张玉玺
国网山西省电力公司晋中供电公司，山西 晋中 030600
摘要：当代人的生活中都离不开电资源。然而稳定性则是电力系统运行过程中的极为重要的要求。电力系统是相当的复杂，既要满足人们的日常生活又要在使用过程对对电能进行保护和控制，最大程度降低损耗。但是，在电路系统中，因其复杂性和附件的功能作用，有时候电力系统在一定程度上会受到不同程度的危害，所以为了保证安全，必须受到控制，同时起到保护作用。
关键词：电力系统谐波;继电保护;影响分析
引言
随着生产生活水平的日益提高，各个领域的用电需求也是越来越大，面对当前情况，用电安全成为需要克服的问题之一，一旦发生事故，不仅会导致财产损失，同时还会威胁人民群众的生命健康。
1谐波
谐波(HarmonicWave)，从严格的意义来讲，谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅立叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频单一频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波，这时“谐波”这个词的意义已经变得与原意有些不符。正是因为广义的谐波概念，才有了“分数谐波”“间谐波”“次谐波”。在电力系统中，谐波的产生严重危害电力系统的安全，所以说他是最大的公害。
2谐波的产生机理
电力电网中，非线性负载是产生各类谐波的主要来源。而电力互感器铁心饱和引起的电感变化则是主要的非线性负载来源之一。实际电力系统中，外界激发作用多见于开关分、合闸，线路接地、断线等，这些都会引起电压、电流互感器铁心饱和。铁磁谐振作为铁心饱和引起回路共振的一种特殊现象，多见于如下电力网络：空载或轻载条件下（回路损耗足够小），电磁式电压互感器和线路对地电容组成的振荡网络；空载变压器和空载长架空线路对地电容组成的振荡回路等。特别地，对于中性点非有效接地系统，非线性电感元件和电容元件组成振荡回路，回路稳态运行（线性状态）时的自振频率小于某一低频谐振频率，而当铁芯饱和（非线性状态）时，电感迅速减小，则会发生铁磁谐振。譬如中性点不接地系统中，空载投切线路或母线时，线路对地电容与母线（或线路）PT构成LC振荡回路，在某一谐振频率下会发生串联（电压）谐振，该频段谐波电压幅值大，会对系统产生较大影响。铁磁谐振不仅可在基频（50Hz）下发生，也可在高频(170Hz)、低频(17Hz,25Hz)下发生，即所谓的间谐波。
3电力系统中谐波的产生和危害
(1)电力系统中谐波产生的原因谐波是指一个周期内电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整倍数。周期为T=2π/ω的非正弦电压u（ωt），在满足狄里赫利条件下，分解为如下的傅里叶级数：u（ωt）=α0+∞n=1Σ（αncosnωt+βnsinωt）式中：频率为nω（n=2，3，…）的项为谐波项，也称为高次谐波。出现高次谐波的根本原因是电力系统中某些装置和负荷的非线性，即运行中所加电压与电流不成线性关系导致波形发生畸变，比如某些电气装置在工作中吸收电网传输的基波能量，然后把部分的基波能量转换成谐波能量，这部分能量在电力系统中产生大量的谐波，导致正弦波产生畸变。(2)电力系统中谐波的危害由于谐波的存在，增加了供电装置、转换装置以及用电装置的附加损耗，导致运行过程中装置发热，使得电力系统工作的效率降低，同时由于集肤效应的作用，高频电流流过导体时增加了有效电阻，从而也使得装置发热严重，比如：谐波会使数字信号的图像出现畸变，导致计算机运行出现失误。
4谐波对继电保护装置的影响
4.1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。
4.2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。
5在继电保护装置中应对谐波的方法
5.1加入滤波器的应用
在电力系统中，有效控制谐波产生还有个最有效的办法就是加入滤波器，这样不但可以抑制产生，还可以抑制蔓延。电容、电感和电阻组成的滤波电路称为滤波器，它的作用在于，它可以把电路中的特定频率以及线路进行有效的整合，从而对谐波进行到限制蔓延的作用，以达到消除工作。从现在来看，此阶段，有一种滤波器能达到良好的效果，那就是数字滤波器，它与模滤波器相作用，在电力系统中，它将运行路线当作为一个变量，对外界输入信号进行整合处理，从而实现频谱修改的作用，以致达到良好的应用效果。
5.2改进继电保护装置
针对现有的继电保护装置，可以运用受谐波影响很小的装置（弱电继电器）和继电保护的动作原理（比相、零点检测）等，对装置进行改进。采用滤波器对继电保护装置实施保护，对电路中出现的谐波分量进行处理，同时加入减弱谐波的线路，达到避免谐波干扰的作用，针对变压器中的继电保护装置，采用能迅速饱和的变流器实现对继电器的替换，也可以使用有二次谐波制动能力的继电保护装置以及限时回路等方式。
5.3加入滤波器的应用
在电力系统中，有效控制谐波产生还有个最有效的办法就是加入滤波器，这样不但可以抑制产生，还可以抑制蔓延。电容、电感和电阻组成的滤波电路称为滤波器，它的作用在于，它可以把电路中的特定频率以及线路进行有效的整合，从而对谐波进行到限制蔓延的作用，以达到消除工作。从现在来看，此阶段，有一种滤波器能达到良好的效果，那就是数字滤波器，它与模滤波器相作用，在电力系统中，它将运行路线当作为一个变量，对外界输入信号进行整合处理，从而实现频谱修改的作用，以致达到良好的应用效果。
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。
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