区分故障电流和谐波电流的新方法1.doc

区分故障电流和谐波电流的新方法 1目前，几乎所有的继电保护装置，尤其是量度继电器，其阀值的设置都是基于对各电气量，在系统正常运行和故障运行的两种不同运行状态下，存在的差别进行分析， 并没有考虑不正常运行状态的运行特性而在实际系统中，常使用频率测试仪以实现对故障电流、电压和不正常运行状态时的电流、 电压的区分然而，随着电力电子技术的发展，尤其是可控硅技术的应用，使得系统在运行过程中产生大量的谐波，对电力系统构成了严重的危害，尤其是给继电保护等自动化装置的正常运行造成很大的影响就继电保护本身而言，它区分故障状态和由谐波引起的不正常运行状态的能力很差可见，如何快速、有效地区分电力系统故障运行状态和不正常运行状态，尤其是短路故障和谐波状态，以实现继电保护装置正确、可靠地动作变得非常重要1 系统在不正常运行状态（谐波）和故障运行状态（短路）时的主要特征1.1 不正常运行状态（谐波）时系统的主要特征在一个平衡的三相系统中，单频率谐波分量只能是完全正序的，或完全零序的，或完全负序的，这一点可以从相电流的傅里叶级数展开式中看出，并且可以得出下述结果：&bull 基波以及 4 次、 7 次、谐波是正序的；&bull2 次、 5 次、 8 次、谐波是负序的；&bull3 倍数次（ 3 次、 6 次、 9 次、）谐波是零序的。

需要指出的是：&bull 如果存在谐波，那么即使系统是平衡的，也存在零序和负序电流；&bull 由于平衡的 3 倍数次谐波电流是零序的，因此不能流入三角形连接电路中或中性点不接地的星形联结电路中1.2 故障运行状态（短路）时系统的主要特征单相短路接地： 假设系统在 f 点发生 a 相单相短路接地故障时， 其故障时转换为ａ相电流的各序分量的边界条件为： 流过 f 点处各序电流大小相等，方向相同两相相间短路：假设系统在 f 点发生 b、c 两相相间短路，则其故障时转换为ａ相电流的各序分量的边界条件为： 流过 f 点处的零序电流为零；负序分量和正序分量大小相等，且方向相反两相接地短路：假设系统在 f 点发生 b、c 两相接地短路，则其故障时转换为ａ相电流各序分量的边界条件为： 流过 f 点的各序电流分量的矢量和为零三相短路：假设系统在 f 点发生 a、b、c 三相接地短路，则其故障时转换为ａ相电流各序分量的边界条件为： 流过 f 点的负序电流和零序电流为零，而正序电流与 f 点处的系统电流大小相等方向相同2 区分不正常运行状态（谐波）和故障运行状态（短路）的方法根据上述分析，可以得出系统运行在不同工况时，回路中相序电流的特征，从而得出图 1 所示一种可以区分系统不正常运行状态（谐波）和故障运行状态（短路）的方法。

图 1 区分系统不正常运行状态（谐波）和故障运行状态（短路）的方法。