摘要：当前，随着中国电力行业的整体发展速度不断加快，很多新型的电气设备大量投入到了电力系统工作当中，同时大量的非线性负荷存在于供电电网当中。供电系统在工作过程当中产生的谐波问题，会直接造成整个供电系统的稳定性下降，同时也影响人们的用电质量。本文基于电力系统谐波对继电保护的影响展开论述。
关键词：电力系统；谐波；继电保护的影响
引言
在电力系统中，电力谐波必然存在，其产生的负面影响并非一时形成，而是日月累计的。在影响初期并不突出，但随着时间的推移而累积，电力谐波的危害会逐步显现，导致不可估量的后果。伴随节能减排、发展低碳经济呼声的不断高涨，采取科学有效的技术手段治理电力谐波变得尤为必要。
1谐波
电力谐波是指一个周期电气量的正弦波的分量，其频率为工频基波频率的整倍数；在我国的国家标准中，电力谐波是指借助傅里叶级数，对周期性交流量开展分解，获取频率在1以上的整数倍的分量；而从广义角度而言，不论是何种与交流电网中工频频率不同的成分，均可称为电力谐波。电力变压器铁心饱和、非线性磁化曲线等因素均会致使形成电力谐波，并且电力谐波的实际大小、影响覆盖面与该部分因素的实际情况紧密关联，依托对电力系统的全面剖析，该种原因形成的电力谐波的规模相对小，因而倘若对其制定相应的应对策略会造成不必要的人力、物力损耗，因而在治理过程中，通常不将该部分的电力谐波视为重点。电力电子技术发展非常迅速，同时各种非线性负荷也大量的投入到使用之中，因此，如今非线性负荷的类别和数量的增加迅猛，导致电力系统内的谐波污染加剧，电力系统内谐波源对电力系统的稳定有着巨大的隐患。精准地检测及分析系统中的谐波成分，是确保谐波抑制有效性的关键。
2电力谐波形成原因
①发电系统形成的电力谐波。由于制造工艺技术的制约，好比铁心绝对均匀技术、发电机三相绕组绝对对称技术等，生成电源基波电势期间必然会一并生成谐波电势，该种电势受自身性能的制约会使得电网波形发生转变，因为电力系统对应产生的谐波幅值相对小，因而当前即便认识到此期间会形成电力谐波，然而有效的应对策略相对不足，往往会直接予以忽略。②电力系统形成的电力谐波。电力变压器铁心饱和、非线性磁化曲线等因素均会致使形成电力谐波，并且电力谐波的实际大小、影响覆盖面与该部分因素的实际情况紧密关联，依托对电力系统的全面剖析，该种原因形成的电力谐波的规模相对小，因而倘若对其制定相应的应对策略会造成不必要的人力、物力损耗，因而在治理过程中，通常不将该部分的电力谐波视为重点。③用电设备形成的电力谐波。经由对电力谐波检测可知，非线性用电设备直接与电网进行连接是形成电力谐波的主要原因，非整数次谐波、整数次谐波等多元化、影响水平较高的电力谐波，都是非线性用电设备所造成，因而针对电力谐波的治理大多集中在用电设备形成的电力谐波上。
3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。
例如，在空载变压器工作过程中内部的谐波含量相对较高，会直接造成供电线路产生的电流分量过大，进而产生非常明显的继电器误动问题，这将直接造成线路断路器跳闸。
4相关措施
4.1改造谐波源
要想消除供电系统谐波，最根本的办法就是消除谐波产生的根源。谐波产生的来源主要是各种非线性元件，所以企业首先应从电子装置入手，设法降低谐波产生的可能性。通过测试发现，增加变流装置周期可减少脉动次数，消减起伏的幅值，从技术层面达到消减谐波源的目的。使用该方法时应借助波段测试装置，通过技术方式对异常波段进行干预。另外，将高频率因数整流器运用到供电系统中，也可对谐波源进行自动改造。
4.2设置滤波器
滤波器包括有源和无源滤波器。其中有源滤波器是一类新型用以实时抑制电力谐波、补偿无功的电力电子装置，汇集有高速计算机、电力电子自动调节等技术，可凭借电流互感装置检测到的负荷电流谐波含量，经由对应的处理，借助逆变器，形成与系统各次谐波大小一致、相位相反的谐波电流，传输至电力系统中，对电力谐波开展消除或中和。无源滤波器通常利用电路的谐振原理来达到消除谐波的目的，其中涵盖了电阻、电抗器等结构。在实际应用过程中能够与谐波源进行连接，实时抑制电力谐波、补偿无功的效果。无源滤波装置原理简单、投入成本小、后期使用与维护方便，对于吸收高次谐波可发挥尤为明显的成效。
4.3科学选择变压器
变压器中的很多非线性元件都会产生大量谐波。因此，选择变压器时，应选择合理正确的接线方式，从而有效阻止3N次谐波电流和不平衡电力，避免谐波通过原边传至供电系统中。在企业经常使用的三角形(星形)变压器中，不平衡电力和3N次谐波电流仅在初级绕组里循环流动，不会进入供电系统中。为保证三角形变压器的正常运作，一定要按照负载确定变压器额定容量，并为谐波畸变留出裕量，避免因谐波导致变压器发热，进而造成变压器损坏。
4.4合理调节设备与电源的距离
通过科学合理的调节用电设备的电气距离，然后有意识地缩减电力系统的阻抗，促使系统内的供电电压等级升高，从而将电力谐波产生的实际危害得以有效降低。例如某供电厂在2个100kV变电所设置一回35kV专线母线上的谐波测量值依旧十分接近国家标准，然而在这一供电厂周边区域新设立220kV变电所，凭借较大容量的同步发电机的作用，直接通过5回35kV专线供电，电气距离显著降低，从而使电力设备受到的电力谐波危害也有效减少，起到了治理电力谐波的作用。
结束语
干净理想的供电系统能为企业提供工频恒定的正弦波电压，但在企业供电系统的实际运行中，因存在具有阻抗特性的非线性用电设备，当施加电压与流过电流不呈线性关系时，供电系统中就会产生非正弧波电流。所有波形电压都可分解成一个基频正弧波加上基频整数倍的一系列分量，该分量统称为谐波。谐波的产生会使部分设备发生故障，进而导致生产安全事故。因此，企业应高度重视供电系统谐波问题，强化对电能质量的管理，采取多种措施有效抑制谐波产生的源头，不断提高供电系统的纯净度，为企业生产提供优质可靠的电源。
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