摘要：随着科学技术的不断发展，各种新型电气设备开始得到广泛应用，电力系统面临的污染越来越严重。随着用电负荷逐步加大，电力系统谐波也随之产生。谐波会对电气装置造成破坏，影响电气装置的运行。尤其是对于继电保护器而言，一旦受到谐波的影响，容易发生故障， 非常不利于电网的安全运行。因此，在电力系统的施工过程中，要重视电力谐波的影响，电力人员需要重视，提高继电保护功能，尽量消除谐波 以免其影响电力系统功能性。本文就针对电力系统谐波对继电保护的影响进行了分析。
关键词：电力系统；谐波；继电保护；影响
1谐波概述
谐波最早出现与声学领域，后来才被引入到电力领域。它是存在于电力系统中的病毒，谐波的出现严重干扰了电力系统的运行，更会 影响到继电保护体系，总之，谐波的出现对电力系统继电保护有很大 威胁。它属于周期性电气量正弦波分量，它的频率是基波的整数倍。 对于发生畸变波形的研究以傅里叶变换最有代表性。在傅里叶变换中， 对于其周期电流的畸变与电压波形展开以后可以得到以下公式：
其中：IK 和 VK 所代表的是第 h 次是谐波电流的有效值，而 θK 和 φK 代表的是第 h 次是谐波电流的相位，wo 代表是基波角频率，K 所表示是的最高次谐波阶数。
2继电保护作用分析
如果电网中的变压器、发电机及输电线路等电气设备发生故障， 系统就会自动启动继电保护装置。如果故障是由于设备短暂出现问题， 那么继电保护装置会对故障进行切除，然后闭合继续供电，保证电网 的稳定、完全运行；要是设备故障是由于设备持续出现问题，那么继 电保护装置应该在切除故障之后，采取有效的措施继续供电，这样就 能保证电网的稳定、安全运行。所以，在电力系统及电力设备安全运 行方面，继电保护装置的作用非常重要。
3导致电力系统谐波产生的原因
尽管谐波的产生会威胁到继电保护的安全运行，但谐波也不是在所有电力系统中都存在，主要存在于电气化铁路与汽车充电站设备中。首先，对于电气化铁路来说，它与其他设备并不相同，其负荷带有非线性、不对称性，其波动较大，尤其是在机车运行过程中，非线性特征尤为显著，更会将谐波带入到电力系统中，从而产生大量谐波，同时， 由于机车长期处于开停结合的状态下，这样也会产生有功冲击，导致电力系统发生电压波动，严重的还会出现闪变。其次，导致谐波产生的因素中还在于可控硅整流设备的应用，这种设备应用以后实质作用并不大，不仅会影响平波电抗器原有作用，还会使输出电流出现波动， 各个交流系统也不能对称，从而产生谐波。
4电力系统谐波对继电保护的影响
4.1对电磁型继电器的影响
如果谐波含量低于 40%，其整定值误差就会在 10% 以下，但是因继电保护装置需要依靠电流与基波电压实现整定，所以，也就导致其 在分静态作用下容易受到谐波影响。一旦出现谐波，就会引起电流继 电器保护发生拒动，如果继电器受谐波畸变影响，相对应的基波整定 值也将比动作值小很多，这样就会引发过电压其发生拒动，从而导致 误动作。若在期间运用空载变压器，就会出现谐波励磁同流的情况， 也会发生误动作，严重的还会出现跳闸。
4.2对感应型继电器的影响
感应型继电器的工作原理主要是：继电器内部的圆筒或者圆盘产生感应电流，由圆筒或者圆盘产生的感应电流与设备中的其他的磁场相互作用，最终产生了电磁转矩，导致了圆筒或者圆盘的转动。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆惯性大， 动作速度慢是这类继电器的特点，使谐波转矩对这种感应器并没有造成太大的影响。产生这个现象的主要原因是：畸变电流产生作用在继电器磁盘上的转矩数值与该电流中各次谐波分量所产生的转矩和基波分量之和在数值上是相等的。由于上述原因的存在，继电器在谐波的影响下既可能产生拒动，也可能产生误动的现象。
4.3对整流型继电器的影响
整流型继电器就是将交流领融合在一起，其主要目的是实现整流目标，同时也有些是对一个交流量进行整流。接受多整流的电压信号 或动作，很容易影响继电器动作性质。如将两个电气量应用到电流回 路中就可以为谐波分量提供依据，其动作特征也将以不规则的封闭曲线呈现出来，并在曲线中有很多点，如果输电线路发生了短路情况， 电流中所含有的谐波也将增多，引起保护装置发拒动，通过研究得知， 主要与电流回路中产生谐波分量有关，不仅会促使环形整流分量增大，
还会影响继电器动作。因此，在设计继电器的过程中，一定要重视谐 波所带来的不良影响。
4.4对静态型继电器的影响
对于静态型继电器来说，它属于静态保护中最重要的内容，其 中的无机械运动是最主要的电气器构件，它可以减少谐波所带来的 不良影响，因此，静态保护就成为现代人最关注的重点。静态保护 采用的继电器有两种类型：一种是静态继电器，另一种是固态继电 器。静态保护主要由电子器件构成的，在使用的过程中谐波对其影 响比较小，因此人们比较重视静态保护的研究。如果继电器是根据 相位比较原理构成的，则可以通过积分比相器或者是微分比相器实 现交流电量。但积分比相器和微分比相器都会受到谐波的影响。首 先，介绍谐波对积分比相器的影响。在积分比相器中有两个电量， 这两个电量是要被比较的。如果两个电量中还有谐波分量，则其方 波就会被破坏，从而使得积分电压达不到标准值，难以起到保护的 作用。其次，介绍谐波对微分比相器的影响。微分比相器中的两个 电量都要先变成方波，然后再从其中任选一个方波，在通过微分电 路时会产生脉冲，比较脉冲与另一个方波。如果存在谐波，则会产 生多个微分脉冲，这样就会大大增加交流电量过零点的概率，进而 导致保护装置出现异常情况。
5减少谐波威胁的措施
第一，监控与分析谐波，建立健全电网谐波监控系统，随时了解谐波情况。第二，应用滤波器，这也是减少谐波威胁的有效措施，它可以抑制谐波的产生，通过无功补偿的方式减少谐波含量，更对弱化电网阻抗有重要作用。第三，将高功率因数整流设备应用到电力系统中， 通过改造减少谐波影响，这样不仅不会产生谐波，还会将电流和电压控制在相同位置，但这种方法只能被应用到设备设计中，从而减少谐波所带来的不良影响。
6结语
综上，电子系统谐波对继电保护产生的负面影响是比较大的，相 关部门及技术人员应予以高度重视并致力于采取措施解决这个问题。 在电力系统未来的发展中，谐波问题将会成为一个比较明显的障碍， 通过对电力系统中谐波对继电保护装置的影响研究，可以深入了解整 个电力系统现阶段存在的问题，并对此进行改良，以达到更好地使用 电力系统网的目的。
参考文献
[1]赵一鸣 . 电力系统谐波对继电保护的影响研究 [J]. 大科技， 2017（22）：115.
[2]韩继行，殷福兴 . 浅谈电力系统谐波对继电保护的影响 [J]. 工程技术（全文版），2016（12）：155.
[3]刘洵宇，白玉洁 . 电力系统谐波对继电保护的影响 [J]. 城市建设理论研究，2016（17）：246.
[4]孔海波，石庆喜，冯德品 . 电力系统谐波对继电保护的影响探究[J]. 山东工业技术，2015（20）：10-12.
[5]杨蜀 . 电力系统谐波对继电保护的影响分析及应对措施 [J]. 机电信息，2016（21）：33-34.
[6]刘洵宇, 白玉洁. 电力系统谐波对继电保护的影响[J]. 城市建设理论研究,2016,(17):246-246.
[7]刘洵宇 . 电力系统谐波对继电保护的影响 [J]. 城市建设理论研究（电子版）,2016,(9):2641-2641.
论文作者:王文冕 1, 韩鑫 2
论文发表刊物:《福光技术》2019年31期
论文发表时间:2020/1/3
标签：谐波论文; 电力系统论文; 继电器论文; 继电保护论文; 电流论文; 基波论文; 就会论文; 《福光技术》2019年31期论文;