摘要：随着电网的不断发展，输配电系统中不断引入种类繁琐的电力电子设备，其显著的优点是具有快速的反应特性，提高了系统运行的可靠性。然而，它也给供电以及继电保护系统带来了很大的负面影响，造成电网的安全稳定性下降。本文首先分析了继电保护的基本要求，以线路的电流保护为例，阐述电力电子设备对输配网的影响和解决方案。
关键词：电力电子设备；继电保护；输配网
社会的不断发展要求供电系统为用户提供稳压、稳频、适量无功的高质量电能，为了达到这一目的，很多新型装置投入输配电系统的应用，比如：动态电压恢复器、故障限流器、无功补偿器等等，在这些装置的控制单元以及整流逆变单元中，存在大量的电力电子构件，它们具有快速的反应能力，并且能够迅速动作，提高了系统的可靠性；但是，不可忽视的是，这些电力电子构件的存在也威胁着系统的稳定运行，尤其是会对继电保护的正常工作带来隐患。基于此，本文专门针对电力电子设备对线路继电保护的影响进行分析，期望能够更加全面的掌握电子设备对继电保护系统造成影响的程度和预防措施，给实践提供指导和参考。
1、供电系统中的继电保护
1.1继电保护的基本要求
供电系统对继电保护提出的基本要求包括：可靠性、速动性以及灵敏性。
作为对继电保护所需完成的最基本要求，可靠性强调保护在正常情况下不能发生误动作；要想让继电保护具有较高的可靠性就必须采用高质量的装置，同时，不断提高运行维护的水平。
在故障情况下电网运行的时间越长，造成的损失和伤害越大，因此要求继电保护必须能够快速反应，速动性也是考察继电保护的一项基本指标。由于故障情况下，通常会产生大电流，或是电压过低，设备在这种情况下运行的时间一长，就会产生严重的不良后果，甚至造成机械的损坏。因此，可以说，速动性在某总程度上能够决定电力系统的暂态性能。切除故障所需时间越少就会带来更高的暂态稳定极限，电网的输电效能就会得到越充分的发挥。
继电保护的灵敏性也是非常重要的，它是指在继电保护的范围内，系统发生故障或者是出现了不正常运行的状态下能够正确的做出反应。它要求在规定的保护范围内，不论系统运行在什么样的条件下，出现的故障时间地点在何处，都能具有敏锐的感觉和正确的反应。
1.2电力电子设备对供电系统的影响
电力电子设备通常被人们看作是电力系统中的非线性负载，这对电力系统的影响是不容忽视的，它们容易造成电压以及电流的波形畸变，这是因为电力电子设备与电网连接和断开的时候，是一种非线性变化，都会引入谐波，因此，通常也会被看成是一种谐波源。众所周知，谐波的存在会给供电系统继电保护带来很大的影响，甚至是致命的危害，比如：高次谐波的传递，造成更大的元件谐波损耗，进而使得设备过热，产生噪音，使设备的工作效率降低；高次谐波中有负序分量的存在，会导致旋转的设备受到与当前转速相反的力，产生损耗[1]。
2、电力电子设备给配电系统以及继电保护所带来的影响
2.1 对配电系统所带来的影响
在电力系统中，电力电子设备的运用，会导致电压电流的波形出现畸形现象，而这一畸形问题的发生则是因谐波的作用所致，所以，在电力系统中，电力电子设备的应用是产生谐波的主要源头。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而这一谐波的产生将直接影响到相应继电保护的运行，基于高次谐波的传递下，使得公用电网中的元件随之发生谐波损耗问题，铜损与铁损的不断增加致使设备在运行的过程中，出现噪声与过热的问题，进而严重影响到了设备运行的效率。与此同时，还能够致使旋转设备在高次谐波的作用下，产生相反方向的转矩，进而形成一定的机械损伤，且相应热耗随之加大。此外，还会因并联与串联谐振的产生而使得谐波随之扩大，最终很可能引发继电保护系统失灵的问题，给电网的安全可靠运行埋下了极大的隐患。
2.2 对继电保护系统所带来的影响
2.2.1 基于配电系统下电流保护方法：第一，电流速断保护。指的是在短路电流幅值增大的情况下，实现瞬时保护动作的发出，在实际运用的过程中，只能够保护线路的一部分，并在运用的过程中表现出简单可靠且反应敏捷迅速的优势特点；而不足之处在于无法实现对全线路的保护，同时基于运行方式的不同，保护范围也会随之发生改变。第二，限时电流速断保护。基于如上方式无法满足对全线路的保护，所以可以一段带时限动作保护的融入来弥补其所存在的不足，而这种方式就被称之为限时电流速断保护。要求能够实现对线路全长的保护，且反应灵敏迅速，同时具备最小动作时限，能够在下级线路发生短路故障时实现迅速切除且满足实际之需。第三，定时限过流保护。是一种基于下级线路的远后备保护方式，也是主保护拒动的近后备保护，同时，在过负荷时同样能够实现有效保护。通常是以过电流保护来实现的，在电流幅值超出最大负荷电流值时，则就会启动电流来实现对线路的保护。
2.2.2 对继电保护的影响
在配电系统中，由于采取的继电保护类型不同，加上所安装的位置存在差异性，所以电力电子设备所带来的影响也就存在着一定的区别，而在实际运行的过程中，致使继电保护发生误动作甚至拒动问题的主要原因在于：第一，基于电器距离下，其与最大谐波距离较近；第二，在这一继电保护装置的安装上，其位置与谐波放大的点较为接近，或是与谐波谐振条件较为接近；第三，在保护装置上，相应的动作整定值小，严重小于相电流与相电压；第四，在继电保护装置中，相应动作原理的选用以及元件的选择等，对谐波十分敏感；第五，在这一系统中，存在着不平衡的基波负序电流等，同时还存在谐波电流，进而致使继电保护出现误动甚至是拒动的问题。
3、降低谐波对配电系统继电保护影响的具体措施
3.1采取一定的辅助措施，借助对配电系统中的一些装置的利用，促使继电保护能够实现正确可靠动作的发出，以此来确保配电系统的安全可靠运行。具体而言，可借助相应的频率测试仪，针对谐波频率进行测试，进而实现对相应电压与电流值的有效测量与比较；可借助滤波装置的增加，避免输入信号存在畸形问题；借助反应增量装置的运用，以微分电路的融入来实现对突变量的反应，同时并不对稳态量进行反应；运用谐波闭锁于各类保护中。
3.2针对继电保护的整定值进行优化设置，进而促使继电保护能够发出可靠且正确的动作。随着科学技术的不断发展，在继电保护故障检测中，一系列先进技术与优化算法的诞生，不仅为故障检测提供了技术支撑，同时，也为实现参数整定的高效且完善设置奠定了基础。目前，可借助单片机的运用，取代原来大量使用继电器的现象，进而也就简化了接线，并确保了元件的稳定性，为确保继电保护装置实现及时可靠且灵活反应奠定了基础，并为提高供电系统运行的安全可靠性提供了保障。
结束语：
综上，在电力系统中，配电系统运行的安全可靠与否直接影响到了电能的质量与电网的供电能力，而在实际运用电力电子设备的过程中，基于其给配电系统继电保护所带来的影响下，需要落实完善的应对措施。而通过对这一影响的分析表明，主要在于电力电子设备所产生的谐波，而要想实现对这一影响的有效控制，可借助一定辅助措施的落实或是优化继电保护的整定值来实现。
参考文献：
[1]李凌.电力配电系统的继电保护[J].中国高新技术企业，2011，12：23-24.
[2]孙晓伟，孙磊.电子设备对配电系统继电保护的影响分析[J].科技创新导报，2010，36：51.
论文作者:孙伟1 姜威达1 于丹红1,包宇喆2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/11/30
标签：谐波论文; 继电保护论文; 电子设备论文; 电流论文; 系统论文; 电力论文; 电网论文; 《电力设备》2017年第22期论文;