董宇强
国网山西省电力公司晋中供电公司，山西晋中030600
摘要：随着电力电网的不断发展与进步，电力系统谐波也广泛的应用。通常所说的谐波，指的是工频基波的整数倍谐波。然而，非整数倍谐波(也称为间谐波)也广泛存在于电力系统中，如电力互感器铁心饱和引起的铁磁谐振、大功率电力电子器件带来的谐波污染等。这类谐波含量的高低会直接影响受端设备的稳定运行，增加滤波采样装置的设计难度，对系统的稳控运行带来挑战。
关键词：电力系统谐波;继电保护;影响
引言
电力谐波广泛存在于电力电网中，谐波干扰备受关注。通常所说的谐波，指的是工频基波的整数倍谐波。而非整数倍谐波（也称为间谐波）也广泛存在于电力系统中，如电力互感器铁心饱和引起的铁磁谐振、大功率电力电子器件带来的谐波污染等。这类谐波含量的高低直接会影响受端设备的稳定运行，增加滤波采样装置的设计难度，对系统的稳控运行带来挑战。
1国内对谐波的研究现状
随着各个领域用电的广泛增加，电网中的变压器、三相电机等传统的非线性装置以及整流器、变频器等现代的非线性装置的使用量和使用范围也跟着大量增加。这些负荷装置在电力系统中运行时，造成了电网供电的不平衡性，同时对电力系统的整个运行质量产生了严重的影响。另外，由于国家经济的快速增长，制造业工厂、部门单位、居民用电等与日俱增，导致电力系统的运行质量面临巨大的挑战和机遇，当前“谐波源”电气装置在生产生活中所占的比例逐年增加，其中对电能质量要求高的电气装置也越来越多，所以，电力系统的谐波分析以及治理谐波对于电网的运行有更加重要的地位，致使谐波抑制技术的研究更加重要。以前，无缘滤波器是主要的滤波方式，它的结构简单、维护方便、制造技术成熟成为当时的主流，但是由于对电能质量要求的普遍提高，无缘滤波技术的不足之处也显露出来，传统方式对于电力系统中的谐波抑制已经达不到所要求的标准，因此，开发新技术来抑制电力系统中的谐波已经成为各国研究的新方向。虽然，高校以及研究所开展了很多对电力系统谐波问题的研究，也通过与国外科研机构的合作获得了许多新方向，然而，国内的有源滤波技术还是处于初级阶段，只有并联型APF研究最成熟，但也以实验和理论为主要方式，由于技术的限制，目前也没有并联有源滤波器产品的投放，工业上也只有几台样机，有源滤波器技术的发展大有前景。
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，添加继电装置是必不可少的，添加以后不仅可以有效地保证电网的运行，很大程度上可以保护财产和人身的安全。变压器，发电机以及传输线是组成电网的基础设施，一旦这些基础设备发生损坏和故障，整个电网就会瘫痪，所以这时候继电保护装置就会显示出重大作用。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，以致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影响整个供电系统的前提保障。
3谐波对继电保护影响
3.1继电保护的作用
继电保护是针对电网运行过程中装置出现问题和故障时所设置的保护装置，一旦出现事故，继电保护装置就可以自行启动，如果出现的故障小且持续时间短，排除问题后，合上继电保护装置后可继续安全工作。如果出现的故障大且持续时间长，可切除故障部分的电路，保证其他正常区域正常运行，所以继电保护装置在电力系统运行的过程中有着不可忽视的作用。
3.2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％时候，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毕然会对继电保护装置产生一定的影响。在电力系统中，谐波的存在毕然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基变电压，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。
3.3电力系统中谐波对继电保护装置的影响
电力系统中静态的装置应用的范围很广，其中静态继电器对谐波有一定的抑制作用，静态的保护装置由固态和静态两个部分组成，其中交流电量的相位是两个比相器比较后的相位，但是电气装置在运行过程中，谐波会影响比相器，使得比相器不正常运行。当两个电量比较时，其中有谐波的会切割方波，其中由于电压达不到期望值，就无法翻转，而这两个电量已经转换为方波，在电路中出现脉冲，如果在此时电路出现谐波，脉冲就会增加，导致保护装置启动，影响静态电气装置的正常运行。通过整流输入或者内含交流整流装置的机器，如果其电阻器中出现两个电气量的环形整流比相器，那么在回路中就会出现谐波，谐波的出现会改变动作路径，增加一些分量电流，进而影响继电器的正常动作。在电网中继电保护装置一般为线路保护和变压器装置保护，但是电网中的谐波问题使得很难正确操作这些保护装置，甚至会导致出现一些错误操作等问题，感应型继电保护装置由于动作缓慢，惯性较大可直接减缓谐波的影响，但是在实践中，由于磁场的影响，使得继电器中出现电流，如果输入电能的频率有一定问题，在畸变电流谐波分量的作用下，电气装置自身的磁场会出现附加转矩，当转矩与谐波分量以及基波分量转矩数值相同时，会导致继电器的灵敏度降低，进而影响系统。
4在继电保护装置中应对谐波的方法
4.1对谐波振荡过电压的形成的限制。
正对此问题我们可以从以下着手，首先是在零序回路中增加阻尼，减少谐波的产生和扩大，再者是从途径来解决问题，增大电力系统的容抗和互感器的感抗，这样不会造成谐波震荡参数，也可以从设计思路来解决问题：（1）通过在互感口加设阻尼电阻以此来减少谐波干扰，或者加消除谐波装置。（2）增加电力系统的对地电容，增加地容抗这样也可以很大一部分抵挡谐波影响。（3）在互感器高压侧中性点使用大电容接地。（4）在电力系统的中性点使用消弧线圈接地。综上来看，在设计和思路上，我们可以多点出发，在考虑电力系统的可靠性，稳定性等方面，我们也可以从限制谐波产生，或者从设计途径来解决问题，以此来达到良好效果。
4.2改进电力系统中的谐波处理技术
目前国内的电力系统抑制谐波是通过增加整流的相数、安装交流滤波器、采用无功功率补偿装置以及使用有源滤波器等，对于以上用来抑制谐波的方式，它们都离不开减少谐波或者是对谐波进行补偿的两种方式，目前几种处理谐波的技术。调谐滤波和无源滤波是被动应对电力系统中特定的谐波，具有很大的局限性，如果系统中的谐波分量是变化的，则需要根据实际情况来设计不同的滤波柜，而有源滤波技术是一种主动应对谐波的方式，它由功率器件组成，通过随时随地地监测电力系统运行的状态，主动产生与谐波电流相反的等量电流来达到消除谐波电流，实现电网的净化。
结语
在现阶段，电子产品广泛运用，大型工厂，商业大楼等的用户用电量巨大，电力系统更加复杂，这样随着经济的发展，在此基础上电力系统也带来了很大影响，这样电力系统的稳定性和可靠性需要更加得到保证，再这样的前提下，更需要消除谐波电力系统的影响，只有这样才能使得电力系统才能正常运行，对于继电保护装置，还要能够正确的区分电路的运行状态，以此来避免外界的干扰，保证电力系统的稳定运行，这样才是电力发展的主要趋势。
参考文献
[1]国家电力调度通信中心.国家电网公司继电保护培训教材（上册）[M].北京：中国电力
[2]国家电力调度通信中心.国家电网公司继电保护培训教材（下册）[M].北京：中国电力
[3]赵文春，马伟明.电机测试中谐波分析的高精度FFT算法[J].中国电机工程学报，2019,21(12):83-92
[4]林海雪.电力系统中的间谐波问题[J].中国学术期刊电子出版社，2020,18(3):6-9