电力系统谐波对继电保护的影响

电力系统谐波对继电保护的影响电力系统谐波对继电保护的影响 【摘要】在电力系统中，各种谐波重量的存在对电力系统产生了严重的谐波污染，影响了电力系统继电保护及安全自动装置的正常工作，危害了电力系统的安全稳定运行。因此加强对谐波对继电保护的影响及控制策略的讨论具有重要意义，本文对此进行了探讨。 【关键词】电力系统；谐波；继电保护；影响 中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号： 引言 所谓谐波，主要是指电力系统中的电流电量中含频率为基波的整数倍，对周期性非正弦电量实施傅里叶级数分解以后，其余基波的频率电流也会产生较大的电量。近年来，随着社会经济的快速进展和新型电气装置不断出现与应用，国民经济发生及人民生产生活过程中的非线性负荷及电网接轨越来越多，电网中所产生的谐波量也在不断地增加。由于电力系统中的谐波量不断增加，对电力系统中的相关设备可能会产生非常严重的影响，尤其是继电保护设备。 1 谐波的产生和危害 1.1 谐波的产生 电力系统中的谐波是指所含有的频率为基波整数倍的电量，通常情况下，可以对非正弦周期性电信号进行傅里叶级数分解，通过傅里叶变换可以得到与电网基波频率相同的重量和一系列数倍于基波频率的重量，这些基波频率倍数的重量即为电量的谐波重量。对非正弦周期信号的傅里叶级数可以表示为式（1）： 上式中，A0 为 f (t)在一个周期内的平均值，即直流重量，k =1 的重量为基波，k =2 的重量为二次谐波，k =n 的重量为 n 次谐波。k 为奇数的重量为奇次谐波，k 为偶数的重量为偶次谐波。谐波是指电信号中所有频率为基波频率整数倍的电能。当供电系统处于理想状态时，电压和电流信号均为正弦波。然而在实际的供电系统中，由于大量非线性元件的存在，将会造成电流与电压不呈现线性关系，因此产生大量的高次谐波。通过对电压、电流的傅里叶变换可以得到基波和各次谐波的表达式： 上式中：Un 为电压 n 次谐波的幅值；In 为电流 n 次谐波的幅值；ɸz 为电压 n 次谐波的相位；θn 为电流 n 次谐波的相位；ω0为基波角频率，ω0=2πf0，f0 为基波频率，f0=50Hz。 1.2 谐波的危害 随着大量非线性电力电子装置的应用，谐波污染日益严重，由此引发的故障和事故也不断发生，谐波对电力系统的危害主要表现在以下几个方面： （1）谐波会引起用电设备和变压器的严重发热，使设备的绝缘部分老化，导致用电设备寿命缩短。 （2）谐波会影响测量仪器...