于波
天津凯发电气股份有限公司 天津 300392
摘要：对于电力系统来说，谐波的产生有着一定的危害，对机电型继电保护装置、微机继电保护等方面都有着一定的影响，有关人员需要从有源谐波治理、无源谐波治理等方面进行设计，从而减少谐波对电力系统的破坏，延长它们的使用寿命。
关键词：电力系统；谐波；继电保护
1电力系统中谐波的产生原因和危害
1.1谐波产生的原因
谐波是指一种周期性的一种频率变量，它是对电力系统中电流的一种改变，而且谐波中还可以分为分数谐波、间谐波以及次谐波等不同的类型。对于谐波产生的原因，它主要是由电源、输配电设备以及电力系统中的非线性负载构成的。首先，对于电源端产生的谐波来说，它是由于在发电过程中，三相绕组在制作上有着一定的工艺水平制约，很难达到各个参数上的平衡，在不同的影响因素下，会造成一定谐波的产生，但是电源端所产生的谐波是非常少的，一般不会有太大的影响。其次，对于输配电过程产生的谐波来说，很多时候都是由于电力变压器导致的，这是由于变压器在设计过程中，可能会考虑到经济性等方面，忽略掉铁心磁化曲线的影响，使其处于非线性的状态，产生一定的谐波，在这种背景下，谐波电流产生源头较多，对于电力系统的影响也是非常大的。另外一方面，谐波产生的原因还包括电力设备的作用，比如一些变频设备和用户端的使用设备，在充电以及控制等方面，会造成不同程度的功率变化，从而增大谐波产生的概率。
1.2谐波的危害
从谐波的性质来说，它的危害性是非常强的，对于电力系统中的各个设备都可能造成不良的影响。首先，对于发电过程中的发电机和电动机来说，由于谐波的产生，可能会引发机械共振，致使发电机在运行过程中存在一定的振荡力矩，因此会严重影响电力设备的使用寿命。其次，谐波电压在电力运行中会造成大幅度的正弦波变化，增加电能的消耗，加速绝缘老化，危害不同设备的负载以及电力系统的安全运行。除此之外，电网谐波还会对计量装置造成不同的影响，使它的系数达不到正常要求，造成电网中的短路情况，严重的还会引发爆炸现象。同时，谐波在电力系统中对于继电器等保护装置也有着一定的影响。
2继电保护的功能及作用
在电力系统中，输电，发电以及供电是电网运行的环节，为了保证各个环节的安全运行，继电保护必不可少，是保护电网稳定安全有效运行的重要保障，而继电保护的灵敏程度又是继电保护的核心之一。变压器，发电机以及传输线是电网的基本组成单元，一旦这些基础设备发生损坏和故障，便会威胁到人民的人身财产安全以及国家公共设施的运行，严重的话会造成巨大的国民经济损失，由此可靠稳定的继电保护装置可以较大程度上避免此类事情发生。
如果在供电系统中发生瞬时性损耗和故障，继电保护就会迅速主动的切断故障，在没有故障前提下，重新供电，从而保证整个电力系统的正常运行。但是如果发生不可逆的故障，或者永久性故障，需要在切除故障以后，采取其他的方法和措施进行供电，以保证电力系统的重新正常运行。以此来看，继电保护在电网中起着不可替代的作用，首先继电保护在发生可逆的损害可以继续进行供电，保证电力系统的稳定性。再者，继电保护的可靠性，发生不可逆的损耗和功能性损害，继电保护可以主动切断供电，保护人身安全。因此，继电装置的配备和完整性是整个供电系统的前提保障。
3谐波对继电保护装置的影响
3.1对电磁型继电器的影响
从所查资料分析我们可以得知，谐波的含量不超过40%时，它的整定误差小于10%，在电力系统中，谐波的设定是根据基波电流或者基波电压整定的，所以在非静止状态下的谐波必然会对继电保护装置产生一定的影响。在电力系统中，谐波可能会对继电保护装置产生保护拒动。一旦在继电保护装置上的谐波存在畸变电压，基波整定值比电压型继电保护装置动作值要低很多，这就造成继电保护装置出现延误，可能会导致继电保护装置误动，从而导致无法正常运行，特别是空载变压器投切时候，很容易引起跳闸行为。
3.2对感应型继电保护装置的影响。
在圆盘磁场的作用下，感应型继电保护装置肯定会产生感应电流，而感应电流在空间其他磁场的作用下，会产生电磁转矩，进而促进圆盘转动。感应型继电保护装置动作较慢，可以活动的部分惯性较大，所以谐波对此影响相对较小。
基于科学分析，可以了解到，受畸变电流产生的谐波分量会在继电保护装置的磁盘上产生附加转矩，所以继电保护装置的触发时间可能会受此影响产生一定的改变，3～5次谐波分量产生的转矩对此产生的影响更大。
4电力系统中抑制谐波的具体措施
4.1加入滤波器的应用
在电力系统中，有效抑制谐波产生和蔓延的主要方法就是在其中加入相应的滤波器。滤波器是由电容、电感以及电阻组成的滤波电路，它可以对电源线中的特定频率以及线路进行有效的整合，从而对特殊波频信号进行消除工作。从现阶段来说，数字滤波器是比较有效的一种滤波装置，它与模拟滤波器相对应，将电力系统中的运行线路当成一个变量，并且对外界的输入信号进行有效的处理，将输入信号的波形采取有效的倒置工作，从而实现频谱修改的目的。
4.2无源谐波的治理
无源谐波的治理过程主要是将电抗器与电容器串联到一起，并且形成一定的回路，在这个回路上，它的谐振频率需要设定到不同的振动点上，从而达到滤除多次谐波的目的，在电力系统的运行过程中，这种工作的方法造价成本是非常低的，而且操作简单，市场需求非常大，许多高次谐波采用的都是这种治理方式，但是在无源谐波的治理过程中，它的滤波效果并不是很突出，谐波不能得到有效的消除，还会存在与系统谐振的可能，需要有关人员从综合方面进行考虑和选择。
4.3有源谐波的治理
有源谐波滤除装置是在无源滤波的基础上，对治理方式的有效改进，它的波效果相对来说比较完善，在额定功率的范围内，由电力电子组件构成一个共同的回路，并且在这种情况下，产生一个系统的共同频率，它的应用范围比较广，包括计算机控制系统以及供电系统等多个领域上，尤其是对于一些大型电力系统中产生的谐波来说，它的消除效果是非常好的，不会受到电子组件的影响，但是由于成本较高，对于一些用户来说，并不是特别受欢迎和重视。
结束语
随着经济的发展，对电力系统的稳定性也提出了越来越高的要求，消除谐波对电力系统的影响，是目前亟待解决的一个课题。有效的谐波治理对提高电力系统的稳定性以及继电保护的准确性可靠性非常重要。
参考文献
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