摘要：随着电力系统不断发展，越来越多的新技术和新设备在电力系统中得到应用，对于电力系统的完善有着非常重点的作用。电力系统中谐波问题是人们非常关注的一个问题，要对谐波进行有效的监控，根据电力系统的运行对继电保护理论进行研究，使得现场试验效果可以更加科学，并对谐波的影响提出相应的建议。本文主要针对电力系统中谐波对继电保护的影响进行探讨，并提出有效的防范措施。
关键词：电力系统；谐波；继电保护
引言
电力系统中，谐波继电保护设备对于电力系统造成一种非线性的负荷增加，在这种情况下会产生大量的谐波，对于电力系统的影响非常大，使得电力系统的供电质量受到影响，尤其是在高压输电过程中，电力谐波会破坏其输送的质量，导致电力系统运行出现异常。严重的情况下会损坏电力设备，使其性能以及寿命下降。谐波对于电力系统的影响非常大，还会造成不同程度的电力事故，因此要重视对谐波的分析，使得继电保护功能可以得到优化，消除谐波对电力系统的影响，并完善电力系统。
1电力系统谐波
电力系统中，谐波是一个周期的电气量的正弦波分量，其频率是基波频率的整数倍，一般情况下，谐波的频率是高于基波的频率的，因此也叫高次谐波。在电力系统中，受到谐波的影响会使得电压正弦质量降低，使得电网的正常运行受到影响。在电子设备的推广以及应用过程中，使得变频设备、工业电炉和电气机车等非线性负荷增加，导致电力系统中的谐波越来越多。高次谐波的产生，会造成维修工作量的增加，也会造成电网的损耗，会导致干扰保护和自动装置的误动，也会造成计量器的误差，对无线电系统产生干扰，最终会损坏电气设备，造成电气设备老化、使用寿命缩短等。
通常情况下，电气化铁路、风电、光伏发电、非线性负荷以及汽车充电站等设备中会产生谐波，电气化铁路比较特殊，有非线性负荷波动性以及不对称等特点，在运行过程中，非线性特点较为明显，在电力系统中会产生大量的谐波，而产生的谐波中谐波电压含有率会超标，由于电力机车不停的开动和停止，这样会产生大量的功，并产生冲击，造成电力系统电压波动和闪变的特点。在风电场中，风力发电会存在不确定性，这样也会产生谐波。在风力发电中会有很多整流设备和逆变设备，这些设备也会产生大量谐波。通过光伏组件可以使得太阳能转化为直流电，并将直流电汇集到电网逆变器中，从而可以将直流电转化为与电网同频率的正弦波电流，在这个转化过程中就很容易产生大量的谐波，造成一定的污染。在充电装置中模拟充电，利用Matlab进行谐波仿真计算，发现在实际电流中会有三次谐波，其产生的原因是与负荷不对称，造成中性点偏移，并与中性点对地形成回路，从而产生三次谐波。电力系统中，产生谐波的主要原因是可控硅整流设备，但在实际的运行过程中，效果比较差，换流电抗与换相角不等于零，平波电抗器抗感不能趋近无穷大，因此，在输出的直流电中会产生脉动，这样三相交流系统不会不具有对称性，导致其产生谐波。
2电力系统谐波对继电保护的影响
2.1静态机电设备
电力系统中，静态机电设备运用较为广泛，静态继电器对可以有效的降低谐波造成的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在静电保护装置中，包含静态继电器和固态继电器，这两种交流电的相位是微分比相器好积分比相器的比较，在电气设备中产生的谐波，对于比相器的正常运行产生非常大的影响。因此，对两个电量比较过程中，如果其中一个具有谐波，就会对方波进行切割，然而电压不能有效达到预期值，电压不能进行翻转。但是两个交流电已经转化成为方波，在微电路上形成脉冲，这个时候，如果系统受到谐波影响，就会使得继电保护装置进行误判，从而造成静态机电设备受到影响。
2.2 整流型机电设备
在整流输入交流电或者是交流电整流成为整流机电设备，在继电器保护中，对于其中的动作进行电流信号的判断。如果在电阻中电气量环形整流比相器，这时候如果电流中出现谐波，就会使得整流机电设备的动作产生变化，路径也会发生变化而形成一个规则的圆弧，在谐波增加的时候，产生的曲线上的凹凸点会更加复杂。因此，如果整流机电设备中产生谐波，电路中也会含有谐波分量，使得整流比相器输出交流分量，对继电器的路径产生一定的影响。
2.3 电磁型机电设备
尽管整定值会受到谐波的影响，但是如果谐波含量不大，在一定范围内，就不会产生太大的误差。继电保护器中，就是利用基波电压和电流整流，产生的动态变化不会很大，如果在设备中缠身更多谐波，并导致发生误动，这时候电压机电设备的动作值就会高于基波的整定值，从而产生拒动。也可能是空载变压器切头中产生谐波，这是，在谐波分量影响下，继电器也可能会产生误动，使得电路会跳闸。因此，电磁型继电器对定值没有较高的要求，如果谐波含量不超过10，影响会相对较小，如果谐波含量较大，就会产生谐波衰减较慢的情形，导致出现电磁型继电器误动，严重的可能会造成系统事故。
2.4 感应型机电设备
在感应型继电器中，其具有的特点是动作慢、惯性较大，这样会削弱谐波产生的影响，使得谐波转矩的作用比较小，从而产生的影响也会比较小。但是，如果有磁场作用于继电器的圆盘或圆筒，就会产生电流，另一个磁场会产生电磁转矩，在电磁影响下会使得圆盘或者圆筒发生旋转。这个时候，如果输入频率，在已经畸变的电流谐波分量影响下，继电保护设备中就会附加转矩，如果转矩的电流谐波分量和基波分量转矩相等的时候，就会降低继电器的灵敏度。谐波分量包括正数和负数，可能造成继电保护装置中产生误动和拒动的情况。因此，如果电力系统中出现谐波，并产生三项不对称谐波，负序滤波器就会加大谐波的输出，使得裂相回路对称谐波的作用得到放大，整流出的直流脉动会增加，造成保护误启动。
结束语
总而言之，随着我国电力行业的发展，对于电力系统的质量有了更高的要求。然而在电力系统中经常会产生谐波，对于电力系统的稳定性和正常运行产生较大的影响，实地电压正弦波的质量受到影响，对于我国电力行业的发展非常不利。因此，在电力系统运行过程中要认识到各种设备产生谐波对于继电保护产生的影响，并针对这些干扰制定有效的预防措施，降低对继电保护的干扰，从而使得电力系统可以更安全稳定运行。
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[3]杨艳燕,朱永珍,杨黎.电力系统谐波对继电保护的影响[J].科技视界,2016(24)：244.
论文作者:高瑞
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/20
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