谐波对继电保护的影响与改进
摘 要 随着我国电力系统的不断发展，我国的电力系统内部已经成了各种电气设备的集中营。但是电气设备的接入也必然带来谐波问题，电网中的谐波由于会对继电保护装置造成一定影响，因此对其加以消除或改进已经成为我国当前电力系统中的一个大问题。
关键词 电力系统；电业；电气设备；谐波影响；继电保护
0引言
随着工业生产的迅猛发展，我国的工业化已经达到了一个前所未有的阶段，这就必然使得我国的电力系统中的非线性负荷日益增多，非线性负荷对于电力系统的最大的影响与危害就在于其可以产生高次谐波，高次谐波的频率为基波频率的整数倍数，这种高次谐波会在电流之中产生额外的转距，从而可以改变电器的动作特性，高次谐波在我国的电力系统中经常会引起继电器的误动作。严重时还有可能烧毁线圈，因此，电力系统中的高次谐波的问题必须加以重视、妥善解决，以保证电力系统的生产的有序进行，以保证人民群众的用电安全。
1 谐波的产生
谐波即指可以产生频率为基波的整数倍数的一种电气特征，这种电气特征并非所有的用电设备都能够产生，只有较少部分电气设备具备这种特性。当我们在对非正弦的周期性电磁信息做傅利叶级数分解时，再经过傅利叶变换就可以得到与电网的基波频率相同的分量以及一些数倍于基波频率的分量，谐波即谐波分量，通常指的是超出基波的倍数级的一种分量。
谐波的主要产生设备为能量变换装置与能量变换技术所产生，此外，变频设备也会产生谐波分量。谐波分量主要是由这些非线性电力装的二极管的不控整流技术产生出来的。整流装置产生的大量谐波会对电力系统中的用电设备产生巨大的破坏作用，严重的还会造成经济损失。在平时，这些谐波的虽然会对电网产生影响，但是其影响的分量恒定，但是，一旦遇到电网的短路故障时，这些谐波分量会进一步增大给电网造成更大的影响。
2谐波的危害
在谐波存在的电网中，变压器以及电网中的其他用电设备会产生多余的热量，这些多余的热量一点一点地积累会使得电气设备的外表的绝缘层逐渐变质，最终，不但使得用电设备的寿命极大地缩短，而且还会对人类造成触电的危害。此外，谐波还会对测量仪器的测量精准性产生较大的干扰，甚至还会对电网中的继电保护装置产生误动作。误动作将给电网的安全用电造成极大的危害，不但影响了用户的正常用电，而且还给电网带来了巨大的经济损失。谐波对于电网的安全运行与稳定运行构成了潜在的威胁，并且还会对电网的局部产生串并联的谐
振，谐波在串并联谐振作用之下产生一种渐趋放大的效应。而且谐波还会让用电设备产生振动与噪声。若是谐波的频率恰好与定转子的频率相同，就会发生共振进而产生极大的噪声，严重时会对电气设备造成破坏。谐波在令部分手机等通讯设备产生啸叫的同时还可以通过这些通讯设备干扰附近的通信设备，使得这些设备出现异常。谐波超过临界值时或者产生谐波的电气设备较大时还会产生三次谐波与高次谐波，高次谐波会使得流经的中线过热，极易引发火灾。
3谐波继电器的影响
由于每种继电器的性能和工作原理不同，所以谐波对其影响的程度也不会相同，下面就几种常见的继电器进行分析。
3.1 对电磁型继电器的影响
对于电磁型电流的继电器，电磁动作的转矩和流经线圈内的电流有效值的平方成正比，继电器仅仅只会在电流之中的基波及其设次谐波累加之和大于继电器的动作电流阀值时才会产生闭或合的动作。
3.2 对整流型继电器的影响
整流型继电器是指把输入电网的交流信号整流后，再根据整流后的电流电压信号值来判断下一步的动作。电流在工作中会将三相电流经过变换变换成单相的电压值，而如果电力系统中电流含有大量的谐波分量，且与三相电流的谐波含量不对称时，负序滤波器就会产生大量的谐波电流。
3.3 对感应型继电器的影响
由于各电流中的谐波分量所产生的转矩不同，有正有负，因此，继电器的异常状态也只能是两种，一种是矫枉过正产生拒动，一种是过犹不及误动，之所以会产生这两种异常现象是因为谐波分量之有效值与高次谐波之相位差决定了的。
4谐波对继电保护装置的影响
在电力系统正常的负荷运行时，电流的波形可能就会有些畸变，但是在故障时的电流却恢复成为正弦波的图形，很明显，只有故障时的电流才是是畸变。所以，当整定在大短路或适中的电流水平下，这时的保护装置通常是不会受波形畸变影响的。
4.1 谐波对距离保护的影响
在距离保护装置中，距离测量的那一部分一般按照线路的基波阻抗来拟合整定的，当电力系统中含有谐波电流时，所得到的测量结果就会回使基波阻抗与阻抗之间产生比较大的误差，电流在发生故障时会产生高阻抗性，这时如果接地则其阻抗性将会成为起决定性作用的因素。
4.2 谐波对零序保护的影响
零序保护装置的判断依据一般是流过此段线路的最大不平衡的零序电流量。如果在线路中的电流里面只是含有少量的基波分量，那么所产生的不平衡电流是很小的。
4.3 谐波对保护起动量的影响
负序量起动装置的保护受谐波的影响是最大的。当电力系统中的谐波含量增大时，就会引起负序量电流保护装置的误动作。当谐波分量通过电压滤波器和负序电流时，可能会引起高频闭锁方向保护的保护（主要是正向动作回路的起动），当装置中无闭锁的信号时，就可能会引起负序功率方向的高频保护误起动。
5对谐波问题的改进
在电力生产过程中，为了尽可能地减小谐波对于继电保护设施的某种影响，我们可以采取如下的方法：比如在选购继电器时尽能地选择谐波影响小的元器件为宜。在变压器的差动保护中，继电器最好是采用变流器和速饱制动的方式；在电力系统中，由于谐波的容抗和感抗之间会产生一定的谐振。
6结论
根据继电装置不同的需求，谐波问题已经被纳入正轨了，并经过改进后，提出了新的标准波形，最终也会出现更好的继电保护装置。
参考文献
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