高彬
中国能源建设集团云南火电建设有限公司 云南昆明 650000
摘要：随着市场经济和人民生活水平的不断提升和发展，人类的生产和生活对于电力的需求也逐渐上升，因此促使电力工程行业获得了良好的发展机遇，与此同时，先进技术的应用和新的电器设备的出现，也让电力系统的发展进入了一个新的阶段。然而，新的问题随之出现——如何抑制电力系统中的谐波以及其对继电保护装置的影响，已经成为制约电力系统发展的关键性问题。
关键词：电力系统谐波；继电保护；影响
引言
电力系统是指由发电厂、输电线路以及用电客户端等环节构成的一种电能循环系统，它是通过电能生产以及传输等形式，从而有效的将不同的电力分配给相关的用户，这是一个非常复杂的过程，其中涉及到了多个线路和系统结构，为了提高电力系统在运行中的安全性，有关部门通过不同的措施和方法，加强对电力系统和信息数据的控制值，并且安装相应的电力保护装置，并且在自动化技术的应用下实现监控自动化、调度自动化的目的，总而言之，电力系统就是在先进的技术装备以及高经济效益的基础上，实现的一种协调工作。但是在电力系统的运行过程中，还是会或多或少的出现不同的安全和质量隐患，造成对电力结构的影响，谐波就是其中的主要危害因素，需要对它进行全面的分析，找到有效的抑制方法。
1.继电保护装置的定义及其功能的重要性
①继电保护装置的定义。当电力系统中的电力元件（如发电机、线路等）或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施的成套设备，一般通称为继电保护装置。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。
2.电力系统谐波对继电保护的影响
2.1对感应型继电保护装置的影响
在圆盘磁场的作用下，感应性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，先出电磁转矩，进而促进圆盘转动。感性性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，受基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随此影响而产生一定的改变，对于3-5次谐波分量产生的转矩对此产生的影响更大。
2.2对继电保护的影响
众所周知，电力系统的一次设备和二次设备的正常工作会受系统中的谐波干扰，而且继电保护装置的工作特性也会因系统中谐波的存在而改变。此外，谐波对材料及设计原理截然不同各种继电器的影响程度会有所不同。因此，在分析谐波对继电保护的影响时，需要进行分别研究，这样才能得到准确的结果。电磁型继电器不易受谐波的影响，在谐波含量低于40%的情况下，继电器的整定误差值不会超过10%。然而，根据基波电压或者电流进行整定的继电保护装置，谐波必然会在分静态状况下对其造成一定的影响。
如果在电流继电器工作时出现谐波，保护拒动现象就极可能出现。在空载变压器进行投切时，谐波励磁通流含量往往会非常高，进而造成继电器的误动，而误动一旦出现，断路器就会立刻跳闸。谐波转矩对于可动部分惯性较大，动作较慢的感应型继电器的影响也并不严重。在电力系统中畸变电流随谐波的出现而产生，并会对继电器磁盘产生一定的转矩影响，而且，继电器的灵敏度随着电流频率的增加逐渐下降。在三次谐波和五次谐波电流情况下造成的影响尤为明显，进而影响继电器的灵敏度。由于有正有负的转矩值随谐波电流分量而产生，所以继电器有可能产生误动作。然而，应用积分比相器构成的整流型继电器对于电力系统中的谐波的抵抗力较差。所以，在继电器的设计时，就要合理评估谐波的因素。
2.3对整流型继电保护装置的影响
在电力系统中，电力网供电的理想波形是正弦波，而且由于继电保护装置中的单向导电作用，在系统参数、三相荷载以及接线方式等共同作用下，造成谐波的产生，对于继电保护工作产生不同程度的影响。高次谐波是其中最主要的影响元素，当谐波电压处于比较高的状态时，继电保护装置可能会存在操作失灵或者误动等情况，增加供电系统中电压自动调节系统的误差。而负序系统中的高次谐波电流也会对负序电流产生不同的影响，引发误动现象，甚至会破坏继电保护中的远程联动装置，导致工作无法再继续进行下去。
3.在继电保护装置中应对谐波的方法
3.1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。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。
3.2加强滤波器的应用
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。
结语
综上所述，为使电力系统能更好地服务于生产生活，解决电力系统中谐波的危害已经成为当下急需克服的难题，谐波的存在使得继电保护装置在电力系统运行过程中出现错误操作，所以就针对继电保护装置而言，一方面优化继电保护装置能够有效克服谐波的影响，另一方面是从谐波源头来治理电力系统中出现的谐波，对于治理谐波的技术，需要投入更多的人力物力来研究，改良这些技术或者找到更多更好的治理方式，从根本上减少谐波对电力系统的危害，提高电力系统的工作效率，到达安全用电、合理用电。
参考文献
[1]段少卿.全并联AT供电牵引网继电保护方案研究[D].河北：石家庄铁道大学，2019.
[2]张兆云,林璞,王星华.交直流混合配电网继电保护研究综述[J].电力系统保护与控制,2019,47(05):179-187.
[3]孙晓明,秦亮,刘涤尘.继电保护测试装置线性功率放大器的数字预畸[J].电力自动化设备,2018,38(04):196-203.
[4]柴旭峥,文习山,关根志,彭宁云.一种高精度的电力系统谐波分析算法[J].中国电机工程学报,2003(09):67-70.
[5]韩旭，李新珂．永磁直驱风力发电机变流系统的谐波的措施继电保护［J］．电子世界，2019(16):197-198．