周 权
国网山西省电力公司浑源县供电公司 山西浑源 037400
摘要：近年来，随着我国电力行业中新型电气设备装置的应用，非线性负荷在人们生产生活中得到了普遍应用。所以，电网系统的谐波也随之不断增加，同时也增加了对电网系统的影响。本文就对电力系统谐波对继电保护的影响及措施进行深入探讨。
关键词：电力；谐波；继电保护；影响
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 谐波和继电保护概述
根据国际标准电工定义可知，谐波是正弦波分量并处于一个周期电气量中。通常情况下谐波的频率是基波的n倍（n为整数）。近年来学者对于谐波的研究越来越多，其中一些学者在分数谐波中纳入非基波整数倍的频率，却在次谐波中纳入工频以下的频率。实际当中主要是谐波影响继电保护，谐波产生于电力系统中，是在电力系统连接电气化汽车、办公电子设备、电弧设备、非线性负载等非线性负荷过程中产生的，进而影响了系统的正常电压、电流，最终形成较高的谐波。而在电力系统中产生谐波后就会威胁经济性运行、电力系统安全性、电能质量水平。所以，当前电力系统运行中亟待解决的一个问题就是谐波污染。
继电保护在电力系统运行中发挥着重要的作用，电力系统某一环节出现故障或者问题时，就需要运用继电保护装置迅速隔离故障，进而将事故影响范围控制在一定范围内，保证其他环节不受到影响，最终达到保证电力系统稳定运行、正常运行的目标。实际当中检验状态是继电保护装置的主要功能，并以设备中的状态检修参数为依据实现调整和试验功能，进而保证电力系统中的问题能够被及时的发现和解决。电力系统运行中要将电力系统故障损失控制在最低，就应当科学、合理的运用继电保护装置，进而使得供电效率负荷要求。这个过程中，应当充分考虑和排除因谐波而造成的影响，在熟练了解谐波继电器保护装置构建影响的情况下，采取有效的防护措施。
2 谐波对继电保护系统的影响
2.1谐波对电磁型继电器的影响
对于电磁型继电器，当其谐波含量低于时，整体动作误差小于，但是由于电力系统继电器是根据整体电流以及基波电压来确定动作与否的，因此在动态情况下谐波对继电器的影响较大。对于电流继电器，谐波的存在会造成继电器保护系统拒动对于电压继电器，由于谐波畸变电压影响，基波整定值大于动作值，就会造成电压继电器拒动以及欠电压继电器误动。例如，在空载投切变压器时，会产生谐波含量较高的励磁涌流，且谐波中次谐波的分量较大，这会造成继电器误动和电力系统断路器跳闸现象。
2.2谐波对整流型继电系统以及距离保护系统的影响
由于机波阻抗值的误差值相对较大，同时电力系统内部的谐波电流分量相对较小，如果没有对滤波进行及时的处理，不但会直接造成电力系统继电设备产生误动问题，同时还很有可能会造成误操作问题。通过电力系统工作人员的调查分析，可以看出电力系统的谐波含量较小的情况下，谐波对保护设备的影响相对较小，但是在实际的供电工作中，由于供电线路外部环境因素的影响，电力系统的谐波含量通常情况下会超过标准数值，进而会对机电保护器系统的保护功能产生一定的干扰。当电力系统电流存在大量谐波的情况下，由于三相谐波不对称或者是不相等的问题，外加上机电防护装置附近存在并联电容，对谐波的放大作用会造成供电装置产生更大的谐波问题，整体的供电稳定性受到了一定的影响，严重的情况下会直接造成电力系统的继电防护出现误操作问题。
电力系统供电过程中，电网继电保护装置主要由通过电力系统、电压系统和线路主保护系统所构成，供电电流增加的情况下谐波干扰问题表现非常明显，电力系统的谐波会直接造成供电电压产生异常，同时会直接影响到电力系统的保护回路，造成设备出现误操作问题。除此之外，因为电力系统的线路防护系统设备产生故障，内部的工作原件启动受到了电力系统谐波问题的干扰，整个电力系统的逻辑电路和防护电路出现中断，进而影响整个继电保护工作的性能。
3 谐波对继电保护造成影响的有效应对措施
3.1防止谐波产生振荡电压
在电力系统内要降低谐波对继电保护设备产生的影响，可从谐波本身出发进行改造，来预防谐波产生出振荡电压，并得到合理的控制，应从下列两个关键点开展工作。（1）考虑谐波匹配振参数的因素，从改变电力系统的抗容量或交感器的感抗性出发，来降低谐波的匹配参数。（2）采用增加阻尼的方式，来防止谐波振荡电压的出现。在实际操作中，通过对电力系统中的对地电容、交感器设备进行合理的应用，并将电力阻尼放置在电力交感器的三角组合处，以改善电压互感体系。同时，需注意电阻上交感器的中性点不能与地面接触，且需在电力交感器设备上加入某些滑谐器件或元部构件，并保证这些元件都处于互感器的三角绕组处，才能将电力交感器与双向可控硅相接触，实现电压在短接连接的同时达到瞬间断续的效果。此外，依靠增加电力系统的回路值来改变谐波出现振荡电压的现象，通过采用阻尼的电阻与电力互感器进行消谐，从而可应对电力系统内出现多频率谐波振荡电压的问题。因此，在电力系统实际运行中，将消协装置安装互感器的三角部位，此举不但可以将多频率谐振现象有效解决，同时十分利于电力系统的区分以及斜振接地。
3.2对谐波波形的改变有效抑制
电力系统输电、供电运行过程中，可对谐波利用继电保护装置抑制其波形出现改变的状态，此种方式的原理是利用继电保护装置自身具备的灵动性、快速性，自己选择性开展可观的评判，为了抑制电力系统内谐波波形发生变化，主要从以下两方面出发。（1）详细了解谐波的指标情况。例如电压的实际波形、电流、电量出现畸变的原因，同时在这一基础上对定子接地系统使用三次谐波的形式进行搭建，进一步防止因基波检测疏忽而造成的谐波波形畸变现象。（2）在充分利用变压设备相关差动保护的同时，使用高次谐波流中2次谐波，在充分应用变压设备保护的基础上，由2次谐波来带动差动继电器，从而降低继电保护设备出现失误性操作的概率，避免机电设备受到涌流误操作而带来的损坏。与此同时，采用增量型的元件，可以适当避免及改善负序谐波和稳态谐波带来的影响。
3.3防范继电器保护的策略
实际电力系统运行中继电保护装置误动作或拒动作现象发生的概率，随着谐波含量的增加而增加，一旦发生误动或者拒动那么电力系统运行的稳定性和经济性就会受到影响。所以，电力企业应当充分重视谐波问题，并且采取有效的防范措施降低装置误动和拒动造成的影响。在谐波污染治理方面，应当根据我国相关规定对电力系统中所有用电设备的谐波进行控制，有效避免设备拒动和误动的产生。如果有无功补偿器、无源滤波器、有源滤波器等设备，应当用于控制谐波量，使得谐波产生的影响能够降到最低。实际当中电力企业可以参照以下方法：①给予电力系统谐波控制充分的重视，在进行继电器的选择时应当充分考虑元器件受谐波的影响程度，根据动作原理尽量选择受到谐波影响小的元器件。比如可以选择弱电继电器、零点检测。②为了有效实现变压器差动保护作用，应当选择变流和速饱设备作为继电器，制动方法则应当选择二次谐波制动方法。③由于谐波容抗和感抗之间的相互作用，电力二次系统中极易产生谐振，所以应当将谐波含量较低的频率带从系统的频率中删除。最后，也可以通过硬件滤波器和软件滤波器的设备滤波处理继电保护设备中的信号，这也能够将谐波干扰控制在一定范围内。
4 总结
近些年来，随着电力电子设备在电力系统中得到大规模运用，供配电系统日趋复杂，对保证电力系统正常运行的继电保护产生了极大的影响，谐波问题开始为人们重视。对于继电保护本身而言，应尽量减少外界干扰。因此，对出现的故障和设备的不正常运行应及时处理，保证电力系统中的继电保护能够正常工作。
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