摘要：随着人们生活水平的提高，对用电质量提出了新的要求，对于实现“绿色电力”的呼声日渐高涨，而无谐波就是“绿色”的主要标志之一。因此，必须从大局出发，了解电力系统谐波的危害，从根本上采取全面、综合且有效的治理措施，同时也从根本上杜绝和减少谐波污染所带来的经济损失，促进电力系统的发展。
关键词：电力系统；谐波；继电保护；影响
引言
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。
1电力系统谐波
电力系统谐波是指一个周期电气量的正弦波分量，而基波频率的整数倍就是其频率，一般基波的频率会低于谐波的频率，所以又叫高次谐波。电力系统会受到谐波的影响，使得其电压正弦波质量降低，并影响电网的正常运作。电子设备和电力电子设备的推广应用，增加了变频调速设备、工业电炉和电气机车等非线性负荷，电力系统中的谐波也就越来越多。而高次谐波的产生会增加维修工作量和电网损耗，容易产生干扰使保护和自动装置误动，计量器件也也会产生误差，干扰无线电通讯系统，最终缩短电气设备的寿命。通常电气化铁路、非线性负荷、风电、光伏发电、汽车充电站等设备中经常会产生谐波，而电气化铁路是一个特殊的电力系统用户，其负荷具有非线性、不对称性和波动性的特点。在机车运行中非线性特征明显，此时电力系统中就会出现大量的谐波电流，并成为最大的谐波源，3-13次的奇次谐波电压中的含有率会出现不同程度的超标，而且电力机车开停频繁，就会增大有功冲击，使得出现电力系统电压波动和闪变。在风电场中产生谐波产生是因为输入的风力发电能量具有不确定性，而且有大量的整流和逆变设备，所以就会出现谐波。通过光伏组件，太阳能就会转化为直流电力，并由直流监测配电汇集到并网型逆变器中，转化成电网同频率同相位的正弦波电流，而这一逆变过程就会增大谐波污染。在充电机装置中，在模拟充电机上运用Matlab进行谐波仿真计算，就会发现实测电流中有3次谐波，这与负荷不对称有关，它会使得中性点偏移，并与中性点对地形成回路，最后就产生了3次谐波电流。电力系统的谐波源主要是可控硅的整流设备，但是其实际运行情况比较差，换流电抗和换相角不等于零，平波电抗器的感抗不会趋近无穷大，所以输出直流就会有脉动，使得三相交流系统不具有对称性，此时就会产生谐波。
2电力系统谐波对继电保护的影响
2.1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。
2.2感应继电器
电力系统受到磁场的影响，继电器会出现感应电流。感应电流与磁场相互影响，出现电磁转矩。影响到继电器转动效果。感应继电器会在这种状态下出现较大的惯性。运行效果会降低，但是谐波转矩将会对电力系统的运行产生一定的影响。谐波畸变下的电流运行会在不同分量磁盘中产生较大的转矩。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆感应继电器灵敏度也会随着电流频率的调整逐渐的降低。不同成都的谐波分量造成的转矩，也将会使转矩与谐波分量出现正负关系。感应继电器误动出现拒动都是由谐波分量有效数值与间相位差影响的。
2.3整流继电器
谐波的产生将会使整流继电器运行出现较多的交流量组合，不同组合在进行整流的同时，在输入交流量之后会将电流信号动作进行判断。这样继电器的动作也要在不同凸凹点上产生谐波分量。谐波动作特性效果将会越来越明显。电气量中形成的整流回路，在阻抗效果上会突出谐波分量，保证这种动作特性，根据不规则封闭曲线在发生接地短路故障的时候能够更好地突出谐波分量。整流中继电保护装置出现的拒动情况，也会通过电流回路产生的谐波分量进行交流输出，使继电器动作更为连贯，避免出现破损的情况。继电器在设计的时候，要充分的考虑到谐波的影响。
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；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。同时在双向控制中谐振回路阻尼将会根据自身的零序电阻调整进行谐波振动的释放。外接阻尼电阻为零的时候，不能够影响到继电器的运行，同时要时刻关注谐波分量的产生。继电保护装置能够多元化进行谐波的控制解决。并且不会影响到电力系统的正常运行。及时的检测谐波，消除谐波影响，对于提升电力系统运行效果具有重要的影响。
2.5管理层面
谐波的治理，除了要从技术方面采取有效方法消除和减少谐波外，也得从管理的源头进行谐波的控制。1）供电部门要从整体出发，对整个供电的配电网系统作出具体的规划，同时通过一些措施对其进行管理和监督。在此过程中，要注意对尚待投入负载的谐波设备进行检测，同时对已经在运行的谐波源负载进行检测，加装滤波装置。2）在对供电系统进行管理的过程中，适当应用经济和法律手段十分必要，这就要求有关部门在进行规划时，转变“先污染后治理”的观念，加强对相关污染指数的控制。3）现阶段，电力市场还在进一步扩大，电能质量已经引起了人们的广泛关注和政府机构的重视。越来越多的人开始提倡“绿色电力”，在这个过程中，无谐波已成为“绿色发展”的重要标志。因此，在开展供电工作时，应加强对谐波源的管理，从根本上减少污染源的产生，以减少相应的治理成本。
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：
[1]程丽.电力系统谐波对继电保护的影响研究[J].中国新通信，2017，19（01）：97.
[2]郭冰，王维川.电力系统中谐波对继电保护的影响[J].经营管理者，2015（03）：343-344.
论文作者:关玉焜
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/11
标签：谐波论文; 电力系统论文; 继电器论文; 分量论文; 就会论文; 电压论文; 电流论文; 《电力设备》2018年第20期论文;