电气化铁道谐波引起保护误动

1、电气化机车负荷简介
我们知道，电气化铁道的机车是典型的单相非线性负荷，主要电气特性表现为：
1） 引起电压波动；
2） 产生负序电流；
3） 谐波"污染"。其特征谐波为3、5、7、9次等。

　　机车负荷的时间特性曲线形状为：

其中电流上升沿为30秒到1分钟，下降沿为30秒左右，列车运行平稳期电流基本维持不变。很多情况下，随着机车位置的移动，容易出现牵引网参数的配合达到谐振的条件，从而引起谐波放大。

因此，监测、控制与分析电气化铁道的谐波状况成了一件重要的事情。

　　某事故分析
1993年2月12日，某地区由于220KV线路相差高频保护跳闸，引起大面积停电事故，造成了严重的经济损失和社会影响。通过现场测试及对事故分析，最后确定是该地区三个电气化铁道牵引站引起谐波严重超标引起。
电气化机车产生的谐波电流灌入110KV系统，继而流入220KV系统，而相差高频保护的启动元件在谐波状况下具有如下特点：
1）相差高频保护的比相器在将两侧信号变为方波进行相位比较时，由于谐波的影响使得方波发生畸变，从而造成相差比较方波回路误判为保护区内部故障，于是，保护启动部件启动。
2）相差高频保护启动部件的负序滤过器根据工频参数设计，对谐波不存在滤除效果，而谐波电流的影响可以等效为基波状态下的负序电流，从而造成启动部件将总负序电流误判为有不对称短路故障而启动启动部件。