摘要：电力系统中继电保护出现问题很大程度上是由于系统中谐波的影响，所以电力企业应当根据电力系统实际情况，认真了解和学习继电保护装置受谐波影响的原理，进而采取有效措施控制谐波对继电保护造成的影响，最终推动电力行业的健康稳定发展。本文对电力系统谐波对继电保护的影响进行了探讨。
关键词：电力系统；谐波；继电保护；影响；对策
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。
1 谐波的产生与危害
1.1谐波的产生。谐波是指由于非正弦周期交流而产生的频率是基波频率证书倍的分量，我国的电力系统中普遍使用50Hz 或者是60Hz恒定频率实施发电，在理想的状态下，发电机电动势波形为正弦，但是运行过程中会出现各种设备的干扰，在电源中增添一个或者多个非线性的装置，波形就会发生畸变，从而出现谐波。
1.2谐波的危害。谐波的危害主要体现在以下几个方面：首先危害电气设备的寿命，用电设施受到稀薄的影响工作不稳定，内部的绝缘会很快出现老化，导致使用寿命被极大的缩短，同时，谐波还会对系统中电流与电压测量仪器的精确性造成影响，进而导致继电保护装置与自动装置误动，正常的功能失灵，存在严重的安全隐患。一般情况下，电力系统中谐波的波动在10%～40%之间，受到较大影响的设备包括：断路器、继电保护器、铁芯、通信线路以及电缆等。除此之外，其他的用电设施设备多少也会受到影响，导致设备运行过热、使用寿命被缩短；第二，谐波会产生噪声污染，谐波的出现会导致系统中的通电设备出现振动，进而产生噪声，主要原因是谐波的电流频率与设备的中转子频率非常接近，发生共振的现象，严重影响工作环境的稳定；第三，造成电网污染，电力系统中存在的谐波不单对电力设施与设备造成影响，还可能造成整个电网系统的故障，电流量的超负荷运转出现过载和发热，影响正常的输电，严重的情况下造成火灾；第四，谐波会造成变压器的功效受阻，在电力系统中，变压器一般是三角连接的形式，一旦进入电流就会出现环形电流，当三次谐波电流侵入到变压器当中时会导致中性线过热，继电保护的功效被降低。
2 电力系统谐波对继电保护的影响
2.1 对电磁型继电器的影响
实际当中整定值的误差会随着谐波含量的改变而改变，通常来说在谐波含量不大于40%的情况下整定值的误差不会超过10%。但是基波电压或者电流整流是设置继电保护装置的基础，所以动态作用下的影响不会太大。电流继电设备在存在谐波时会发生误动，但是电压机电设备的动作值比基波发生时的整定值大，所以此时产生的是拒动。此外，若是空载变压器的切投过程中存在谐波，那么继电器就很可能在谐波分量的作用下发生误动，断路器就会因此跳闸。
2.2 对感应型继电器的影响
当感应型继电器处于磁场环境中，其中的圆筒就会受到感应电流影响，同时感应电流将与设备另一磁场发生作用，导致电磁转矩出现，这时感应型继电器中的圆筒就会转动起来，由于这种继电器可以变动的部分惯性较大，但速度较慢，使得谐波转矩对其影响也很小。据权威人士介绍，那些受到畸变电力影响的谐波对继电器转矩影响较大，继电器的启动灵活性也会随着降低，这主要是由于受到了畸变电流的影响，降低了其转矩能力。同时，由于谐波电流分量不仅有正值转矩，还有负值转矩，这样一来就使继电器很容易出现误动作。与此同时，谐波分量有效值和谐波相位差也会对这一结果产生影响。此外，由于继电器受到谐波影响，还会导致过零点数目增加，致使继电器实际作用时间比规定时间小很多。随着完整波数量的不断增多，继电器作用点出现错误的机率也会随之增加。因此，在设计阶段应给予足够重视。
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2.3 对整流型继电器的影响
对于整流型继电器而言，主要有以下特点：在这一过程中基本是将交流领组合在一起实现整流目标，或对其中的一个交流量整流。经过整流的电压信号和动作通常会影响到继电器动作性质。一般以两个电气量为例，在一个电流回路中代用谐波分量，那么它的动作特性就会不再以圆形出现，而是以不规则封闭曲线呈现出来，同时在曲线中带有很多凹凸点。如当输电线路出现短路情况以后，电流中的谐波分量就会逐渐增大，整流型保护装置也会出现拒动情况。之所以会出现这种情况，主要在于电流回路中进入了谐波分量，导致环形整流分量增大，正也会使继电器动作受到很大影响。所以，在继电器设计阶段一定要将谐波纳入影响范畴。
2.4 对静态型继电器的影响
在静态保护中一般都将静态继电器也固态继电器作为主要继电设备，并将无机械运动作为主要电子器构件，能够消除谐波所带来的不良影响，引起具有这样的特性使得静态保护成为人们关注重点。在静态型继电器保护中有两种交流电量，在比较时可以用比相器来完成。如在研究相差保护时，若发生短路情况就会导致直流分量出现，同时高次谐波也会出现，这样一来很容易出现保护误动作。
3 抵消谐波影响的对策
3.1抑制谐波的对策
在电力系统中一致谐波的方式通常分为两种：分别是对电力设施本身的谐波量进行抑制以及采用铝箔设置降低电网中的谐波量。前者通常使用多脉动整流法进行抑制，这种方式是根据一定的定理组合偶数个变流器，然后通过移相变压器将电网中的电压转移，进而保证不同的整流桥之间输入的电压存在相位差，得到整流负载电流之间的相位差，这样就能够实现对次谐波的削弱和抵消，保证电网一侧的电流正正弦化，通过相关试验，使用该方式电流的波形畸变出现明显的好转，次谐波的含量也出现很大幅度的下降；还有一种措施则是增加滤波装置，与机电保护装置共同协作，消除谐波造成的干扰，在电力系统的应用非常广泛。滤波器有无源滤波器和有源滤波器，有源滤波器的主要原理是产生与谐波方向相反而大小一致的电流实现相互抵消。无源滤波器则是实现电容器与滤波电抗器之间的串联，在一定频率下产生低阻抗回路，将同频率的谐波吸收，降低谐波对电力系统产生的危害。
3.2增强继电保护设备性能的方式
增强继电保护设备性能的方式有很多，主要是提高继电器的可靠性能，充分进行比相的判断、过零点检测等，选择使用弱点继电器或元件安装。同时，根据二次谐波的方式产生饱和变流，使继电器的可靠性能提高；在产生谐波的设备上安装功率因素的调节装置，从根本上抑制谐波的造成的危害，而不是在污染发生之后进行治理；加强对谐波的分析能力，谐波治理要依靠精确的手段进行，电抗器计算以及现场谐波测试非常复杂，只能够进行固定负载，在实际应用当中应当全面分析各项数据，对功率因素进行补偿，减少谐波危害；最后，还能够通过增强计算机的保护减少谐波的影响，如使用中间变换器、或者是完善系统中数字信号转变流程等。
总之，谐波对电力系统继电保护有很大危害，严重影响电力系统的安全运行，限制电力系统应有作用的发挥，给电力企业和用电用户都或带来很大影响。因此，需要根据实际情况采取措施加以解决。
参考文献：
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[4] 谢鹏.电力系统中谐波对继电保护的影响[J].企业科技与发展.2011（21）
论文作者:贾龙吟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/7/20
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