摘要：电网需用到各种电力设备装置， 谐波是人们当前最为关注的问题。电力系统如果出现了谐波， 将直接影响继电保护的运行状态，安全自动装置也不能照常使用， 电力系统将失去原有的稳定性，甚至可能存在各种安全隐患。众所周知， 谐波容易造成污染问题，因此必须采取应对措施， 这样才能使电力系统呈现出稳定的运行状态。
关键词： 电力系统谐波；继电保护；影响
近几年来，我国电力行业得到了蓬勃发展，人们对电力的需求也在与日俱增，使得电力系统的作用越来越重要。而随着电气设备的大力推广，电力系统运行中出现了很多谐波，严重影响着电力系统继电保护的安全运行。因此，必须要了解电力系统谐波对继电保护的影响，这样才能保证电力系统继电保护的安全运行，保证人们的电力需求。
1 电力系统谐波
电力系统谐波就是在一个周期电气量中的正选拨分量，而频率就是基波频率的整数倍。在实践中，基波的主要频率会小于谐波的频率，其也称之为高次谐波。而电力系统则会受到谐波的影响，这样就会降低电压正玄波的质量，直接影响电网设备的质量。而随着电子设备以及电力电子设备的推广应用，这样直接的增加了变频调速设备的非线性负荷问题，进而增加了电力系统的谐波问题。而一些高次谐波的出现就会增加了维修工作的数量以及电网的损耗问题，这样就会导致自出现干扰使保护以及自动装置误动等问题，导致计量器件出现误差，给无线电通信系统带来一定的干扰，进而影响电气设备的应用寿命。
在一般状况之下，电气化铁路、非线性负荷、风电、光伏发电以及汽车充电站设备中出现谐波等问题，而电气化铁路则是较为特殊的电力系统用户，其负荷有着非线性以及不对称性、波动性的特征。在机车运行中非线性的特征较为显著，而电力系统中就会出现大量的谐波电流，这也是较为主要的谐波来源。在风电场中出现的谐波主要就是因为输入的风力发电能量的不确定性，而其具有大量的整流以及逆变设备，这样就会导致其出现谐波等问题。而通过光伏组件，就会将太阳能变为直流电力，通过直流监测配电汇集到并网型逆变器中，将其转化形成电网频率、相位相等的正弦波电流，这样就会直接的增加谐波的污染问题。
2 电力系统谐波对继电保护的影响
2.1 静态机电设备
在电力系统中静态机电设备的运用比较广，因为静态继电器对于降低谐波的影响有一定的作用。静态保护装置包括固态继电器和静态继电器，两个交流电量的相位比较比较是微分比相器和积分比相器的比较，而在电器设备运行中谐波会对比相器的正常运行产生影响。因此，在比较两个电量时，如果其中一个具有谐波分量的条件就会切割方波，但是因为电压达不到预期电压值，电压就难以翻转。而两个交流带电已经转化成方波，在微分电路上形成脉冲，如果此时系统受到谐波的影响，微分脉冲就会增加。在增加交流电的情况下，就容易出现保护装置误动作，使得静态机电设备受到影响。
2.2 整流型机电设备
以整流输入交流电或几个交流量最终整流而成的就是整流型机电设备，而其继电器的动作原理是电流信号和动作判断。如果某个电阻器拥有两个电气量的环形整流比相器，此时电流回路中出现谐波，其动作路径就会改变，出现一个规则的圆弧，而谐波量的增加也使得曲线上的凹凸点更加复杂。因此，在整流型机电设备中出现谐波，电流回路中含有谐波分量电流，就会增加整流比相器输出量的交流分量，并对继电器的工作路径产生影响。
2.3 电磁型机电设备
虽然整定值会受到谐波的影响，但是如果谐波含量在一定的范围内，就不会增加整定值的误差。继电保护装置的基础就是基波电压或者电流整流，其动态作用的变化不会太大。但是如果继电设备中出现了谐波，并发生误动，在电压机电设备中其动作值就会因为高于基波的整值而产生拒动。当然，也有可能是空载变压器的切头中出现谐波，此时在谐波分量的影响下继电器也有可能产生误动，造成断路器跳闸的情形。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为电磁型继电器对定值误差的要求不高，所以如果谐波含量不超过 10，其受到谐波的影响就比较小。但是如果谐波含量比较大，而且各次谐波衰减比较慢，出现电磁型继电器误动就会造成严重的系统事故。
2.4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条件。在中性点处经过消弧线圈处接地。
3谐波对继电保护影响的应对措施
慎重选择继电保护装置， 以防谐波对其产生影响， 了解继电器的运用原理， 包括相应的电气元件， 最常见的有比相判断，还有过零点检测等。为了使变压器实现差动保护， 可采用二次谐波，饱和变流器应用最多，它可以保护继电器。当然， 容抗或是感抗也经常出现在二次系统中， 由此便有了谐振的出现。由此可见，系统固有频率必须与频率带相距较远， 只有谐振不再出现过电压，继电器才能变得更加可靠。继电保护主要包含两种滤波器， 其一为软件滤波器; 其二是硬件滤波器，其中有源滤波器最为常见， 还有一种无源滤波器。它们主要用于处理滤波， 以防谐波造成严重干扰， 具体可采用以下方法: 对于有源滤波器来说，它还有一个别称( 主动式滤波器) ，它产生的谐波电流， 方向与谐波相反， 但大小是相等的，这样便可将系统的谐波彻底消除。这种滤波器的应用领域相当广，只是需花费较高的成本。无源滤波器的另一称呼: 被动式滤波器，它主要是将电容器串联在滤波电抗器当中， 一旦出现谐波频率，便可形成低阻抗回路， 这样就能吸收这种频率所发出的谐波，使系统谐波下降。无源滤波器一般用于补偿电容器，只是无源滤波器不能广泛使用， 但对于阶次比较单一的谐波，它可以完成滤除。因此，应用滤波器过程中， 必须从实际情况出发，选择合适的滤波器。
设备如果产生了谐波， 必须合理调节其电源加装功率， 也就是说制造设备过程中， 必须先考虑这点， 这样才能使谐波问题得以解决，以防谐波对控制电网造成严重污染。谐波分析很有必要，想要得到电流数据必须使用 AD 卡，各次谐波参数需用到傅立叶变换， 进行数据处理后可得到结果，这样便可将谐波消除。不过计算电抗器， 或测试现场谐波时，过程比较复杂， 它只能用于固定负载， 一旦负载发生波动， 将影响到滤波效果。只有认真分析参数， 结合实际的运行状况， 功率因素如果明显下降的话， 谐波是最大的诱发因素， 通过以上途径， 有利于电网更快、更稳定地运行， 因此该问题值得引起重视。
结语：随着我国经济的发展，人们对电力的需求量在逐渐增加，并提出了更高的要求。但是在电力系统运行中经常会出现谐波，影响着继电保护的正常运行，也降低了电压正弦波的质量，严重制约了电网的正常运作。因此，在电力系统实际运行中，要认识到中电力系统谐波对继电保护的负面影响，在这样的基础上采取有效的对策降低其对继电保护的干扰，为电力系统安全稳定的运行提供保障。
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论文作者:瞿其莲,袁雪飞
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/11
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