（内蒙古超高压供电局 呼和浩特市 010080）
摘要：电网需用到各种电力设备装置，谐波是人们当前最为关注的问题。电力系统如果出现了谐波，将直接影响继电保护的运行状态，安全自动装置也不能照常使用，电力系统将失去原有的稳定性，甚至可能存在各种安全隐患。众所周知，谐波容易造成污染问题，因此必须采取应对措施，这样才能使电力系统呈现出稳定的运行状态。
关键词：谐波；继电保护；影响；应对策略
1电力系统谐波
电力系统谐波是周期电量中的正选择分量，频率是基频的整数倍。在实际应用中，基波的主频率小于谐波，也称为高次谐波。电力系统会受到谐波的影响，这将降低正电压质量的奥秘，直接影响电网设备的质量。随着电子设备和电力电子设备的普及和应用，这直接增加了变频调速设备的非线性负载问题，进而增加了电力系统的谐波问题。一些高次谐波的出现将增加电网的维护工作量和损耗，这将导致自干扰、保护与自动装置误动作、测量装置误差、无线通信系统干扰、电网故障等一系列问题。从而影响电气设备的使用寿命。
一般来说，电气化铁路、非线性负荷、风力发电、光伏发电、车辆充电站等设备都存在谐波，而电气化铁路是一个特殊的电力系统用户，其负荷具有非线性、不对称性和波动性的特点。机车运行的非线性更加明显，电力系统中会产生大量的谐波电流，也是谐波的主要来源。
风电场中的谐波主要是由于风能输入的不确定性造成的，风电场中含有大量的整流器、逆变器，从而会产生谐波等问题。通过光伏模块，将太阳能转化为直流电能，通过直流监测与配电集成到并网逆变器中，将其转化形成电网频率、相位相等的正弦波电流，这样就会直接的增加谐波的污染问题。在充电装置中，通过模拟充电机中的Matlab对其进行谐波仿真计算处理，可以发现在电流中存在三个谐波。当这些谐波发生时，会对负载的不对称等问题产生直接影响，这会导致中性点的偏移等问题，并与中性点形成回路。然后产生第三次谐波电流。电力系统中的谐波源大多是可控硅整流设备。在实际运行中，它们会受到运行桩基的影响，导致换向电抗和换相角不等于零，这将导致平滑电抗器电抗不会接近无穷大的问题，使输出直流输出脉动。系统存在不对称问题，导致谐波问题。
2电力系统谐波对继电保护的影响
2.1谐波可影响距离保护，以及整流继电设备
电力系统难免出现问题，包括谐波电流也很常见，这样容易导致阻抗值不符合基波阻抗值。谐波分量最常出现在电流中，必须立即滤波处理，否则继电设备容易出现误操作。经相关部门调查，发现电力系统只有5%的谐波量时，谐波并不会影响到继电保护设备。然而，实践却事与愿违，大部分电力系统都大于了5%的谐波含量。这样一来，谐波将影响继电保护。与此同时，谐波也会对整流继电设备造成不同程度的影响，谐波如果出现在电力系统电流中，三相谐波不会一直保持对称，负序滤波设备也可能出现谐波。对于裂相回路来说，谐波可以被放大，直流脉动同样如此，致使继电保护在操作过程中出现失误。
2.2整流型机电设备
通过整流输入交流电或者相关交流量进行整流形成的设备就是整流类型的机电设备。其继电器的主要动作原理就是电流信号以及动作判断。在运行中，如果其电阻器存在两个电气量的环形整流比相器，在电流回路中则会出现谐波问题，这样就会改变其动作路径，出现规则的圆弧，谐波量的增加会导致曲线凹凸点更为复杂。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对此，在整流型机电设备中如果出现谐波问题，在电流回路中如果含有一些谐波分量电流，则就会增加整流比相器中输出量的整体交流分量，进而影响继电器的工作路径。
2.3谐波对继电器与自动装置产生的影响
对电力系统而言，继电设备一旦出现基波整定或谐波，继电设备很容易被启动。然而，谐波电压只要进入了继电设备，正误差最可能出现，此时低压继电设备很容易出现失误。想要快速启动电磁继电设备的话，一定不能出现很大的定值误差。谐波只要不超过10%的含量，很容易影响到继电设备，且其影响力相当大。值得注意一点，谐波超过一定含量，且次谐波逐渐衰减时，一旦电磁继电设备发生误操作，电力系统将无法正常运行。谐波是故障录波设备不能正常启动的主要因素，它可影响频率仪的最终测试值，降低其准确度，同时还可导致设备合闸出现极大的误差角。
2.4谐波会影响负序量元件，包括微机线路等
通常，电网的继电保护装置更多以负序电流增量为主，其组成部分包括两个：一个是线路保护，另一个为变压设备保护。电力系统可由不同的方式组成，谐波干扰是一个重要问题，在滤波器的作用下，将出现电流以及电压。保护回路出现了谐波，很难正确操作保护设备，甚至导致操作失误。微机线路可经常看到保护设备，它包含了不同的启动元件，最常见的有负序以及突变量。这些元件都可当作门槛电压量，也可称其为电流量，甚至是启动量。经大量实践证实，谐波可影响这些启动量，这样就很难准确判断出保护回路、逻辑回路等，由此导致误操作的发生。
2.5电磁型机电设备
虽然整定值会受到谐波的影响，但是如果谐波含量在一定的范围内，就不会增加整定值的误差。继电保护装置的基础就是基波电压或者电流整流，其动态作用的变化不会太大。但是如果继电设备中出现了谐波，并发生误动，在电压机电设备中其动作值就会因为高于基波的整值而产生拒动。当然，也有可能是空载变压器的切头中出现谐波，此时在谐波分量的影响下继电器也有可能产生误动，造成断路器跳闸的情形。因为电磁型继电器对定值误差的要求不高，所以如果谐波含量不超过10，其受到谐波的影响就比较小。但是如果谐波含量比较大，而且各次谐波衰减比较慢，出现电磁型继电器误动就会造成严重的系统事故。
2.6感应型机电设备
在感应型继电保护装置中，其动作速度慢、惯性大，这样就削弱了谐波的影响，使得谐波转矩的作用变小，对感应型机电设备的影响小。但是如果因为磁场作用继电器圆盘或圆筒中产生了电流，而另一个磁场的作用产生了电磁转矩，此时在电磁转矩的影响下圆盘或圆筒就会发生旋转。如果此时输入一定频率，在畸变电流谐波分量的影响下继电设备中的磁盘会出现附加转矩，当转矩与电流谐波分量和基波分量等转矩的和相等时，继电器的灵敏度就会降低。而且谐波分量包括整数和负数，继电保护装置中就可能出现误动或拒动的情形。如果电力系统出现了谐波，三相谐波不相等也不对称，负序滤波器就会加大谐波输出，放大裂相回路对谐波的作用，增加整流出的直流脉动，出现保护误启动。
结论
随着我国经济的发展，人们对电力的需求量在逐渐增加，并提出了更高的要求。但是在电力系统运行中经常会出现谐波，影响着继电保护的正常运行，也降低了电压正弦波的质量，严重制约了电网的正常运作。因此，在电力系统实际运行中，要认识到中电力系统谐波对继电保护的负面影响，在这样的基础上采取有效的对策降低其对继电保护的干扰，为电力系统安全稳定的运行提供保障。同时也要采取有效的措施保证电力系统继电保护的正常运行，减少电力系统中的谐波，为电力系统的稳定运行和经济社会的发展提供保障。
参考文献：
[1]程丽.电力系统谐波对继电保护的影响研究[J].中国新通信，2017，19（01）：97.
[2]郭冰，王维川.电力系统中谐波对继电保护的影响[J].经营管理者，2015（03）：343-344.
论文作者:程坤1,王双杰2
论文发表刊物:《河南电力》2018年15期
论文发表时间:2019/1/17
标签：谐波论文; 电力系统论文; 电流论文; 设备论文; 继电论文; 就会论文; 基波论文; 《河南电力》2018年15期论文;