摘要：随着电力系统的快速发展，新型电力设备在继电保护中得到广泛的应用。电力系统中谐波问题受到人们的关注。要对电力系统谐波进行有效的监控，能够根据电力系统实际运行状况，强化继电保护理论研究，增强现场试验效果。能够对电力系统中谐波影响继电保护提出相应的建议。电力系统谐波将会影响到正常生产生活的安全性。因此，电力部门要对电力系统谐波及继电保护进行确认。本文探讨电力系统谐波对继电保护的影响，提出一些防范措施。
关键词：电力系统；谐波；继电保护
新型电力设备在电力系统中的应用造成非线性负荷的增加，电力系统在负荷压力下的运行会产生大量的谐波，谐波将会对电力系统的运行产生较为严重的影响。直接导致电力质量下降。特别是高压电力输送中，电力系统谐波破坏性更强。谐波会使电力系统运行出现异常。电力设备损坏严重，寿命和性能下降。谐波导致的不同程度电力系统事故，需要电力人员特别的对待，强化继电保护功能。找到消除谐波的方式成为电力系统完善的重点。
1.电力系统谐波
谐波是一个周期电气量的正弦波分量，谐波的频率是基波的整数倍。非基波证书倍的频率分量也可以被成为谐波。不同的频率在表现上有着明显的不同。非线性负荷在电力系统中连接之后电压或者电流都会出现高次谐波，不同的谐波对电能质量的影响较大。谐波对电力系统安全有效运行影响特别大，是目前电力系统发展需要面对的问题。
电力系统中变压器等发生故障的时候需要自动开启继电保护装置，但是故障将会导致系统设备出现短暂的问题。继电保护能够消除电力系统中谐波，之后在开启闭合，并且保证电力系统继续供电。继电保护装置将会使电力系统更加安全稳定的运行。电力系统安全稳定的运行需要继电保护装置发挥作用。
2.电力系统中谐波产生的原因
虽说电力系统中的谐波问题比较严重，但是这里所说的电力系统并不是指全部而是有所特指，谐波问题通常都出现在汽车充电站以及电气化铁路的设备中。尤其是电气化铁路作为电力系统的用户里比较特殊的一个，其总体的波动是相对比较大的，因为它与其他的负荷情况有差异，而且包含了一定的不对称性及非线性。一般来说机车在运行的过程中非线性往往就会体现得比较明显并且电力系统中会被注入很多的谐波电流，而这便是电力系统中产生谐波的最大来源。除此之外，机车的运行过程也是在不断地开停，在这种情况下就使得有功冲击能力得到提升，进而导致出现电压波动或者闪变的情况。而最主要的出现谐波的原因还是与可控硅整流设备密不可分的，通常在实际的运行过程中这种设备并不能达到比较良好的状况，而且在一定情况下会使得平波电抗器能力降低，由此在输出的电流中就会存在脉动，这样就使得三相交流系统的对称性很难得到实现，而谐波就在这种状况下得以产生。
3.电力系统谐波对继电保护的影响
3.1电磁继电器。在电力系统运行的过程中需要将谐波定值误差控制在10%以下，这样继电保护装置会根据谐波量进行电流或者电压的调整。在静态下产生的谐波将会得到控制。同时谐波造成的拒动现象也会使继电保护装置运行，消除继电器中谐波对电压的影响。电压在继电器中设定的数值能够得到控制，同时引发的电压器变动也会使谐波含量出现影响。谐波分量会通过继电器产生的误差进行断路调整。
3.2感应继电器。电力系统受到磁场的影响，继电器会出现感应电流。感应电流与磁场相互影响，出现电磁转矩。影响到继电器转动效果。感应继电器会在这种状态下出现较大的惯性。运行效果会降低，但是谐波转矩将会对电力系统的运行产生一定的影响。谐波畸变下的电流运行会在不同分量磁盘中产生较大的转矩。感应继电器灵敏度也会随着电流频率的调整逐渐的降低。不同成都的谐波分量造成的转矩，也将会使转矩与谐波分量出现正负关系。感应继电器误动出现拒动都是由谐波分量有效数值与间相位差影响的。
3.3整流继电器。谐波的产生将会使整流继电器运行出现较多的交流量组合，不同组合在进行整流的同时，在输入交流量之后会将电流信号动作进行判断。这样继电器的动作也要在不同凸凹点上产生谐波分量。谐波动作特性效果将会越来越明显。电气量中形成的整流回路，在阻抗效果上会突出谐波分量，保证这种动作特性，根据不规则封闭曲线在发生接地短路故障的时候能够更好地突出谐波分量。整流中继电保护装置出现的拒动情况，也会通过电流回路产生的谐波分量进行交流输出，使继电器动作更为连贯，避免出现破损的情况。继电器在设计的时候，要充分的考虑到谐波的影响。
3.4静态继电器。静态保护下的继电器会进行无机械运行。继电保护装置能够有效的将谐波进行分离去除。交流电路在微分比相器的应用上受到谐波分量的影响。同时根据比相器在正负极周性相比，相同的电量会导致不同的谐波分量。利用方波将电压进行控制，再触发器上造成拒动保护。电力系统中消除谐波的方法有很多。要限制震荡电压的产生。根据谐波参数，改善电网对互感器的感抗效果。采用零序回路的方法对谐波进行限制。电网对地电容效果也会在中性不接地的情况下制定限制條件。在中性点处经过消弧线圈处接地；第六，在互感器高压侧中性点经电阻接地或者经大电容接地。在互感器上设置谐波消除装置，并且要阻断触发器电压双向控制，这样保证电压互感器能够在瞬间完成谐波消除。同时在双向控制中谐振回路阻尼将会根据自身的零序电阻调整进行谐波振动的释放。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆外接阻尼电阻为零的时候，不能够影响到继电器的运行，同时要时刻关注谐波分量的产生。继电保护装置能够多元化进行谐波的控制解决。并且不会影响到电力系统的正常运行。及时的检测谐波，消除谐波影响，对于提升电力系统运行效果具有重要的影响。
4.应对电力系统中谐波的有效对策
4.1谐波抑制方法
对电网中谐波的抑制常采用两种措施：一是实现电力设施自身谐波的产生量；二是增添滤波设施降低电网中的谐波。第一种措施常使用多脉动整流法，这种方法是按照相关的规律将偶数个的变流器进行组合，借由移相变压器对电网的电压实现移相，从而确保不同整流桥对所输入的电压出现一定的相位差，进而得到整流负载电流间的相位差，彼此不同相位差不同的负载电流在电网测相互叠加就会使得所携带的次谐波相互削弱与抵消，进而使得电网侧电流实现正弦化矫正。
第二种措施对谐波的抑制是通过在设备中加设滤波装置实现的。其不仅能够同继电保护装置进行协同合作，更能够有效消除谐波的干扰等危害，目前广泛应用于电力系统中，有很好的实际作用意义。滤波器分为有源滤波器和无源滤波器，在实际应用中，需根据具体情况而选取最合适的滤波装置。其中，有源滤波器也叫主动式滤波器，其
作用方式是产生与谐波大小相等、方向相反的电流，从而抵消谐波的作用。有源滤波器作用效果显著，但是成本高昂。此外，无源滤波器也叫被动式滤波器，其作用机制是将电容器与滤波电抗器串联，以在谐波的作用频率下产生低阻抗回路，通过对相同频率的谐波进行吸收，起到降低整个系统谐波危害的作用。无源滤波器采用的是电容器的补偿作用，因此效果不如有源滤波器显著，使用范围比较局限，只对某一频率的谐波有作用，但是价格较易承受。
4.2增强继保设施的方法
4.2.1提高继电器可靠性
提高继电器的可靠性能有效抵制谐波的危害。提高继电器的可靠性，首先就要保障继电器不受或者少受谐波的影响。装置继电保护时，要充分分析比相判断，进行过零点检测，并选取弱电继电器以及元件安装。同时，还可以通过二次谐波的方式产生能够强化继电器保护作用的饱和变流器，从而提高继电器的可靠性。值得注意的是，有容抗和感抗存在的二次谐波系统容易产生谐振，为了消除由谐振引发的过电压等危害，可使系统中的固有频率与较高含量的频率带保持安全距离。通过以上方法，均可提高继电器的可靠性，减少谐波危害。
4.2.2增加功率因数调节装置
在谐波的产生设备的电源上装置功率因数的调节装置，可以从根源上有效减少谐波的产生，从而抑制谐波危害。此方法的有效抵消谐波也提示相关部门，在设备的研发制造时就根据企业特点充分考虑谐波问题，尽量避免谐波的产生，从源头上有效减少谐波对电网的污染，而不是污染后再治理。
4.2.3提高谐波分析能力
对谐波的治理，需要依靠精准的谐波分析手段。实际生产中，可利用傅立叶变换得到综合完整的谐波数据，经过数据处理后得出分析结果，指导谐波治理。考虑到电抗器的计算和现场谐波测试比较复杂，且只能应用于固定负载，在实际分析过程中应遵照实际的运行标准，全面分析数据，并及时补偿功率因数，从而减少谐波的影响。
4.2.4增强计算机保护
在完善继电保护装置的同时，技术人员还应增强对计算机的保护，具体措施如下：①技术人员可通过中间变换器，将系统导入的电压和电流转换成有着较强适应性的数值后进入电力回路，随后借由滤波器对电流中携带的谐波量进行消减，并通过模数转换设备实现模与数的相互转换。最后，还应采取措施对数字的运算处理结果实施保护，把相关数据转换成数字并运算后将结果适时传出。②技术人员在数字运算工作之外，还应充分利用计算机系统中的数字信号处理设施。具体而言就是在利用转换器实现接受的模拟信号向数字信号的转变后，还应运用处理手段对数字形式的信号再次处理，并将最终结果还原为模拟信号，从而实现模拟信号具体的时间量化工作。需注意的是所采用的数字信号应使用二进制的有限位码。
结束语
电力系统谐波对继电保护工作的开展具有重大的影响，不断地完善配电系统运行。谐波的应用受到更多的关注。电力系统出现的变动将会使继电保护阻抗结构产生变化，使电压、电流等更加的稳定。继电保护将不会受到外界因素的干扰。继电保护设备正常运行，提升电力系统供电效率。针对电力设备出现的异常状况能够谐波能够及时的进行反应。在根本上提升继电保护效果。同时在谐波的应用上应该安装相应的滤波装置，这样能够改善控制效果，降低谐波对电网的污染影响。同时对谐波进行有效的监控，将会更好地统计谐波水平。电力系统谐波对继电保护的影响要增强监控水平，提升抗干扰效果。
参考文献
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[2]杨蜀.电力系统谐波对继电保护的影响分析及应对措施[J].机电信息，2013（21）.
论文作者:王旭
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/19
标签：谐波论文; 电力系统论文; 继电器论文; 电流论文; 分量论文; 继电保护论文; 滤波器论文; 《电力设备》2017年第33期论文;