電力電子設(shè)備對(duì)配電系統(tǒng)繼電保護(hù)影響的研究

摘 要：隨著社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，為了進(jìn)一步滿足社會(huì)用電需求，電力企業(yè)逐漸加大了對(duì)智能化電網(wǎng)的建設(shè)與投入力度，在此過程中，一系列電力電子設(shè)備的運(yùn)用，雖然能夠?yàn)樘嵘娏ο到y(tǒng)運(yùn)行的效率提供保障，但是也給繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行帶來了一定的影響。因此為了確保實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，就需要針對(duì)電力電子設(shè)備所帶來的影響落實(shí)完善的應(yīng)對(duì)措施。文章針對(duì)電力電子設(shè)備對(duì)配電系統(tǒng)繼電保護(hù)所帶來的影響進(jìn)行了分析，并提出相應(yīng)的解決對(duì)策。

關(guān)鍵詞：電力電子設(shè)備；配電系統(tǒng)；繼電保護(hù)；影響；對(duì)策

前言

在全面推進(jìn)智能化電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程的過程中，對(duì)于電力企業(yè)而言，為了進(jìn)一步提升電能質(zhì)量，并實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行，就需要積極將一系列電力電子設(shè)備運(yùn)用于供配電系統(tǒng)中，進(jìn)而借助電子器件所具備的動(dòng)作反應(yīng)快速且敏捷的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，來提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性。然而，在實(shí)際踐行的過程中，電力電子設(shè)備的運(yùn)用給配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的正常運(yùn)行帶來了一定影響，進(jìn)而給電網(wǎng)的安全可靠且高效運(yùn)行埋下了隱患。因此，針對(duì)該課題展開研究，能夠?yàn)閷?shí)現(xiàn)有針對(duì)性解決措施的落實(shí)提供保障。

1 配電系統(tǒng)繼電保護(hù)所需具備的基本性能

在配電系統(tǒng)中，繼電保護(hù)需要具備如下基本性能：第一，可靠性。指的是要求繼電保護(hù)在不需要發(fā)生動(dòng)作時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作的問題，進(jìn)而以較高可靠性的具備來確保配電系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。而在繼電保護(hù)裝置中，相應(yīng)裝置的質(zhì)量以及回路的連接等，都直接影響到了繼電保護(hù)的可靠性。第二，速動(dòng)性。指的是在發(fā)生故障問題時(shí)，能夠快速地做出反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)故障的迅速切除，進(jìn)而為降低故障問題所給設(shè)備帶來的損壞并確保電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。第三，靈敏性。指的是能夠在所保護(hù)的范圍內(nèi)，針對(duì)故障或是不正常運(yùn)行問題的發(fā)生，能夠敏銳地感覺到并迅速做出反應(yīng)，進(jìn)而將故障所帶來的影響進(jìn)行有效控制。

2 電力電子設(shè)備給配電系統(tǒng)以及繼電保護(hù)所帶來的影響

2.1 對(duì)配電系統(tǒng)所帶來的影響

在電力系統(tǒng)中，電力電子設(shè)備的運(yùn)用，會(huì)導(dǎo)致電壓電流的波形出現(xiàn)畸形現(xiàn)象，而這一畸形問題的發(fā)生則是因諧波的作用所致，所以，在電力系統(tǒng)中，電力電子設(shè)備的應(yīng)用是產(chǎn)生諧波的主要源頭。而這一諧波的產(chǎn)生將直接影響到相應(yīng)繼電保護(hù)的運(yùn)行，基于高次諧波的傳遞下，使得公用電網(wǎng)中的元件隨之發(fā)生諧波損耗問題，銅損與鐵損的不斷增加致使設(shè)備在運(yùn)行的過程中，出現(xiàn)噪聲與過熱的問題，進(jìn)而嚴(yán)重影響到了設(shè)備運(yùn)行的效率。與此同時(shí)，還能夠致使旋轉(zhuǎn)設(shè)備在高次諧波的作用下，產(chǎn)生相反方向的轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而形成一定的機(jī)械損傷，且相應(yīng)熱耗隨之加大。此外，還會(huì)因并聯(lián)與串聯(lián)諧振的產(chǎn)生而使得諧波隨之?dāng)U大，最終很可能引發(fā)繼電保護(hù)系統(tǒng)失靈的問題，給電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行埋下了極大的隱患。

2.2 對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)所帶來的影響

2.2.1 基于配電系統(tǒng)下電流保護(hù)方法

主要為：第一，電流速斷保護(hù)。指的是在短路電流幅值增大的情況下，實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)保護(hù)動(dòng)作的發(fā)出，在實(shí)際運(yùn)用的過程中，只能夠保護(hù)線路的一部分，并在運(yùn)用的過程中表現(xiàn)出簡(jiǎn)單可靠且反應(yīng)敏捷迅速的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)；而不足之處在于無法實(shí)現(xiàn)對(duì)全線路的保護(hù)，同時(shí)基于運(yùn)行方式的不同，保護(hù)范圍也會(huì)隨之發(fā)生改變。第二，限時(shí)電流速斷保護(hù)?；谌缟戏绞綗o法滿足對(duì)全線路的保護(hù)，所以可以一段帶時(shí)限動(dòng)作保護(hù)的融入來彌補(bǔ)其所存在的不足，而這種方式就被稱之為限時(shí)電流速斷保護(hù)。要求能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)線路全長(zhǎng)的保護(hù)，且反應(yīng)靈敏迅速，同時(shí)具備最小動(dòng)作時(shí)限，能夠在下級(jí)線路發(fā)生短路故障時(shí)實(shí)現(xiàn)迅速切除且滿足實(shí)際之需。第三，定時(shí)限過流保護(hù)。是一種基于下級(jí)線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)方式，也是主保護(hù)拒動(dòng)的近后備保護(hù)，同時(shí)，在過負(fù)荷時(shí)同樣能夠?qū)崿F(xiàn)有效保護(hù)。通常是以過電流保護(hù)來實(shí)現(xiàn)的，在電流幅值超出最大負(fù)荷電流值時(shí)，則就會(huì)啟動(dòng)電流來實(shí)現(xiàn)對(duì)線路的保護(hù)。

2.2.2 對(duì)繼電保護(hù)的影響

在配電系統(tǒng)中，由于采取的繼電保護(hù)類型不同，加上所安裝的位置存在差異性，所以電力電子設(shè)備所帶來的影響也就存在著一定的區(qū)別，而在實(shí)際運(yùn)行的過程中，致使繼電保護(hù)發(fā)生誤動(dòng)作甚至拒動(dòng)問題的主要原因在于：第一，基于電器距離下，其與最大諧波距離較近；第二，在這一繼電保護(hù)裝置的安裝上，其位置與諧波放大的點(diǎn)較為接近，或是與諧波諧振條件較為接近；第三，在保護(hù)裝置上，相應(yīng)的動(dòng)作整定值小，嚴(yán)重小于相電流與相電壓；第四，在繼電保護(hù)裝置中，相應(yīng)動(dòng)作原理的選用以及元件的選擇等，對(duì)諧波十分敏感；第五，在這一系統(tǒng)中，存在著不平衡的基波負(fù)序電流等，同時(shí)還存在諧波電流，進(jìn)而致使繼電保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)甚至是拒動(dòng)的問題。

3 降低諧波對(duì)配電系統(tǒng)繼電保護(hù)影響的具體措施

針對(duì)電力電子設(shè)備對(duì)配電系統(tǒng)繼電保護(hù)所帶來的影響進(jìn)行研究，表明產(chǎn)生這一影響的根源在于諧波的作用，電力電子設(shè)備的運(yùn)用，會(huì)使得諧波隨之產(chǎn)生，因此，針對(duì)這一影像問題進(jìn)行解決，主要是針對(duì)諧波落實(shí)相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，進(jìn)而降低諧波給繼電保護(hù)所帶來的影響。在實(shí)際運(yùn)行的過程中，可采取的措施如下：

第一，采取一定的輔助措施，借助對(duì)配電系統(tǒng)中的一些裝置的利用，促使繼電保護(hù)能夠?qū)崿F(xiàn)正確可靠動(dòng)作的發(fā)出，以此來確保配電系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。具體而言，可借助相應(yīng)的頻率測(cè)試儀，針對(duì)諧波頻率進(jìn)行測(cè)試，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)電壓與電流值的有效測(cè)量與比較；可借助濾波裝置的增加，避免輸入信號(hào)存在畸形問題；借助反應(yīng)增量裝置的運(yùn)用，以微分電路的融入來實(shí)現(xiàn)對(duì)突變量的反應(yīng)，同時(shí)并不對(duì)穩(wěn)態(tài)量進(jìn)行反應(yīng)；運(yùn)用諧波閉鎖于各類保護(hù)中。

第二，針對(duì)繼電保護(hù)的整定值進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置，進(jìn)而促使繼電保護(hù)能夠發(fā)出可靠且正確的動(dòng)作。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在繼電保護(hù)故障檢測(cè)中，一系列先進(jìn)技術(shù)與優(yōu)化算法的誕生，不僅為故障檢測(cè)提供了技術(shù)支撐，同時(shí)，也為實(shí)現(xiàn)參數(shù)整定的高效且完善設(shè)置奠定了基礎(chǔ)。目前，可借助單片機(jī)的運(yùn)用，取代原來大量使用繼電器的現(xiàn)象，進(jìn)而也就簡(jiǎn)化了接線，并確保了元件的穩(wěn)定性，為確保繼電保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)及時(shí)可靠且靈活反應(yīng)奠定了基礎(chǔ)，并為提高供電系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性提供了保障。

4 結(jié)束語

綜上，在電力系統(tǒng)中，配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠與否直接影響到了電能的質(zhì)量與電網(wǎng)的供電能力，而在實(shí)際運(yùn)用電力電子設(shè)備的過程中，基于其給配電系統(tǒng)繼電保護(hù)所帶來的影響下，需要落實(shí)完善的應(yīng)對(duì)措施。而通過對(duì)這一影響的分析表明，主要在于電力電子設(shè)備所產(chǎn)生的諧波，而要想實(shí)現(xiàn)對(duì)這一影響的有效控制，可借助一定輔助措施的落實(shí)或是優(yōu)化繼電保護(hù)的整定值來實(shí)現(xiàn)。

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