摘 要：隨著我國(guó)電力系統(tǒng)中各種設(shè)施的使用數(shù)量不斷增加，諧波問題已成為了影響整個(gè)系統(tǒng)有效運(yùn)行的重大問題之一。文中以諧波對(duì)繼電保護(hù)的影響為出發(fā)點(diǎn)，就諧波對(duì)各種繼電保護(hù)裝置的影響進(jìn)行了分析，并就如何有效消除這些不利影響提出了自己的見解。

關(guān)鍵詞：諧波；繼電保護(hù)；影響；措施

1 概述

伴隨著科技的不斷進(jìn)步，各式各樣的新型電氣設(shè)備不斷出現(xiàn)并應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，使得日常生活中非負(fù)性電荷與電網(wǎng)接軌的數(shù)量不斷增多，進(jìn)而在電網(wǎng)中生成了大量的諧波，從而對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)及其中的電力設(shè)施造成負(fù)面影響。諧波的大量存在會(huì)使得系統(tǒng)中電力設(shè)施的損耗速度增加，加速電線的老化，使得設(shè)備損毀。同時(shí)諧波的存在還會(huì)對(duì)繼電保護(hù)裝置和自動(dòng)設(shè)施產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致功能失靈，引起嚴(yán)重的安全隱患。本文就針對(duì)諧波對(duì)繼電保護(hù)的影響展開討論，以期可以為廣大電力工作者提供些許借鑒。

2 諧波的概述

2.1 電網(wǎng)中的諧波

諧波是一種由非正弦周期交流量通過傅里葉分解所獲得的頻率為基波頻率整數(shù)倍的分量。大家所普遍公認(rèn)的是由于非線性負(fù)荷的用電方法造成了非正弦的周期電流，進(jìn)而在電網(wǎng)系統(tǒng)中造成諧波壓降，進(jìn)而使得電網(wǎng)中電壓發(fā)生畸變引起諧波的出現(xiàn)，即諧波污染。在此對(duì)諧波特性的分析借由三相不控整流器加以說明。三相不控整流器是一種廣泛使用于變頻設(shè)備、城市地鐵、工業(yè)電流轉(zhuǎn)換、新型電工汽車充電站中的設(shè)備。其原理是借由二極管的整流變換將三相交流電轉(zhuǎn)換成直流電。而鑒于二極管單向?qū)ǖ奶攸c(diǎn)，整流器交流側(cè)的電流波形就不可避免的會(huì)發(fā)生畸變，攜帶上大量諧波。圖1即為該整流器a相實(shí)測(cè)的電壓電流波形。

圖1 三相不控整流器交流側(cè)電壓電流波形

相應(yīng)分析如下：通過對(duì)該整流器交流側(cè)a相正弦周期電流的傅里葉分解可獲得以下公式：

式中Id是經(jīng)過整流后所得直流電的均值，通過上式我們可知電流基波同各次諧波的有效值：

由這些計(jì)算可見，三項(xiàng)不控整流器交流側(cè)的電流諧波次數(shù)以6k±1.其中k=1，2，3…，不包括偶數(shù)次和3的倍數(shù)次諧波，同時(shí)諧波的輔助同次數(shù)間呈現(xiàn)反比。這表明非線性負(fù)載對(duì)電網(wǎng)有著極強(qiáng)的諧波污染。

2.2 諧波的危害

（1）對(duì)用電設(shè)施的危害

用電設(shè)施在諧波的影響下，其內(nèi)部絕緣部分會(huì)逐漸出現(xiàn)老化，使其使用期限大打折扣，此外諧波還會(huì)使得測(cè)量?jī)x器的精準(zhǔn)度大幅降低，從而使得自動(dòng)裝置和保護(hù)裝置出現(xiàn)誤操作的問題。通常而言，電力系統(tǒng)中諧波的含量波動(dòng)在10%-40%的區(qū)間內(nèi)，受其影響的設(shè)備部件主要有電動(dòng)機(jī)中旋轉(zhuǎn)鐵芯、斷路器、并聯(lián)電容、繼電保護(hù)器、電纜與通信線路等。總而言之，諧波對(duì)各式用電設(shè)施都或多或少有著各種影響，引起諸如降低設(shè)備的使用壽命、設(shè)施過熱、自動(dòng)裝置誤動(dòng)等。

（2）噪聲污染

諧波的存在會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)中的各種用電設(shè)備產(chǎn)生各種振動(dòng)或噪音，這是由于諧波自身的電流頻率同設(shè)備中轉(zhuǎn)子的頻率想接近從而產(chǎn)生共振引起的，對(duì)設(shè)備有著一定的損害。

（3）使電網(wǎng)受到污染

一旦電網(wǎng)中存在過多的諧波，其不僅會(huì)使得電網(wǎng)中的電力設(shè)施無法正常工作，甚至有可能造成電網(wǎng)的電力故障，使得電網(wǎng)中電流量超負(fù)荷，進(jìn)而致使其出現(xiàn)發(fā)熱、過載的現(xiàn)象，影響電網(wǎng)中電力的正常輸送，嚴(yán)重的時(shí)候，還有可能導(dǎo)致火災(zāi)。

（4）變壓器功效受阻

電力系統(tǒng)中的變壓器多為三角連接，一旦其中出現(xiàn)電流就會(huì)導(dǎo)致環(huán)行電流的出現(xiàn)，特別是三次諧波電流，一旦侵入變壓器中會(huì)使得中性線過熱，降低繼電保護(hù)的功效。

3 諧波對(duì)各種繼保設(shè)施的影響

3.1 對(duì)電磁型繼保設(shè)備的影響

若諧波的含量低于百分之四十時(shí)，諧波整定值的誤差會(huì)低于百分之十，不過由于繼保設(shè)備是依據(jù)電流與基波電壓進(jìn)行整定，在靜態(tài)的狀態(tài)下會(huì)對(duì)諧波造成影響。一旦存在諧波時(shí)，必將會(huì)造成繼電器的保護(hù)拒動(dòng)，當(dāng)繼電器受到含有諧波的電壓作用，其在基波時(shí)的動(dòng)作值就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于整定值，進(jìn)而有可能造成過電壓器的拒動(dòng)與欠電壓器的誤動(dòng)。而在投切空載變壓器時(shí)，會(huì)出現(xiàn)高含量的諧波粒磁通流，進(jìn)而造成繼電器誤動(dòng)，出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象。

3.2 對(duì)感應(yīng)型繼保設(shè)施的影響

感應(yīng)型繼保裝置中的圓盤在磁場(chǎng)中有可能產(chǎn)生感應(yīng)電流，而這一電流有可能同繼電器中的其他磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而使得圓盤發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。而感應(yīng)型繼保設(shè)備往往慣性較大，諧波轉(zhuǎn)矩對(duì)其影響有限。根據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)，諧波在磁盤上產(chǎn)生的附加轉(zhuǎn)矩的影響會(huì)隨著電流輸入頻率的增多而提升，特別是三次、五次及七次諧波對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的靈敏度影響最大。其原因在于諧波電流在磁盤上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩決定于電流每次的諧波分量與基波分量?jī)烧?。而諧波電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩有正有負(fù)，這就使得繼保設(shè)備既有發(fā)生拒動(dòng)又有誤動(dòng)的可能。

3.3 諧波對(duì)整流型繼保設(shè)施的影響

整流型繼電器最大的特點(diǎn)在于可將輸入的一個(gè)交流量或多個(gè)交流量進(jìn)行整流，將其轉(zhuǎn)變成直流量，而其動(dòng)作特性則決定于經(jīng)整流后形成的直流電壓與電流信號(hào)。譬如以某一類的方向阻抗繼電器為例，其構(gòu)成為兩個(gè)電氣量的環(huán)形整流比相器，當(dāng)電網(wǎng)的電流中攜帶有諧波時(shí)，繼電器的動(dòng)作特性將不再為一個(gè)圓形而是變成不規(guī)則的封閉曲線，曲線上存在大大小小的凹凸與起伏，這些起伏點(diǎn)會(huì)伴隨著電流的每個(gè)周期不斷生產(chǎn)，且隨著電流中諧波量的增大而不斷增強(qiáng)。這一情況出現(xiàn)的源頭在于諧波電流進(jìn)入電流回路時(shí)，會(huì)使得環(huán)形整流比相器所輸出的交流分量增強(qiáng)，從而使得繼電保護(hù)設(shè)施的動(dòng)作特性出現(xiàn)不光滑的損毀。

3.4 對(duì)靜態(tài)型繼保設(shè)施的影響

此類繼電器是指完全由電子元件組成，不含任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)的繼電器，其主要優(yōu)點(diǎn)為能夠有效消除諧波的負(fù)面影響，抵抗不良干擾。因此，此類繼電器現(xiàn)在越發(fā)受到人們的青睞。這種繼電器是依據(jù)相位比較的原理制成的，相互比較的兩個(gè)交流電流通過積分相比器和微分相比器實(shí)現(xiàn)。endprint

4 抵消諧波影響的應(yīng)對(duì)措施

對(duì)電力系統(tǒng)中諧波影響的消除通常從兩個(gè)角度予以實(shí)現(xiàn)：一是抑制性措施，就是采取方法將電網(wǎng)中的諧波降低或消除；二是被動(dòng)性措施，即增強(qiáng)繼保設(shè)施對(duì)諧波的抵抗力。

4.1 諧波抑制方法

對(duì)電網(wǎng)中諧波的抑制常采用兩種措施：一是實(shí)現(xiàn)電力設(shè)施自身諧波的產(chǎn)生量；二是增添濾波設(shè)施降低電網(wǎng)中的諧波。

第一種措施常使用多脈動(dòng)整流法，這種方法是按照相關(guān)的規(guī)律將偶數(shù)個(gè)的變流器進(jìn)行組合，借由移相變壓器對(duì)電網(wǎng)的電壓實(shí)現(xiàn)移相，從而確保不同整流橋?qū)λ斎氲碾妷撼霈F(xiàn)一定的相位差，進(jìn)而得到整流負(fù)載電流間的相位差，彼此不同相位差不同的負(fù)載電流在電網(wǎng)測(cè)相互疊加就會(huì)使得所攜帶的次諧波相互削弱與抵消，進(jìn)而使得電網(wǎng)側(cè)電流實(shí)現(xiàn)正弦化矯正。下圖就是12脈動(dòng)整流器交流側(cè)電壓電流的波形，與上圖相比，電流波形的畸變情況明顯好轉(zhuǎn)，各次諧波的含有率也大幅降低。

圖2 12脈動(dòng)整流器交流側(cè)電壓電流波形

第二種措施對(duì)諧波的抑制是通過在設(shè)備中加設(shè)濾波裝置實(shí)現(xiàn)的。其不僅能夠同繼電保護(hù)裝置進(jìn)行協(xié)同合作，更能夠有效消除諧波的干擾等危害，目前廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，有很好的實(shí)際作用意義。濾波器分為有源濾波器和無源濾波器，在實(shí)際應(yīng)用中，需根據(jù)具體情況而選取最合適的濾波裝置。其中，有源濾波器也叫主動(dòng)式濾波器，其作用方式是產(chǎn)生與諧波大小相等、方向相反的電流，從而抵消諧波的作用。有源濾波器作用效果顯著，但是成本高昂。此外，無源濾波器也叫被動(dòng)式濾波器，其作用機(jī)制是將電容器與濾波電抗器串聯(lián)，以在諧波的作用頻率下產(chǎn)生低阻抗回路，通過對(duì)相同頻率的諧波進(jìn)行吸收，起到降低整個(gè)系統(tǒng)諧波危害的作用。無源濾波器采用的是電容器的補(bǔ)償作用，因此效果不如有源濾波器顯著，使用范圍比較局限，只對(duì)某一頻率的諧波有作用，但是價(jià)格較易承受。

4.2 增強(qiáng)繼保設(shè)施的方法

4.2.1 提高繼電器可靠性

提高繼電器的可靠性能有效抵制諧波的危害。提高繼電器的可靠性，首先就要保障繼電器不受或者少受諧波的影響。裝置繼電保護(hù)時(shí)，要充分分析比相判斷，進(jìn)行過零點(diǎn)檢測(cè)，并選取弱電繼電器以及元件安裝。同時(shí)，還可以通過二次諧波的方式產(chǎn)生能夠強(qiáng)化繼電器保護(hù)作用的飽和變流器，從而提高繼電器的可靠性。值得注意的是，有容抗和感抗存在的二次諧波系統(tǒng)容易產(chǎn)生諧振，為了消除由諧振引發(fā)的過電壓等危害，可使系統(tǒng)中的固有頻率與較高含量的頻率帶保持安全距離。通過以上方法，均可提高繼電器的可靠性，減少諧波危害。

4.2.2 增加功率因數(shù)調(diào)節(jié)裝置

在諧波的產(chǎn)生設(shè)備的電源上裝置功率因數(shù)的調(diào)節(jié)裝置，可以從根源上有效減少諧波的產(chǎn)生，從而抑制諧波危害。此方法的有效抵消諧波也提示相關(guān)部門，在設(shè)備的研發(fā)制造時(shí)就根據(jù)企業(yè)特點(diǎn)充分考慮諧波問題，盡量避免諧波的產(chǎn)生，從源頭上有效減少諧波對(duì)電網(wǎng)的污染，而不是污染后再治理。

4.2.3 提高諧波分析能力

對(duì)諧波的治理，需要依靠精準(zhǔn)的諧波分析手段。實(shí)際生產(chǎn)中，可利用傅立葉變換得到綜合完整的諧波數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后得出分析結(jié)果，指導(dǎo)諧波治理。考慮到電抗器的計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)諧波測(cè)試比較復(fù)雜，且只能應(yīng)用于固定負(fù)載，在實(shí)際分析過程中應(yīng)遵照實(shí)際的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，全面分析數(shù)據(jù)，并及時(shí)補(bǔ)償功率因數(shù)，從而減少諧波的影響。

4.2.4 增強(qiáng)計(jì)算機(jī)保護(hù)

在完善繼電保護(hù)裝置的同時(shí)，技術(shù)人員還應(yīng)增強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)的保護(hù)，具體措施如下：a.技術(shù)人員可通過中間變換器，將系統(tǒng)導(dǎo)入的電壓和電流轉(zhuǎn)換成有著較強(qiáng)適應(yīng)性的數(shù)值后進(jìn)入電力回路，隨后借由濾波器對(duì)電流中攜帶的諧波量進(jìn)行消減，并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備實(shí)現(xiàn)模與數(shù)的相互轉(zhuǎn)換。最后，還應(yīng)采取措施對(duì)數(shù)字的運(yùn)算處理結(jié)果實(shí)施保護(hù)，把相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字并運(yùn)算后將結(jié)果適時(shí)傳出。b.技術(shù)人員在數(shù)字運(yùn)算工作之外，還應(yīng)充分利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)字信號(hào)處理設(shè)施。具體而言就是在利用轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)接受的模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)變后，還應(yīng)運(yùn)用處理手段對(duì)數(shù)字形式的信號(hào)再次處理，并將最終結(jié)果還原為模擬信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)具體的時(shí)間量化工作。需注意的是所采用的數(shù)字信號(hào)應(yīng)使用二進(jìn)制的有限位碼。

5 結(jié)束語

各種信息電力設(shè)施的不斷使用為電力系統(tǒng)的運(yùn)行造成了嚴(yán)重的諧波污染，這一現(xiàn)象對(duì)繼電保護(hù)裝置尤為明顯，極大的干擾了其功能的實(shí)現(xiàn)。所以，電力工作者必須充分利用新型技術(shù)，對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，使其能更好的抵御諧波的影響，從而有效確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]劉進(jìn).諧波對(duì)繼電保護(hù)影響的研究[D].天津理工大學(xué)，2012.

[2]梁鐵兵.淺談諧波對(duì)繼電保護(hù)的影響及抑制措施[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2011（12）.

[3]戚藝明.繼電保護(hù)故障處理方法的探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012（10）.

[4]馬麗娜，周玉紅.淺談諧波對(duì)繼電保護(hù)的影響及抑制對(duì)策[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2009（7）.

作者簡(jiǎn)介：高朝輝（1983，8-），男，河北人，學(xué)士學(xué)位，助理工程師，研究方向：繼電保護(hù)、通信方向。endprint

4 抵消諧波影響的應(yīng)對(duì)措施

對(duì)電力系統(tǒng)中諧波影響的消除通常從兩個(gè)角度予以實(shí)現(xiàn)：一是抑制性措施，就是采取方法將電網(wǎng)中的諧波降低或消除；二是被動(dòng)性措施，即增強(qiáng)繼保設(shè)施對(duì)諧波的抵抗力。

4.1 諧波抑制方法

對(duì)電網(wǎng)中諧波的抑制常采用兩種措施：一是實(shí)現(xiàn)電力設(shè)施自身諧波的產(chǎn)生量；二是增添濾波設(shè)施降低電網(wǎng)中的諧波。

第一種措施常使用多脈動(dòng)整流法，這種方法是按照相關(guān)的規(guī)律將偶數(shù)個(gè)的變流器進(jìn)行組合，借由移相變壓器對(duì)電網(wǎng)的電壓實(shí)現(xiàn)移相，從而確保不同整流橋?qū)λ斎氲碾妷撼霈F(xiàn)一定的相位差，進(jìn)而得到整流負(fù)載電流間的相位差，彼此不同相位差不同的負(fù)載電流在電網(wǎng)測(cè)相互疊加就會(huì)使得所攜帶的次諧波相互削弱與抵消，進(jìn)而使得電網(wǎng)側(cè)電流實(shí)現(xiàn)正弦化矯正。下圖就是12脈動(dòng)整流器交流側(cè)電壓電流的波形，與上圖相比，電流波形的畸變情況明顯好轉(zhuǎn)，各次諧波的含有率也大幅降低。

圖2 12脈動(dòng)整流器交流側(cè)電壓電流波形

第二種措施對(duì)諧波的抑制是通過在設(shè)備中加設(shè)濾波裝置實(shí)現(xiàn)的。其不僅能夠同繼電保護(hù)裝置進(jìn)行協(xié)同合作，更能夠有效消除諧波的干擾等危害，目前廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，有很好的實(shí)際作用意義。濾波器分為有源濾波器和無源濾波器，在實(shí)際應(yīng)用中，需根據(jù)具體情況而選取最合適的濾波裝置。其中，有源濾波器也叫主動(dòng)式濾波器，其作用方式是產(chǎn)生與諧波大小相等、方向相反的電流，從而抵消諧波的作用。有源濾波器作用效果顯著，但是成本高昂。此外，無源濾波器也叫被動(dòng)式濾波器，其作用機(jī)制是將電容器與濾波電抗器串聯(lián)，以在諧波的作用頻率下產(chǎn)生低阻抗回路，通過對(duì)相同頻率的諧波進(jìn)行吸收，起到降低整個(gè)系統(tǒng)諧波危害的作用。無源濾波器采用的是電容器的補(bǔ)償作用，因此效果不如有源濾波器顯著，使用范圍比較局限，只對(duì)某一頻率的諧波有作用，但是價(jià)格較易承受。

4.2 增強(qiáng)繼保設(shè)施的方法

4.2.1 提高繼電器可靠性

提高繼電器的可靠性能有效抵制諧波的危害。提高繼電器的可靠性，首先就要保障繼電器不受或者少受諧波的影響。裝置繼電保護(hù)時(shí)，要充分分析比相判斷，進(jìn)行過零點(diǎn)檢測(cè)，并選取弱電繼電器以及元件安裝。同時(shí)，還可以通過二次諧波的方式產(chǎn)生能夠強(qiáng)化繼電器保護(hù)作用的飽和變流器，從而提高繼電器的可靠性。值得注意的是，有容抗和感抗存在的二次諧波系統(tǒng)容易產(chǎn)生諧振，為了消除由諧振引發(fā)的過電壓等危害，可使系統(tǒng)中的固有頻率與較高含量的頻率帶保持安全距離。通過以上方法，均可提高繼電器的可靠性，減少諧波危害。

4.2.2 增加功率因數(shù)調(diào)節(jié)裝置

在諧波的產(chǎn)生設(shè)備的電源上裝置功率因數(shù)的調(diào)節(jié)裝置，可以從根源上有效減少諧波的產(chǎn)生，從而抑制諧波危害。此方法的有效抵消諧波也提示相關(guān)部門，在設(shè)備的研發(fā)制造時(shí)就根據(jù)企業(yè)特點(diǎn)充分考慮諧波問題，盡量避免諧波的產(chǎn)生，從源頭上有效減少諧波對(duì)電網(wǎng)的污染，而不是污染后再治理。

4.2.3 提高諧波分析能力

對(duì)諧波的治理，需要依靠精準(zhǔn)的諧波分析手段。實(shí)際生產(chǎn)中，可利用傅立葉變換得到綜合完整的諧波數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后得出分析結(jié)果，指導(dǎo)諧波治理?？紤]到電抗器的計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)諧波測(cè)試比較復(fù)雜，且只能應(yīng)用于固定負(fù)載，在實(shí)際分析過程中應(yīng)遵照實(shí)際的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，全面分析數(shù)據(jù)，并及時(shí)補(bǔ)償功率因數(shù)，從而減少諧波的影響。

4.2.4 增強(qiáng)計(jì)算機(jī)保護(hù)

在完善繼電保護(hù)裝置的同時(shí)，技術(shù)人員還應(yīng)增強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)的保護(hù)，具體措施如下：a.技術(shù)人員可通過中間變換器，將系統(tǒng)導(dǎo)入的電壓和電流轉(zhuǎn)換成有著較強(qiáng)適應(yīng)性的數(shù)值后進(jìn)入電力回路，隨后借由濾波器對(duì)電流中攜帶的諧波量進(jìn)行消減，并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備實(shí)現(xiàn)模與數(shù)的相互轉(zhuǎn)換。最后，還應(yīng)采取措施對(duì)數(shù)字的運(yùn)算處理結(jié)果實(shí)施保護(hù)，把相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字并運(yùn)算后將結(jié)果適時(shí)傳出。b.技術(shù)人員在數(shù)字運(yùn)算工作之外，還應(yīng)充分利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)字信號(hào)處理設(shè)施。具體而言就是在利用轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)接受的模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)變后，還應(yīng)運(yùn)用處理手段對(duì)數(shù)字形式的信號(hào)再次處理，并將最終結(jié)果還原為模擬信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)具體的時(shí)間量化工作。需注意的是所采用的數(shù)字信號(hào)應(yīng)使用二進(jìn)制的有限位碼。

5 結(jié)束語

各種信息電力設(shè)施的不斷使用為電力系統(tǒng)的運(yùn)行造成了嚴(yán)重的諧波污染，這一現(xiàn)象對(duì)繼電保護(hù)裝置尤為明顯，極大的干擾了其功能的實(shí)現(xiàn)。所以，電力工作者必須充分利用新型技術(shù)，對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，使其能更好的抵御諧波的影響，從而有效確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]劉進(jìn).諧波對(duì)繼電保護(hù)影響的研究[D].天津理工大學(xué)，2012.

[2]梁鐵兵.淺談諧波對(duì)繼電保護(hù)的影響及抑制措施[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2011（12）.

[3]戚藝明.繼電保護(hù)故障處理方法的探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012（10）.

[4]馬麗娜，周玉紅.淺談諧波對(duì)繼電保護(hù)的影響及抑制對(duì)策[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2009（7）.

作者簡(jiǎn)介：高朝輝（1983，8-），男，河北人，學(xué)士學(xué)位，助理工程師，研究方向：繼電保護(hù)、通信方向。endprint

4 抵消諧波影響的應(yīng)對(duì)措施

對(duì)電力系統(tǒng)中諧波影響的消除通常從兩個(gè)角度予以實(shí)現(xiàn)：一是抑制性措施，就是采取方法將電網(wǎng)中的諧波降低或消除；二是被動(dòng)性措施，即增強(qiáng)繼保設(shè)施對(duì)諧波的抵抗力。

4.1 諧波抑制方法

對(duì)電網(wǎng)中諧波的抑制常采用兩種措施：一是實(shí)現(xiàn)電力設(shè)施自身諧波的產(chǎn)生量；二是增添濾波設(shè)施降低電網(wǎng)中的諧波。

第一種措施常使用多脈動(dòng)整流法，這種方法是按照相關(guān)的規(guī)律將偶數(shù)個(gè)的變流器進(jìn)行組合，借由移相變壓器對(duì)電網(wǎng)的電壓實(shí)現(xiàn)移相，從而確保不同整流橋?qū)λ斎氲碾妷撼霈F(xiàn)一定的相位差，進(jìn)而得到整流負(fù)載電流間的相位差，彼此不同相位差不同的負(fù)載電流在電網(wǎng)測(cè)相互疊加就會(huì)使得所攜帶的次諧波相互削弱與抵消，進(jìn)而使得電網(wǎng)側(cè)電流實(shí)現(xiàn)正弦化矯正。下圖就是12脈動(dòng)整流器交流側(cè)電壓電流的波形，與上圖相比，電流波形的畸變情況明顯好轉(zhuǎn)，各次諧波的含有率也大幅降低。

圖2 12脈動(dòng)整流器交流側(cè)電壓電流波形

第二種措施對(duì)諧波的抑制是通過在設(shè)備中加設(shè)濾波裝置實(shí)現(xiàn)的。其不僅能夠同繼電保護(hù)裝置進(jìn)行協(xié)同合作，更能夠有效消除諧波的干擾等危害，目前廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，有很好的實(shí)際作用意義。濾波器分為有源濾波器和無源濾波器，在實(shí)際應(yīng)用中，需根據(jù)具體情況而選取最合適的濾波裝置。其中，有源濾波器也叫主動(dòng)式濾波器，其作用方式是產(chǎn)生與諧波大小相等、方向相反的電流，從而抵消諧波的作用。有源濾波器作用效果顯著，但是成本高昂。此外，無源濾波器也叫被動(dòng)式濾波器，其作用機(jī)制是將電容器與濾波電抗器串聯(lián)，以在諧波的作用頻率下產(chǎn)生低阻抗回路，通過對(duì)相同頻率的諧波進(jìn)行吸收，起到降低整個(gè)系統(tǒng)諧波危害的作用。無源濾波器采用的是電容器的補(bǔ)償作用，因此效果不如有源濾波器顯著，使用范圍比較局限，只對(duì)某一頻率的諧波有作用，但是價(jià)格較易承受。

4.2 增強(qiáng)繼保設(shè)施的方法

4.2.1 提高繼電器可靠性

提高繼電器的可靠性能有效抵制諧波的危害。提高繼電器的可靠性，首先就要保障繼電器不受或者少受諧波的影響。裝置繼電保護(hù)時(shí)，要充分分析比相判斷，進(jìn)行過零點(diǎn)檢測(cè)，并選取弱電繼電器以及元件安裝。同時(shí)，還可以通過二次諧波的方式產(chǎn)生能夠強(qiáng)化繼電器保護(hù)作用的飽和變流器，從而提高繼電器的可靠性。值得注意的是，有容抗和感抗存在的二次諧波系統(tǒng)容易產(chǎn)生諧振，為了消除由諧振引發(fā)的過電壓等危害，可使系統(tǒng)中的固有頻率與較高含量的頻率帶保持安全距離。通過以上方法，均可提高繼電器的可靠性，減少諧波危害。

4.2.2 增加功率因數(shù)調(diào)節(jié)裝置

在諧波的產(chǎn)生設(shè)備的電源上裝置功率因數(shù)的調(diào)節(jié)裝置，可以從根源上有效減少諧波的產(chǎn)生，從而抑制諧波危害。此方法的有效抵消諧波也提示相關(guān)部門，在設(shè)備的研發(fā)制造時(shí)就根據(jù)企業(yè)特點(diǎn)充分考慮諧波問題，盡量避免諧波的產(chǎn)生，從源頭上有效減少諧波對(duì)電網(wǎng)的污染，而不是污染后再治理。

4.2.3 提高諧波分析能力

對(duì)諧波的治理，需要依靠精準(zhǔn)的諧波分析手段。實(shí)際生產(chǎn)中，可利用傅立葉變換得到綜合完整的諧波數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后得出分析結(jié)果，指導(dǎo)諧波治理?？紤]到電抗器的計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)諧波測(cè)試比較復(fù)雜，且只能應(yīng)用于固定負(fù)載，在實(shí)際分析過程中應(yīng)遵照實(shí)際的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，全面分析數(shù)據(jù)，并及時(shí)補(bǔ)償功率因數(shù)，從而減少諧波的影響。

4.2.4 增強(qiáng)計(jì)算機(jī)保護(hù)

在完善繼電保護(hù)裝置的同時(shí)，技術(shù)人員還應(yīng)增強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)的保護(hù)，具體措施如下：a.技術(shù)人員可通過中間變換器，將系統(tǒng)導(dǎo)入的電壓和電流轉(zhuǎn)換成有著較強(qiáng)適應(yīng)性的數(shù)值后進(jìn)入電力回路，隨后借由濾波器對(duì)電流中攜帶的諧波量進(jìn)行消減，并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備實(shí)現(xiàn)模與數(shù)的相互轉(zhuǎn)換。最后，還應(yīng)采取措施對(duì)數(shù)字的運(yùn)算處理結(jié)果實(shí)施保護(hù)，把相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字并運(yùn)算后將結(jié)果適時(shí)傳出。b.技術(shù)人員在數(shù)字運(yùn)算工作之外，還應(yīng)充分利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)字信號(hào)處理設(shè)施。具體而言就是在利用轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)接受的模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)變后，還應(yīng)運(yùn)用處理手段對(duì)數(shù)字形式的信號(hào)再次處理，并將最終結(jié)果還原為模擬信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)具體的時(shí)間量化工作。需注意的是所采用的數(shù)字信號(hào)應(yīng)使用二進(jìn)制的有限位碼。

5 結(jié)束語

各種信息電力設(shè)施的不斷使用為電力系統(tǒng)的運(yùn)行造成了嚴(yán)重的諧波污染，這一現(xiàn)象對(duì)繼電保護(hù)裝置尤為明顯，極大的干擾了其功能的實(shí)現(xiàn)。所以，電力工作者必須充分利用新型技術(shù)，對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，使其能更好的抵御諧波的影響，從而有效確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

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作者簡(jiǎn)介：高朝輝（1983，8-），男，河北人，學(xué)士學(xué)位，助理工程師，研究方向：繼電保護(hù)、通信方向。endprint