摘要：随着社会的发展，人们的社会水平的发展也越来越迅速，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。
关键词：谐波；继电保护；影响；应对策略
引言
电力系统谐波就是在一个周期电气量中的正弦波分量，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弦波的质量，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。
1谐波的概述
谐波由声学演变而来，其简称为HW。从电工学角度来分析，谐波是指电气量产生的正弦波分量，其频率一般比基波大。谐波不一定是基波整数倍，研究学者称其为分数谐波，也叫做间谐波。如果间谐的频率比工频低，则称之为次谐波。运行中的电力系统，若产生谐波，最大因素便是非线性负载。非线性负载一旦介入，电力系统的电流、电压将导致高次谐波的出现。电力系统如果产生了谐波，对供电质量有很大影响，情况比较危急时，电网安全将得不到保障，这也是人们对谐波如此畏惧的原因之一。
2电力系统谐波对继电保护的影响
2.1谐波可影响距离保护，以及整流继电设备
电力系统难免出现问题，包括谐波电流也很常见，这样容易导致阻抗值不符合基波阻抗值。谐波分量最常出现在电流中，必须立即滤波处理，否则继电设备容易出现误操作。经相关部门调查，发现电力系统只有5%的谐波量时，谐波并不会影响到继电保护设备。然而，实践却事与愿违，大部分电力系统都大于了5%的谐波含量。这样一来，谐波将影响继电保护。与此同时，谐波也会对整流继电设备造成不同程度的影响，谐波如果出现在电力系统电流中，三相谐波不会一直保持对称，负序滤波设备也可能出现谐波。对于裂相回路来说，谐波可以被放大，直流脉动同样如此，致使继电保护在操作过程中出现失误。
2.2谐波对继电器与自动装置产生的影响
对电力系统而言，继电设备一旦出现基波整定或谐波，继电设备很容易被启动。然而，谐波电压只要进入了继电设备，正误差最可能出现，此时低压继电设备很容易出现失误。想要快速启动电磁继电设备的话，一定不能出现很大的定值误差。谐波只要不超过10%的含量，很容易影响到继电设备，且其影响力相当大。值得注意一点，谐波超过一定含量，且次谐波逐渐衰减时，一旦电磁继电设备发生误操作，电力系统将无法正常运行。谐波是故障录波设备不能正常启动的主要因素，它可影响频率仪的最终测试值，降低其准确度，同时还可导致设备合闸出现极大的误差角。
2.3谐波会影响负序量元件，包括微机线路等
通常，电网的继电保护装置更多以负序电流增量为主，其组成部分包括两个:一个是线路保护，另一个为变压设备保护。电力系统可由不同的方式组成，谐波干扰是一个重要问题，在滤波器的作用下，将出现电流以及电压。保护回路出现了谐波，很难正确操作保护设备，甚至导致操作失误。微机线路可经常看到保护设备，它包含了不同的启动元件，最常见的有负序以及突变量。这些元件都可当作门槛电压量，也可称其为电流量，甚至是启动量。经大量实践证实，谐波可影响这些启动量，这样就很难准确判断出保护回路、逻辑回路等，由此导致误操作的发生。
2.4谐波对感应继电保护器的影响
谐波将造成电力电网电磁场发生变化，电力系统将在继电保护器中产生感应电流。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在感应电流与电磁场相互的作用下，就会形成电磁转矩，继而影响到继电保护器动作。在这种状态下感应继电保护器就具有很大的惯性，降低了运行效果。谐波转矩对电力系统的运行有一定的影响。谐波电流的异变将对磁板的不同部分产生较大的转矩，随着电流频率的不断变化，感应继电保护器的灵敏度逐渐降低。由不同谐波分量引起的转矩也有不同的表现，谐波分量越大转矩越大，而有时恰好相反，谐波分量越大转矩则越小。通常，谐波分量的大小与谐波之间的相位差的也会引发感应继电保护器的故障。
3谐波对继电保护影响的应对措施
3.1电磁型继电设备
在运行中，整定值会受到谐波的影响，谐波含量就会在特定的范围中，不会增加整定值误差范围。继电保护装置的基础则就是基波电压以及电流整流，其动态作用之间的变化相对较小。而如果在继电设备中存在谐波问题，并且出现动态问题，电压继电设备中的动作值就会在大于基波的整定值，进而出现拒动的问题。而在实践中，在空载变压器的切头中也会出现一些谐波问题，在这个时候谐波分量就会给继电器带来一定的影响，进而导致其出现误动等问题，导致断路器跳闸的问题。而在电磁性继电器中其对于定值误差的影响不高，如果谐波含量小于10，则机电设备受到谐波的影响则相对较小；而如果谐波含量相对较大，谐波衰减速度则就相对较慢，这样就会因为谐波影响导致电磁性继电器误动问题，进而导致较为严重的系统事故与问题。
3.2感应型继电设备
感应型继电保护装置的动作速度相对较慢，惯性较大，进而直接的削弱了谐波的不良影响，可以降低谐波转矩的作用力。而在实践中，受到磁场作用的影响，导致继电器圆盘以及圆筒中出现电流，这样就会导致另一个磁场产生电磁转矩的问题，导致电磁转矩在影响之下出现圆盘以及圆通的旋转问题，而如果输入一定频率问题，在畸变电流谐波分量的影响之下，机电设备自身的磁盘则就会出现附加转矩问题，而在转矩与电流谐波分量以及基波分量转矩数值相同的时候，就会降低继电器的灵敏度。
3.3整流型继电设备
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继电设备，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。
3.4静态继电设备
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，使得静态继电设备受到影响。
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。同时也要采取有效的措施保证电力系统继电保护的正常运行，减少电力系统中的谐波，为电力系统的稳定运行和经济社会的发展提供保障。
参考文献:
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论文作者:赵志朋
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
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