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摘要：电是我国人们生产生活必不可少的最重要基础能源，迄今为止不具备可替代性。在电力系统当中，谐波主要指的是电流当中含有频率为基波整数倍的电量。在近几年的发展过程中，随着中国电力行业的发展速度不断加快，各种新型的电器装置以及设备不断出现，非线性负荷在国民经济和人们生产工作中应用越来越广泛。
关键词：电力系统；谐波；继电保护
引言
我国电力行业的发展直接关系到我国整体经济的发展速度和发展方向，一直以来受到国家高度重视。随着电子系统的不断发展和更新，相关的电子设备设施也呈现出多样化和复杂化的形势，因此在供电网络正常工作过程中会不可避免的产生谐波，造成供电电压畸变、供电效率低下等问题，造成电力资源大量浪费。
1谐波的危害
1.电容器引起的谐波放大。电容器因其电容特性在谐波电压中产生的容抗相对于基波电压要小得多，因此在谐波电流中会产生较大波形畸变。该电路系统中的其他电子设备与电容器相互作用产生谐振会导致很大的谐波电流，电容器很可能会因为过流而损坏。2.提高输电线路损耗。各种谐波电流在运输过程中不仅会引起谐波压降还会提高输电线路的有效电流，增加其输电功率。用电缆进行输电时，除了上述变化外，在一定情况下还可能使电压波形出现显著改变，造成尖峰等严重问题，大幅度提高电缆绝缘的老化速度，引起局部放电，增加介质损耗，缩短其正常使用周期。3.增加变压器损耗。谐波电流通过变压器时因其波形特性会造成变压器额外的铜损耗，特别是高次谐波电压下的相关效应会更加明显。输送电流如果包括直流则会造成不对称负载变压器的磁路饱和，增加谐波分量引起更严重的问题。4.继电保护装置误动作。因为继电保护装置特殊的结构和工作原理，电网中的谐波可能会改变过流、欠压等继电保护装置的动作特性导致其误动作。比如数字继电器很容易受电路系统中因谐波产生的畸变电压或畸变电流影响而引发跳闸。
2谐波对继电保护系统的影响
在电力系统的正常供电过程当中，如果继电器的工作性能降低，保护动作出现异常，电力系统的防护装置经常会出现不良的互动问题，甚至无法正常工作。因为不同继电器的工作原理和设计性能存在一定的差异性，因此谐波的影响程度也各有不同。在高压直流系统当中，谐波对电力系统所产生的故障影响相对较大，因此在整个供电系统内部会对机电设备造成更加严重的影响，这是直接造成电气设备无法正常稳定工作运行的主要原因，同时也加大了电力系统内部的损耗，导致输电线路产生了不良的老化问题。由此可见，谐波对电磁型继电器所产生的影响非常明显。对于电磁型继电器来讲，当供电线路内部的谐波含量相对较低时，整体的动作误差相对较小。但是，因为电力系统继电器是依照整体电流和基波电压来确定是否产生动作，因此，基于这一工作状态下谐波对继电器工作的影响相对较大。针对电流继电器谐波的存在，会直接造成继电器的防护系统出现畸动问题，同时因为谐波异常电压的干扰，基波整体的工作数值大于实际动作数值，会出现继电器拒动以及电压继电器出现误动等不良问题。
3系统谐波问题的应对措施
3.1谐波不稳定抑制措施
就目前研究结果及实际高压直流输电工程的运行情况看，系统在正常运行过程中发生谐波不稳定现象，为在输电系统运行过程中消除谐波不稳定造成设备损坏风险，从谐波不稳定的产生机理出发，通过改变系统运行方式来改变交流侧谐波等值阻抗，让运行点偏离其谐振点，以破坏串并联互补谐振条件，从而达到避免发生谐波不稳定或抑制谐波不稳定持续发展的目的。
直流输电系统从换流变压器阀侧往交流侧看入的交流系统为发电机与交流滤波器并联，再与换流变压器串联。一般在实际工程中，换流变压器的谐波等值阻抗是确定的，可以通过改变发电机开机台数或滤波器投切数改变交流系统侧等值阻抗。因此，提出改变开机台数或滤波器投切方案的两种抑制方法。就串并联互补谐振而言，开机台数的改变，改变了发电机的等值谐波阻抗，改变了交流侧等值谐波阻抗的电容、电感比，从而使交流侧偏离并联谐振点，破坏串并联互补谐振条件，达到避免或抑制谐波不稳定的发生或持续。就系统强度而言，增加发电机开机台数，可提高短路比，增强系统强度，降低发生谐波不稳定的风险。
3.2有源电力滤波器（APF）
APF是目前主流的谐波治理方式，可以有效补偿频率和幅值均变化的谐波。APF按接入方式分类可分为串联型、并联型和串并联型三种。串联型APF拓扑，该装置可以作为受控电压源，其主要功能是消除电网中的电压型谐波，改善电压波动等常见质量问题，提高电网的工作稳定性。串联型APF在工作过程中需要负载电路中的全部电流，功率损坏会比较严重，再加上其投切、保护等动作相对复杂，因此现在应用范围非常小。并联型APF拓扑，该装置通过向电网中投入与谐波源所产生的谐波电流相同大小但方向相反的电流，这样可以有效抑制谐波电流扩散。与串联型APF对比，并联型APF的投切、保护等操作起来更加安全和方便，同时还能对电网进行无功功率补偿，因此这种方式是目前实际应用中最为广泛。
3.3杜绝电力系统谐波振荡电压
为了保证电力系统供电安全性和稳定性，需要有效转变谐波互感器感抗性能以及电力系统内部的容抗大小，防止电力系统的谐波之间形成参数匹配问题。除此之外，在预防谐波产生共振的情况下，还需要有效提高电力系统的连续回路阻尼大小。因此，相关电力工作人员在进行系统设计时，为了有效保证电力系统设备的正常稳定供电和运转，需要对电压互感器设备的工作性能加以确认。通过改善电压互感器体系，同时增加电力系统的电容大小，在电力系统的三角位置接入电阻，可以有效预防电力系统覆盖设备中心点之间产生接触，同时在电力系统的中性点区域可以直接取消接地，进而使用电阻和地面之间直接进行衔接。在电力系统互感器的三角区域范围内，通过设置对应的元器件和消除谐波的元器件，同时电力系统内部通过瞬间断续的控制方法，将电力系统互感器设备和可控设备之间进行有效的衔接，保证供电系统、电压互感器设备的工作稳定性，进而产生瞬间断续的良好工作效果。在实践工作当中，通过连续电阻的有效使用，提高了电力系统内部谐振回路阻力的电阻值大小，进而保证电力系统控制工作的有效性。在电力系统电压互感器、阻力设备以及开关配置的谐波消除过程中，由于谐波消除的效果和阻值的大小成反比关系，因此在电力系统的阻力数值大小为0的情况下，整体的消除效果达到最佳。因此，在实际的供电系统当中，互感器三角区域范围内需要设置出相应的谐波消除装置，这样不仅可以解决供电过程当中出现的多频率谐波共振问题，而且还可以对电力系统的谐波共振基地和电力系统的区分提供良好的保障。
结语
综上所述，在电力系统的供电工作中，相关供电单位需要对系统谐波产生的影响加以充分的重视。重点针对谐波对继电保护所产生的影响进行合理的控制。针对继电保护工作，必须要有效预防受到外部环境因素的影响，对继电保护装置存在的各种异常问题有效解决，最大限度地提高供电工作的质量和效率。
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