摘要：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。
关键词：电力系统；谐波；继电保护；营销；
一、继电保护的重要性
继电保护是指能够反映电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。其主要研究对象为：短路识别和区分故障范围内（元件，设备）的判断，即对工频电气量或非电气量的识别。利用短路故障时工频电气量的变化（电流增大、电压降低、电压与电流之间相位角改变、测量阻抗发生变化）便可构成各种原理的继电保护。由于构成原理诸多，继保分类形式也各不相同。以保护动作原理典型应用的过流和速断为例，进行分析和研究。继电保护是电力系统安全运行主要保护手段之一。电力系统安全不仅与人们的日常生活密切相关，更是关系到电力系统的稳定，是电能用户工作稳定的重要基础保障。电力系统继电保护的发展和应用不仅能够快速，有效的消除电力故障，更是国民经济生产以及人民生活等各方面正常化的重要安全保障。
二、电力系统谐波
1、产生原因
电气系统中的谐波随着电力系统中的设备运行而产生。所以，为了更好的分析谐波，应该对谐波产生的原因进行分析。首先，针对电源部分，若电力系统中的电源质量相对比较差，则会产生谐波。其次，对输电系统中的变压器进行分析，变压器在正常的运行过程中会生产出一定的谐波。此外，电力系统中的电力设备在运行的过程中也会使得一些谐波产生。这种谐波主要是由于电力系统中的晶体闸管中的整流设备的作用。而电力系统在处于负载状态时，系统中的谐波也会随着系统中的电容大小而发生变化。通常，电容越大，谐波也会越大，两者成正比关系。[2]综合谐波产生的各种原因，变压器产生的谐波比较常见。变压器中的谐波主要是奇次谐波，奇次谐波的波源相对较小。这是传统的谐波产生方式。而当前阶段，随着电力系统中用电设备的不断革新，系统中的谐波有了较大的发展，其组成的形式更加地多样化。这种多样化的谐波也使得谐波的数量逐渐增大，这给供电企业的发展带来了严重的影响，所以，需要对电力谐波进行分析。
2、谐波的危害
（1）使电气测量仪表计量不准，影响计量精度；并导致继电保护和自动装置误动作，甚至造成跳闸事故，严重地威胁电网的运行安全。（2）能直接造成用户电气设备故障。当电网中3次、5次或7次谐波电压含有率达到10%~20%时，电动机将在短期内损坏。另外，过去常在变压器低压侧装设电容器补偿装置，其对高次谐波电流具有放大作用，使其在谐波的作用下温升过高、电流过大，以致无法正常运行。（3）容易使电网与用于补偿电网无功功率的并联电容器发生局部并联或串联谐振，造成过电压或过电流，使电容器绝缘老化，甚至引起严重事故。据统计，由于谐波问题引起的电容故障占电容器总故障的71%~83%。接下来，本文主要分析电力系统谐波对继电保护的影响。
三、电力系统谐波对继电保护的影响
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。
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2、感应型继电器
就一般情况来讲，感应型继电器中的可动部分具有比较大的惯性，所以通常动作的速度都相对不快，因而受到的谐波转矩影响也不太大。这一类的继电器在受到磁场作用之后，其圆筒或者圆盘就会有感应电流产生，而这种感应电流在与另外一种磁场进行相互作用后就会产生能够推动圆筒和圆盘转动的电磁转矩。通过对电流频率的增加以及各次谐波电流产生转矩的研究实验表明，其产生的转矩是可正可负的，在这样的情况之下继电器产生拒动或者误动都是极有可能的，而这个后果会依据谐波分量的有效值和各同次频率谐波间的相位差来决定。
3、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；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。
4、整流型继电器
对输入的交流量进行整流是这类继电器最为突出的一个方面，而在经过整流之后的电流信号或者说电压信号和相应的动作判据会对这类继电器中的动作特性起到决定性作用。通常情况下，如果电流回路中通入的电流是含有谐波分量的，就会最终对继电器的动作特性产生不良影响，比如破损不光滑的情况容易发生。而且在特定情况中输电路出现问题尤其是产生接地短路现象的话，就会进一步增加电流中所包含的谐波分量，致使这一类型的保护装置产生拒动。
四、谐波治理的方法
治理谐波的方法可分为两种，一种方法是采用有源或无源滤波器，滤除电网中既存的谐波；另一种方法则是避免谐波的产生，即使用产生较小谐波或不产生谐波的设备，如采用多脉冲变流器的相位抵消消除谐波。第一种方法为补救性措施，适用于谐波危害已经存在的场合，第二种方法则是预防性的措施，所使用设备不会产生谐波或产生的谐波在可接受的范围，因为所使用的设备不会产生谐波或产生的谐波在可接受的程度，当然也就不存在谐波问题了。
结束语
电力系统中的谐波对于电力系统中的继电保护具有一定的影响，最终使得用户或者供电企业的经济利益受到严重影响，并带来一定的经济损失。为此，相关部门及技术人员应予以高度重视并致力于采取措施解决这个问题。在电力系统未来的发展中，谐波问题将会成为一个比较明显的障碍，只有不断与时俱进，加强对这个问题的研究并发展相关技术措施，重点关注受谐波影响较大的继电保护设备，才能促使电力系统的发展更加安全。
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论文作者:庄梦晓,庄宏伟,王化梅
论文发表刊物:《基层建设》2017年3期
论文发表时间:2017/5/4
标签：谐波论文; 电力系统论文; 电流论文; 电压论文; 继电器论文; 继电保护论文; 电网论文; 《基层建设》2017年3期论文;