下五个特点: (1) 自愈性。智能电网能够全面地监测和预测相对复杂电网系统中的问题和故障, 并减少电网运行过程中故障的发生, 并对电压的不稳定现象进行快速的解决, 提高电网系统的供电质量[1]。 (2) 安全性。智能电网的使用可以使电网在计算机的监控状态下或者是自然状态条件下安全运行, 能够更好地识别和应对人为因素对电力系统的破坏以及自然灾害的破坏。 (3) 兼容性。智能电网能够支持分散电源的使用。标准化的电力系统平台以及通信界面可以对燃料电池、生物能、风能等再生能源进行发电, 并以简单的方式使用。 (4) 交互性。智能电网的使用, 用户可以对自己的用电设备进行很好的控制, 不管是在工商业用户, 还是家庭用户, 电网都将会与智能建筑物的管理系统进行相互的连接, 为用户管理提供能源, 并减少相对应的能源损耗[2]。 (5) 高效性。智能电网的使用, 可以将输配量比进行不断的优化, 使电力系统的运行成本降低。同时, 还可以对输电网的输送能力进行有效的提高, 使得电网的输送量达到最优化, 减少了电能的损失。另外, 智能电网的使用还可以对电力的输送以及当地负荷匹配的问题进行更好的协调, 使得电力的作用得到充分的发挥。

2 智能电网对继电保护器的影响

继电保护器是电力系统安全稳定运行的第一道保护防线, 如果按照传统的电网运行方式对继电保护器进行设计和配置, 就无法适应智能电网, 而智能电网的使用则会影响继电保护器的使用。

2.1 数字化

数字化是智能电网的重要特征, 对继电保护器来说, 主要是测量手段的技术化和信息传输方式的数字化。近年来, 随着智能电网的建设发展以及智能化仪器设备的使用和推广, 传统的电网设备以及互感器都已经退出了电网系统[3]。而智能电网的电子式互感器主要是采用网络的接口, 利用网络的保护装置以及智能断路器的连接, 对二次回路接线进行简化, 从而使得电网系统的维护工作相对简单。

2.2 网络化

智能电网的使用, 相对于继电保护器来说主要对两个方面进行了改革: (1) 信息的获取。在电网系统中继电保护器的主要功能就是“自扫门前雪”, 而由于网络数据的共享, 使得继电保护器能够获取到电网系统中所有设备元件的信息, 而不再是以前的方式。 (2) 信息的发送。智能电网的使用, 使得断路器也必须要采用数字的接口, 这样继电保护器的跳合闸就能够对信号的传输方式进行有效的控制, 并将二次电缆的传输方式改变为数字信号的网络传输。

2.3 广域化

随着电网信息化进程的不断推进, 继电保护器信息的专用网络也得到了不断的建设, 成为了智能电网控制的重要组成部分。虽然继电保护信息网络的建设不是服务继电保护器, 但其提供的广域信息可以提高继电保护器的保护性能。

2.4 输电灵活化

智能电网的使用, 最为主要的特点就是能够提高电网系统的输电效率, 以及灵活性的控制手段, 使用智能电网就必须要大量采用可控串联的补偿装置、电能质量控制装置、静止无功的补偿装置等。同时, 电网的交直流混合特征也使得非线性可控电力元件的数量不断增加。

3 继电保护器在智能电网中需要注意的问题

近年来, 科技水平的不断提高, 以及智能电网的使用, 使得我国继电保护器能够很好地满足电网系统运行的要求。智能电网的迅速建设, 不仅改变了电能传输的特点, 而且因智能电网的特征, 使得智能电网系统与传统的电网系统有着本质性的区别。因此, 在智能电网中使用继电保护器就必须要注意一些问题, 从而确保电网系统安全稳定的运行。

3.1 适时调整保护定值

由于智能电网具有灵活性和不确定性, 保护定值就需要适应电网运行过程中的各种状况。当电网系统的运行方式发生变化时, 保护定值也就要随着运行方式的变化而变化, 从而实现对继电保护器中电流的保护, 因此, 必须要对保护定值进行适当的调整[4]。同时, 由于电网系统中传感器对周围环境的变化相当的敏感, 当周围的环境温度或者是容量一旦发生微小的变化, 就会影响保护定值的最终结果, 因此, 在电网系统运行的过程中还必须对周围环境对保护定值的影响进行密切的关注, 并根据实际的情况, 适当调整保护定值, 从而减少电网系统运行过程中保护定值所带来的影响。

3.2 改变继电保护器的配置形态

由于智能电网所具备的数字化以及网络化的特性, 使得继电保护器的信息获取和发送都发生了很多大的变化, 以及继电保护器主保护的性能也得到了不断的提升[5]。同时, 继电保护器的配置也会因为网络共享的信号而发生变化, 因此, 在对信息进行共享的同时, 还必须对继电保护器的配置状态予以改变, 从而提高继电保护器信息传输的安全性和准确性。

3.3 提高继电保护器安全自动装置的性能

智能电网信息广域化的广泛推广和使用, 使得继电保护器的安全自动装置得到了有效的提高, 并最大程度地改善了继电保护器装置的延时整定, 从而使得大范围定点事件的发生得到了有效的避免, 从而确保了电网系统安全稳定的运行。

4 结束语

随着社会经济的快速发展, 以及科技水平的不断提高, 智能电网得到了快速的建设, 而智能电网中继电保护的应用, 必将成为电力系统的未来发展趋势。虽然我国智能电网的初步建设取得了显著的成果, 但由于智能电网的建设还在发展初期, 而继电保护器作为电力系统安全运行的第一道保护防线, 对电力系统的安全运行有着十分重要的作用。因此, 就需要相关部门加强智能电网建设的研究, 详细了解和掌握智能电网中继电保护器的使用, 从而使继电保护器能够更好地适应智能电网的发展, 确保电力系统安全稳定的运行。

摘要：随着社会经济的快速发展, 人们对电能的需求也不断的增加, 加之科技水平的不断提升, 我国的电网也迈进了智能化的时代。智能电网的出现, 不仅可以很好地应对电网系统的复杂性, 而且还可以对电网电压的等级进行有效的提高, 从而确保电网系统的正常运行。而继电保护作为国家电网运行的技术手段, 对电网系统的安全运行有着十分重要的作用。文章从智能电网的特点出发, 对智能电网中继电保护所受的影响进行全面的分析和研究, 并探讨智能电网继电保护器所需要解决的问题。

关键词：智能电网,继电保护,发展

参考文献

[1]邵宝珠, 王优胤, 宋丹.智能电网对继电保护发展的影响[J].东北电力技术, 2010 (2) .

[2]熊潇潇.解析智能电网对继电保护发展的影响[J].中国新技术新产品, 2013 (10) .

[3]胡磊.浅析智能电网对继电保护的影响[J].无线互联科技, 2011 (4) .

[4]杨政, 王兴佳.智能电网对继电保护发展的影响探究[J].数字技术与应用, 2014 (4) .

分布式电源对继电保护的影响 第9篇

现阶段国内很多中低压配电网基本上属于单侧电源、辐射型配电网络。馈线保护装置通常来说都位于变电站中接近母线的断路器处, 通常采取三段过电流保护的措施, 即电流速断保护作为第一段、限时电流速断保护作为二段。过电流保护作为第三段。其中电流速断保护一般是躲过本线路末端短路时流过保护的最大短路电流整定, 及时进行故障切除, 但是无法对整个线路进行保护;限时电流速断通常来说是当线路末端位置产生故障之后, 以其较高的灵敏度和相邻线路瞬时电流保护共同进行整定, 可以对整个线路进行保护;而过电流保护一般按照经过线路的最大负荷电流同时和相邻线路过电流保护配合的原则进行整定, 可以有效保护本线路与相邻线路的全长。另外, 对部分不需要相邻线路配合的终端线路而言, 电流速断保护一般是根据本线路末端短路有足够灵敏度的原则进行整定, 可以有效保护线路全长。

2分布式电源对继电保护的影响

DG接在配电网馈线末端的具体分析

如图1所示, 如果d1处出现故障, 保护1、2都会流过分布式电源供出的电流。理想情况是保护可以把AB线路进行隔离, 但是因为AB段的B端缺少保护以及断路器, 因此仅仅可以利用BC段的保护2动作来对故障进行切除。根据保护的选择性, 保护2必然会先于保护1作出动作。但是如果d2处出现故障, 保护1、2都会流过系统供出的故障电流, 此时却要求保护1先于保护2作出动作。因为d1与d2发生故障之后保护1、2流过的故障电流值基本相等, 所以单端三段式电流保护不能很好满足保护的选择性要求。

如果d3处出现故障, 本应由保护4动作切除, 但因为分布式电源的接入, 保护1、2、3都会流过反向故障电流, 从而导致保护1、2、3出现误动作。

当d3出现故障之后, 因为分布式电源供出的故障电流和系统供出的电流叠加在一起, 保护4所承受的电流会有所增加, 这就可能导致保护4的范围向后面的线路延伸, 这样一来就和保护5失去配合, 不能确保其选择性。

DG接于配电网馈线非末端母线上的具体分析

如上图2所示, 如果系统内部没有接入分布式电源而d1出现故障, 途中保护3进行动作可排出故障, 故障位置下方并无电源, 所以实际上切除的是AD段线路;而如果我们将其接于B上, d1出现故障之后, 如果仅仅是保护3作出动作, 分布式电源通常会让线路BD呈孤岛运行的状态, 而因为B和故障点间并未设置任何保护, 所以分布式电源会一直为故障点提供短路电流, 最后其自身所带的保护装置会发出动作并退出电网。所以, 我们仅仅可以在线路AB接近于母线B侧设置相应的保护以及方向元件, 就能够形成方向性电流保护。

如果d2出现故障, 分布式电源常常会对从保护2中经过的电流给出一个助推力量, 从而会在一定程度上增加保护2电流速断保护的范围, 但是若这一范围到达CD段, 必然会和保护1失去配合, 不能确保其选择性。另外分布式电源还会在一定程度上降低保护3经过的短路电流, 所以如果d2出现故障, 保护3经过的电流往往会比实际要低, 保护范围也会相对降低, 在比较严重的状况下保护3的速断保护是无法为下游相邻线路提供保护的。

d3处出现故障之后, 因为分布式电源会提供短路电流经过保护3, 当电流达到一定程度同时保护3没有装置方向元件的情况下, 则保护3容易产生误动作。

我们从上文的分析能够得出, 分布式电源对继电保护可能造成的影响一般来说有下面两个方面:一方面是分布式电源导致保护的灵敏度降低, 如果电流保护整定根据分布式电源最大出力进行, 那么在分布式电源退出运行之后出现故障, 保护感受到的电流会随着分布式电源容量的降低而逐渐减小, 从而造成保护范围的降低, 灵敏度也随之降低。另一方面是分布式电源接入之后导致上游保护出现误动的现象。在分布式电源上游出现故障之后, 其向故障点供给的短路电流非常容易导致保护误动的问题出现, 而相邻线路产生故障之后, 分布式电源提供的短路也容易导致保护误动的产生。

3对策

我们在上文中通过对不同位置的分布式电源接入所可能产生的故障情况以及故障对继电保护的影响展开分析, 将其和配电网原有整定值展开比较能够得出下面几点对策。

第一, 当分布式电源下游线路出现永久性故障之后, 分布式电源提供的助增电流常常会让下游保护的范围进一步扩大, 进而失去选择性;另外还会造成分布式电源上游保护的范围减小。因为对不同区域电流所产生的影响主要是根据分布式电源容量而发生变化的, 所以我们应该考虑按照注入容量进行整定值自适应调整的方案。

第二, 当分布式电源上游线路出现永久性故障之后, 理想结果是故障线路两侧均断开从而排出故障, 但因为分布式电源提供的电流无法让上游电流速断保护瞬间进行故障点的隔离。所以我们应该在分布式电源上游各段线路两侧都设置保护装置, 同时还应该加装方向元件避免保护出现误动作。

第三, 当其它馈线出现永久性故障之后, 对分布式电源所在馈线上游保护来说, 分布式电源为上游提供的故障电流常常会让上游定时限电流速断保护以及过电流保护出现误动作, 对于这一问题我们应该加装方向元件来进行处理。

第四, 如果分布式电源接入之后对配电网产生了较大的影响, 我们应该选择放弃三段式电流保护配合方案, 而选择距离式保护或者高频信号纵差保护等方案。

综上所述, 本文探讨了分布式电源在两个不同接入点对配电网继电保护可能造成的影响, 提出了在不改变原有配电网继电保护装置的前提下, 降低其对继电保护影响的几点建议, 从而在故障发生之后能够帮助我们更快的排除故障。

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智能电网对继电保护发展的影响探究 第10篇

1 智能电网的概述[1]

各国目前对智能电网并没有一个准确的定义, 对智能电网的研究和应用尚处于初级阶段, 智能电网的定义还在得到不断地丰富和发展。受不同发展环境和内在因素的限制, 不同国家对智能电网均有自己的理解。在研究和发展智能电网的过程中, 各国采纳的路线和侧重点也不尽相同。智能电网在我国正得到大力建设和发展, 已经初步实现了技术上的数字化、信息化、自动化和互动化, 以及管理上的精益化、标准化、集约化、集团化。

2 智能电网中继电保护的主要构成[2]

继电保护作为电力系统的重要组成部分之一, 是电力设备能够安全稳定运行的重要保障, 在控制和测量电力以及电力的网络化普及等方面起到了至关重要的作用, 它的发展能够有效促进电力系统智能化的发展。在智能电网中, 继电保护装置利用多种传感器实现对输、供电设备的全面监控, 采集被保护线路和关联节点的电气量信息。然后将采集所得信息传送到电力系统中进行整理、分类和初步分析, 在线对设备故障做出判断, 并针对被监控设备的实时运行状况远程调整设备的运行, 实时监控和修正运行设备的定值以保护电网的安全稳定运行。此外, 对继电保护来说, 智能电网中的继电保护装置需要同时保护电网设备和与之相关的其他设备及连接点, 及时对电网运行中出现的各种故障进行识别、隔离与恢复, 以最大程度减少供电系统故障的发生。

3 智能电网对继电保护发展造成的影响

智能电网通常把物理电网当作主干, 并利用控制技术、网络信息技术等各种先进技术将电网的不同部分有机的联接起来, 组建成智能化的电网系统。作为智能电网系统的首要安全防线, 继电保护在应用领域也随智能电网受到了众多方面影响[3]。

3.1 数字化

数字化是当前智能电网建设的一个主要特征, 主要体现在两个方面。第一是将测量手段进行数字化, 可以通过不同类型的数字接口和电子互感器来实现这一目标。电子互感器因其具有的特性, 可以消除传统互感器带来的测量误差, 为继电保护带来更好的性能。第二是利用光纤改变传统的信息传输方式, 实现数字化。智能电网数字化的发展使得继电保护的稳定性得到了提升, 也使得智能电网的保护方式得以改变。因此, 在继电保护以后的发展中, 应该将重心转向对继电保护的辅助功能进行简化, 将传感器数字化以尽可能提升继电保护的有效性和稳定性。

3.2 网络化

随着我国开始逐步推进变电站的数字化建设, 电力系统的发展随之开始迈进网络化阶段, 这些极大地变革了继电保护的现状, 主要包括两方面。首先是变革了信息的获取方式。变电站的网络化建设将变电站的所有设备信息实现了网络共享, 不再局限于只保护自身设备。其次是变革了信息的传输方式。信息传输方式向网络化的转变使得控制信号在整个电力系统中能够更加及时和精准的传递。

3.3 广域化

我国目前正不断推进信息化电网的建设, 很多地方已经初步建成基于P U M的W A M S网络。W A M S网络建设也因其广域性而使得继电保护设备的性能得以显著提高。W A M S网络建设使得整个继电保护装置的安全性得到显著提升, 虽然其出发点并不是服务于智能电网的继电保护。

3.4 输电灵活

智能电网能够显著提高电流的传输效率, 能够更加灵活地对整个电力系统进行控制。而且, 交直流混合输电作为我国电网所特有的输电技术, 使得非线性可控电力元件在整个电网系统中的数量显著增加。智能电网是以电子元件作为主体的, 而传统电网则以旋转元件为基础, 两者之间存在显著差异, 也严重影响了当前电网中使用的继电保护装置。

3.5 整定自动化

传统电网中的继电保护往往受限于单线信息, 只针对被保护的线路且在对定值进行调整时也存在很大误差。而智能电网中的继电保护装置能够将被保护线路与相关设备有机结合, 汇总整个电力系统中各部分的运行信息, 从而使继电保护更加精准和及时, 有利于电力系统的分布协同保护。

4 继电保护在智能电网中应该注意的问题

近年来我国继电保护已经能够满足国内电网的运行的要求, 有了长足进步。智能电网的迅速发展使得电能传输的部分特点发生了改变, 同时因其具有的信息化和数字化等特征而, 也与传统系统存在着本质区别。继电保护也需要适应智能电网的发展进行进一步的研究

4.1 对保护定值进行适时调整

首先, 因为智能电网具有灵活性和不确定性, 保护定值需要具有出色的适应性以适应各种状况。在运行方式发生变化时, 保护定值需要能够随之发生相应的变化, 以实现对继电保护中的距离和电流进行保护;同时, 对继电保护的保护功能也要做出相应的调整。最后, 因为传感器对于周围环境的变化相当灵敏, 温度和容量一旦发生微小的变化都会影响到最终的结果, 还要密切关注周围环境对保护定值造成的影响。

4.2 网络化使继电保护配置发生变化

网络化极大地改变了继电保护收集和传输信息的方式, 并且提升了主保护的性能, 使得继电保护的配置也随之改变。此外, 在广泛推进网络化的同时, 同时要提高信息传输的准确性和安全性。

4.3 提高安全自动装置性能

智能电网的广域化显著提高了安全自动装置的性能, 进而大大改善了这些安全自动装置的延时整定, 从而减少了大范围发生定点事件的概率。

4.4 继电保护新原理和技术

智能电网相对于传统电网主要通过电子来实现灵活控制, 但各种新兴能源的应用和发展也为智能电网中的继电保护带来了隐患。因此对于研究当前智能电网下的继电保护新技术也迫在眉睫。

4.5 在线整定技术的应用[4]

传统的自适应保护只能根据被保护线路的运行情况调整定值, 无法利用全网信息实现在线调整。发展智能电网有望推动在线整定的实现, 改变当前的状况。

5 结语

随着经济的不断发展, 各种先进技术也将在电力系统得到进一步开发和应用。我国智能电网目前正高速发展, 作为电力系统的重要部分, 智能电网中的继电保护也将被赋予新的意义。作为一名电力系统工作人员, 在当前的形势下应该对继电保护的现状和未来的发展趋势有清醒的认识, 深入了解智能电网对继电保护发展的影响, 推动我国智能电网未来快速发展。以上是本人的粗浅之见, 由于本人的知识水平有限, 文中如有不到之处, 还望批评指正。

参考文献

[1]常康, 薛峰, 杨卫东.中国智能电网基本特征及其技术进展评述[J.电力系统自动化, 2009 (17) :10-15.

[2]刘强.智能电网继电保护技术探讨[J].江苏电机工程, 2011 (2) :82-84.

[3]胡磊.浅析智能电网对继电保护的影响[J].无线互联科技, 2011 (4) :51-53.