电力系统谐波对继电保护的影响

摘 要：随着经济与科技的发展，电力系统也得以快速发展，很多新型电气设备被应用到电力企业中，但也因此出现了一些问题，电力系统谐波威胁到继电保护，这一问题也成为现代电力企业重点研究课题。本文将从谐波基本情况介绍入手，联系导致电力系统谐波产生的主要原因，重点研究电力系统谐波对继电保护所带来的影响，提出减少与解决谐波对电力系统继电保护影响的对策。

关键词：电力系统；谐波；继电保护

前言：经济的发展带动了科技进步，电子技术也有了明显改善，不少企业引进与应用了可控硅整流装置，导致电力系统波形发生变化，产生谐波，影响了电力系统运行，不仅容易损害电力设备，电能质量也明显降低。因此，有必要研究电力系统谐波对继电保护的影响。

一、谐波概述

谐波一词原属于声学范畴，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。

二、导致电力系统谐波产生的主要原因

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[1]。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[2]。

三、电力系统谐波对继电保护的影响

（一）对电磁型继电器的影响

通常情况下，如果谐波含量低于40%，其整定值误差就会在10%以下，但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。

（二）对感应型继电器的影响

如果将感应型继电器放置在磁场中，那么其中的圆筒便会受感应电流影响，感应电流也会与设备另一磁场发生作用，引起电磁转矩，圆筒也将随之变动，继电器能够变动的部分有很大惯性，速度却很缓慢，即便有谐波转矩，其所带来的影响也很小，这与畸变电流有一定关系。再加上，谐波电流分量中存在正负两种转矩，继电器也会因此发生误动作。受到谐波影响的继电器，会将促使零点数目上升，导致继电器实际工作时间远远低于规定时间，伴随着完整波的增多，继电器也会发生很多错误，因此，在设计中一定要在重视这一内容。

（三）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[3]。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。

（四）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。通常情况下静态型继电器保护中存在两种交流电量，在比较阶段就需要运用比相器。如在研究相差保护的过程中，如果发生短路情况，将很容易引起直流分量，并伴随着高次谐波，这样也就导致继电保护装置发生误动作，容易产生危险。

四、减少谐波威胁的措施

为减少谐波对电力系统继电保护的威胁，可以从以下几方面入手：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。

结论：

通过以上研究得知，谐波的产生严重威胁到电力系统继电保护装置的安全，更会使电力系统不能安全运行，影响电力系统原有作用的发挥，因此，一定要找出谐波给电力系统继电保护所带来的不同影响，并联系实际情况采取合理有效的解决措施，只有这样才能做好谐波控制工作，减少不必要的损失。本文找出了导致谐波产生的原因，分析了其对继电保护的影响，并提出了解决对策，希望能为相关人士带来参考。

参考文献

[1]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，2013，21：24-25.

[2]戴一宇. 试论电力系统谐波对继电保护的影响[J]. 通讯世界，2015，23：125-126.

[3]李大军. 浅析电力系统谐波对继电保护产生的影响及防范措施[J]. 机电信息，2012，33：18-19.

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