諧波對(duì)電力系統(tǒng)有什么危害?電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的目的和任務(wù)為何?

電力系統(tǒng)是用電的基本保證，每個(gè)城市都有各自的電力系統(tǒng)。為增進(jìn)大家對(duì)電力系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)諧波對(duì)電力系統(tǒng)的危害以及電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的目的和任務(wù)予以介紹。如果你對(duì)電力系統(tǒng)具有興趣，不妨和小編一起繼續(xù)往下閱讀哦。

一、諧波對(duì)電力系統(tǒng)的危害

電力系統(tǒng)中的諧波會(huì)使電壓和電流波形發(fā)生畸變，如民用配電系統(tǒng)的中性線路，熒光燈、調(diào)光燈、計(jì)算機(jī)等負(fù)載，產(chǎn)生大量的奇次諧波，其中3次諧波的含量多，可達(dá)40%的三相配電線路，線的3的調(diào)諧波在中性線重疊，中性線的電流值可能超過(guò)相線的電流。此外，同一頻率諧波電壓和諧波電流必須產(chǎn)生相同的諧波主動(dòng)電源和無(wú)功電源，從而降低電網(wǎng)電壓，浪費(fèi)電網(wǎng)的容量。

諧波對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生的危害：部分供電線路的損耗由諧波引起。正因?yàn)榧w效應(yīng)和附近的效果，線路的電阻隨著頻度的增加，電力的損失和浪費(fèi)的諧波電流通有可能超過(guò)熱線路，損害導(dǎo)體的絕緣，同時(shí)高頻諧波有可能降低電纜的負(fù)載能力。

諧波影響各種電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。諧波電流的存在導(dǎo)致電力變壓器的額外損耗，造成過(guò)載和過(guò)熱，加速絕緣介質(zhì)的老化，導(dǎo)致絕緣損壞。正序和負(fù)序諧波電流在旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)定子中分別形成正向和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)效率降低，發(fā)熱增加。正相和反向的高次諧波電流在同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上分別形成正方向和反方向的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，引起局部發(fā)熱，縮短壽命。

諧波電流不僅使電子設(shè)備出現(xiàn)較大的誤差，而且造成電子設(shè)備故障。諧波電流和諧波電壓影響通信和通信設(shè)備的低頻信號(hào)。例如，變換器和其他電氣設(shè)備在相變過(guò)程中注入的高壓脈沖包含高諧波頻率，甚至高達(dá)1mhz，這些諧波頻率將影響通信設(shè)備、通信線路的正常運(yùn)行，從而使通信系統(tǒng)癱瘓。

使電力電容器產(chǎn)生熱、噪音、鼓肚、擊穿和絕緣壽命縮短。對(duì)諧波頻率比較敏感的電力電容器，因其自身的容性阻抗特性，以及頻率與容抗成反比的特性，使得諧波電流容易被電力電容器吸收從而引起電容器發(fā)熱過(guò)載。

二、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的目的和任務(wù)

1.繼電保護(hù)的目的

電力系統(tǒng)由發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、輸配電線路及用電設(shè)備組成。各電氣元件及系統(tǒng)整體一般處于正常運(yùn)行狀態(tài)，但也可能出現(xiàn)故障或異常運(yùn)行狀態(tài)，如短路、斷線、過(guò)負(fù)荷等。

短路總是伴隨有很大的短路電流，同時(shí)系統(tǒng)電壓大大降低。短路點(diǎn)的電弧及短路電流的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)會(huì)直接損壞電氣設(shè)備，電壓下降會(huì)破壞電能用戶的正常工作，影響產(chǎn)品質(zhì)量。短路更嚴(yán)重的后果是，因電壓下降可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)與發(fā)電廠之間并列運(yùn)行的穩(wěn)定性遭受破壞，引起系統(tǒng)振蕩，直接使整個(gè)系統(tǒng)瓦解。所以各種形式的短路是故障中最常見(jiàn)、危害最大的。

所謂異常運(yùn)行狀態(tài)是指系統(tǒng)的正常工作受到干擾，使運(yùn)行參數(shù)偏離正常值。例如，長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)負(fù)荷會(huì)使電氣元件的載流部分和絕緣材料的溫度過(guò)高，從而加速設(shè)備絕緣的老化或損壞設(shè)備。

故障和異常運(yùn)行情況若不及時(shí)處理或處理不當(dāng)，就可能在電力系統(tǒng)中引起事故，造成人員傷亡和設(shè)備損壞，使用戶停電、電能質(zhì)量下降到不能容許的程度。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)就是為防止事故發(fā)生，裝設(shè)在每一個(gè)電氣設(shè)備上，用來(lái)反映它們發(fā)生的故障和異常運(yùn)行情況，從而動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種有效的自動(dòng)裝置。

2.繼電保護(hù)的任務(wù)

(1)自動(dòng)地、有選擇性地、快速地將故障元件從電力系統(tǒng)切除，使故障元件免于繼續(xù)遭受損害。

(2)當(dāng)被保護(hù)元件出現(xiàn)異常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，保護(hù)裝置一般經(jīng)一定延時(shí)動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)，根據(jù)人身和設(shè)備安全的要求，必要時(shí)動(dòng)作于跳閘。

為了保證電力系統(tǒng)安全、可靠地不間斷運(yùn)行，除了繼電保護(hù)裝置外，還應(yīng)該設(shè)置如自動(dòng)重合閘、備用電源自動(dòng)投入、自動(dòng)切負(fù)荷、同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁及其他一些專門(mén)的安全自動(dòng)裝置，它們是著重于事故后和系統(tǒng)不正常運(yùn)行情況的緊急處理，保證對(duì)重要負(fù)荷連續(xù)供電及恢復(fù)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。

需要指出的是，隨著電力系統(tǒng)的擴(kuò)大，對(duì)安全運(yùn)行的要求在提高，僅靠繼電保護(hù)裝置保障安全用電是不夠的，為此，還應(yīng)設(shè)置以各級(jí)計(jì)算機(jī)為中心，用分層控制方式實(shí)施安全監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能代替人工進(jìn)行包括正常運(yùn)行在內(nèi)的各種運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)控制，確保電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

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