雷志敏 赵霞
国网白银供电公司 甘肃白银 730900
摘要：现如今，随着社会经济的快速发展，各行各业以及居民的用电需求日益增加，推动了电力系统的快速发展。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
电力系统中谐波的存在，不仅降低了电力系统中的正弦波电压质量，干扰电网的正常运行，而且给继电保护的平稳工作带来了很大的麻烦。在以往的电力系统建设中，由于所使用的设备比较单一，且线路结构相对简单，因此电力系统中的谐波并没有为人们所重视。近些年来，快速发展的电力电子技术，使得许多新的电气设备得到推广和应用，电力系统中的非线性负荷明显增加，谐波问题也日益严重。
1电力系统谐波产生的危害
（1）绝缘层的脆化速度加快，从而缩短了功率电容器和其他电气设备的使用寿命。在电网谐波电压的直接或间接影响下，功率电容器产生了一些未使用的输出功率。此输出功率会损坏电气设备的绝缘层，并严重损害其使用寿命。另外，在谐波电压的连续作用下，功率电容器的电流逐渐膨胀，功率电容器的温度也升高。这种情况会直接导致功率电容器在短时间内应用过度，大大缩短使用寿命。（2）危害电网设备运行，降低效率。谐波电流会从多个层面危及电气设备的正常运行。例如，谐波电流将引起功率电容器的局部放电，这将使功率电容器设备的各个绝缘层过早脆化导致电气设备产生额外的输出功率耗损，这种情况直接危及电网设备的所有正常运行工作。此外，谐波电流还会导致一些无法避免的电力组件额外损失，降低了所有电网运营的高效率。（3）电气设备检测器的操作受到影响，从而损害了电网的安全性。当谐波流经继电保护设备或电网中的其他二次设备时，这些设备将受到影响，导致电气设备测试仪器检查到的数据信息不准确，特定的数据信息出现数据误差的现象，甚至会导致继电保护设备发生错误操作，严重危害电网的安全性，影响日常生活生产用电。如果谐波电流没有及时消除，继续积累，则电网中运行的每个电气设备的各种标准值会变得越来越无法准确测量，严重影响电能质量。
2电力系统谐波对继电保护的影响
2.1谐波对继电器与自动装置产生的影响
当继电器设备中有一定量的谐波电流时，在基波设定标准下，电磁感应继电器设备可以在谐波电流的作用下启动。但是，当继电器设备连接到谐波电流后，会引起出现正误差值，这很容易引起底部电压继电器设备的错误操作。一般来说，电磁感应继电器设备，运作速度相对较慢，对定制误差值的要求也相对广泛。其中，当谐波电流分量小于10时，磁感应继电器设备不易因谐波电流而造成过度损害。但是，必须注意的是，如果谐波电流分量较大而谐波电流的衰减系数速率较慢，则磁感应继电器设备将出现错误操作且无法启动的可能，这将引发供电系统中的电路故障，危及供电系统的正常运行。
2.2针对整流型继电设备与距离保护的影响
在电力系统出现故障时才能激发系统的继电保护功能，通过继电器的保护有效地将故障排除在外，来保证电力系统的正常运行。当电力系统出现障碍时，基波的阻抗值以及误动值比较大，谐波便会产生较大的电流分量，而出现过多的滤波阻碍电力系统中继电器设备发挥其保护作用，若滤波处理不及时，不仅会导致继电设备出现误动，还可能产生误操作的状况。电力系统相关数据表明，当谐波在小于5%的情况下对继电保护设备的影响较弱；因此，谐波含量低，才能确保继电保护系统的正常运作。但在电力系统实际运行中，由于各种因素的影响，从而导致谐波的含量常高于5%，因此，谐波对继电保护设备中的整流型系统与距离保护系统的影响往往较大，在电流内存在谐波的情况下，三相谐波有着不相同等特点以及不对称特点，若在电力系统继电保护设备附近设有并联电容器，就会对谐波进行放大，进而使滤波装置产生更大的谐波，使电流脉动巨大变化，导致继电保护对电力系统产生错误的操作。
2.3针对微机线路与负序启动元件的影响
电力系统中谐波对继电保护的影响除了表现在继电器本身外，同时也表现在对电力系统的微机路线与负序启动元件上。负序启动元件和突变量是构成微机路线的重要组成部分，当负序启动元件受到谐波的影响时，会导致保护装置、逻辑电路在运行期间出现较大的失误性操作，从而影响微机路线系统发挥保护的作用。同时，由于变压保护与线路主保护都属于继电保护配置，在谐波干扰电量时，如果负序电流量的增加会使电压发生畸变，同样也会造成电力系统的保护设备出现重大的错误性操作故障。
3电力系统中抑制谐波的具体措施
3.1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。
3.2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，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。
3.3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，它的滤波效果相对来说比较完善，在额定功率的范围内，由电力电子元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，不会受到电子元件的影响，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。
结语
综上所述，在电力系统的供电工作中，相关供电单位需要对系统谐波产生的影响加以充分的重视。重点针对谐波对继电保护所产生的影响进行合理的控制。除此之外，在电力系统的供电过程中，谐波问题还会造成电压、电流以及阻抗等方面的问题。因此，针对继电保护工作，必须要有效预防受到外部环境因素的影响，对继电保护装置存在的各种异常问题有效解决，最大限度地提高供电工作的质量和效率。
参考文献
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作者简介：雷志敏（1982.1）男，甘肃白银，本科，工程师，研究方向：电气工程及其自动化；赵霞（1975.8），女，甘肃酒泉，本科。工程师，研究方向：电气工程及其自动化。