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【摘要】为了提高电网运行的安全性与稳定性，本文主要针对谐波的产生、谐波的危害进行了简单分析，提出了谐波对继电保护的影响，探讨了应对谐波对继电保护的影响的策略。
【关键词】谐波；继电保护；影响；应对策略
目前，越来越多的电子设备投入到配电系统中，使得系统运行效率大大降低，尤其是谐波的产生，其影响更大，这些问题引起了人们的高度重视。因此，对谐波对继电保护的影响与应对策略的探讨有其必要性。
1.谐波的产生
一般而言，在电力系统中，谐波产生的主要原因就是由于非线性原因所导致的，若负荷是线性时，如纯阻性负荷，那么电流波形与电压相同。但如果负荷中存在非线性的负荷 ，就会造成电流或电压的波形不规则，既造成了谐波。通常情况下，通过以下公式来表示关于谐波与电流信号的关系：
k =1的分量为基波，
k =2的分量为二次谐波，
k=n的分量为n次谐波，
其中，k为奇数的分量为奇次谐波，k为偶数的分量为偶次谐波。
2.谐波对继电保护的影响及危害
谐波是电力网中的一种污染，会导致电机发热产生故障、电力保护误动作、电脑通讯设备受干扰等等，所以其所造成的影响和危害也是很大的，大体主要表现在以下几个方面：
2.1对用电设备的影响
用电设备在谐波的作用下，绝缘部分会发生老化，进而也就缩短了它的寿命，同时，还要降低测量仪器的准确性，进而引导自动装置的误操作和保护装置，一般来讲，电力系统的谐波含量在10%-40%以上，主要影响到的设备有旋转电动机铁芯设备、并联电容器、断路器、电子设备、继电器保护、通信线路、电缆线路，可以说，谐波对所有用电设备都会有影响，降低设备使用寿命、造成继电保护设备误动作、使设备过热、干扰电子设备等等。
2.2噪声污染
谐波的产生会使得电力系统中的用电设备发生振动或者是噪声，谐波电流的频率与转子部件的固有频率相相近时，就必然会产生振动，同时伴随着很大的噪声。
2.3污染电网
在电网中，谐波如果过于严重，除了会影响到用电设备的正常工作以外，甚至于还会引发用电故障，进而会对公用电网注入更多的电流，使得电网发热、超载，导致电力系统无法正常输送，严重时，还会引起火灾。
2.4影响变压器的正常工作
在电力系统中，变压器呈现三角形连接，一旦有电流侵入，就会形成环行电流，尤其是对于3次谐波电流，最终导致中性线发热，从而影响了继电保护的可靠性。
3.继电保护的重要性
在继电保护中，主保护主要包括比例差动、差动速断、零序比例差动、工频变化量比例差动；后备保护，主要是相间阻抗、过流保护、阻抗退出过流保护、零序过流、过激磁、启动冷却器、过负荷、零序过压等，其中，相间阻抗就是指正向、反向阻抗可整定，可经过振荡闭锁，而过流保护可经过复合电压闭锁，阻抗退出过流保护是由TV断线引起的阻抗退出后投入；零序过流是I、II段可经方向和二次谐波闭锁；过激磁具有反时限过激磁功能；等，这些都保证电力系统正常运行的根本。一旦电网中的电力设备发生故障，继电保护就可以通过自行启动，维持电网的稳定、安全运行。
4.谐波对继电保护的影响
4.1对继电器的影响
由于继电器是按基波电压或电流整定的，那么在分静态的状况下，一定会影响到谐波，当谐波的含量在40%以内时，电流继电器就会产生拒动，造成电压继电器整定值降低，进而继电器就会产生拒动；若是较高的谐波电流通过时，继电器则会误动，那么断路器就会立即跳闸。
4.2对感应继电器的影响
感应继电器在磁场的作用下，会产生感应电流，当这一电流与电力设备中的另一磁场发生作用，就会产生转矩，此时圆盘和圆筒就会发生转动，若是呈现非线性负载，即会使得大量电能消耗，而且还会导致高次谐波产生，进而电力系统中的电流波形、电压波形都发生畸变，功率因素也随之降低，自然就会产生噪声、振动以及电气设备过热的现象。
另外，谐波电流分量产生的转矩可正可负，因而，继电器可能产生误动也可能产生拒动，其后果由各同次频率谐波间的相位差以及谐波分量的有效值而定。在运行时，电力系统的局部在谐波的影响下，不论是串联谐振，还是并联谐振，谐波的分量都会不断放大，电容器及设备极易烧毁，这样，自动保护装置和继电保护就会发生误动作，电能计量也呈现一片混乱的现象，造成断晶、错位的现象，进而引起跳闸，最终影响到产品的质量和电力安全。
5.谐波对继电保护影响的应对措施
为了提高电网运行的稳定性，提高电网运行效率，减少谐波对电网造成的影响，保证电网的安全性，本文主要提出了以下保护措施：
首先，继电保护装置要尽量不用受谐波影响大运用原理以及电气元件，如比相判断、过零点检测、弱电继电器；在变压器差动保护中，可以采用二次谐波的方式进行饱和变流器对继电器加强保护；同时，在二次系统中，由于容抗和感抗的存在，可能会产生谐振，所以，系统中的固有频率，要远离较高含量的频率带，可以消除谐振所产生的过电压，进而提高继电器的可靠性。
其次，在继电保护系统中，可以设计软件滤波器和硬件滤波器，一种是用滤波器，包括：有源滤波器、无源滤波器，通过对滤波的有效处理，将谐波产生的干扰消除，这也是目前电力系统中常用来消除谐波的方式，在实施中，具体方法如下：其一，源滤波器，也称为主动式滤波器，其主要原理是通过产生于谐波方向相反，大小相等的谐波电流，来抵消系统中的谐波。其滤波器效果广，但是成本较高；其二，无源滤波器，也称为被动式滤波器，其主要原理是通过电容器与滤波电抗器串联在一起，在谐波频率下形成一个低阻抗回路，用来吸收该频率的谐波，从而达到降低系统谐波的功能。无源滤波器也就是电容器的补偿方式，但是无源滤波器的使用范围较窄，只能滤除单一阶次的谐波，因此，在实际应用中，一定要根据实际情况进行合理的选择。
第三，对产生谐波的设备的电源加装功率因数调节模块，为此，需要在设备制造时，就应该考虑到这个问题，进而从根本上解决谐波问题，进行控制电网的谐波污染严重的现象。
第四，在电力系统中，安装谐波治理装置，减少对电焊机的损坏，这是因为电力设备之间可能互相干扰，通过这种方法，来提高电力设备工作的稳定性，也可以提高系统的功率因数，减少因谐波带来的电能损失等等，在实际应用中，可以将谐波治理装置和补偿装置一起安装，从而有效控制谐波的影响。
第五，做好谐波分析，利用AD卡获得电流数据，通过傅立叶变换获得各次谐波的参数，在通过数据处理给出结果，消除谐波的影响，但是电抗器的计算和现场谐波测试比较复杂，而且只对固定负载有用，若负载出现波动，其滤波效果就会大打折扣，为此，必须要以实际运行为标准，对所有的参数进行分析，对谐波造成的功率因数下降给予补偿，从而提高电网运行效率。
6.总结
总而言之，要想保证电力系统的有效运行，提高电网的运行效率，就要正确认识到谐波的产生以及危害性，通过对谐波对电力系统影响的分析，提出有效的解决措施，尽可能地控制配电系统中的一切变动。
【参考文献】
[1]李贵军.供电系统的继电保护探讨[J].中国电力企业管理，2011，（10）.
[2]華艳红，刘荣利.微机型继电保护装置的变压器差动保护[J].中国高新技术企业，2012，（04）.
[3]戚艺明.继电保护故障处理方法的探讨[J].科技创新导报，2012，（10）.
[4]劳海军.电力系统继电保护装置运行可靠性探讨[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2012，（02）.
[5]崔雨晴，王潇洋，章建明，杨凡弟，王文凯，苏再卿.电力系统继电保护发展探究[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2012.（03）.
【关键词】谐波；继电保护；影响；应对策略
目前，越来越多的电子设备投入到配电系统中，使得系统运行效率大大降低，尤其是谐波的产生，其影响更大，这些问题引起了人们的高度重视。因此，对谐波对继电保护的影响与应对策略的探讨有其必要性。
1.谐波的产生
一般而言，在电力系统中，谐波产生的主要原因就是由于非线性原因所导致的，若负荷是线性时，如纯阻性负荷，那么电流波形与电压相同。但如果负荷中存在非线性的负荷 ，就会造成电流或电压的波形不规则，既造成了谐波。通常情况下，通过以下公式来表示关于谐波与电流信号的关系：
k =1的分量为基波，
k =2的分量为二次谐波，
k=n的分量为n次谐波，
其中，k为奇数的分量为奇次谐波，k为偶数的分量为偶次谐波。
2.谐波对继电保护的影响及危害
谐波是电力网中的一种污染，会导致电机发热产生故障、电力保护误动作、电脑通讯设备受干扰等等，所以其所造成的影响和危害也是很大的，大体主要表现在以下几个方面：
2.1对用电设备的影响
用电设备在谐波的作用下，绝缘部分会发生老化，进而也就缩短了它的寿命，同时，还要降低测量仪器的准确性，进而引导自动装置的误操作和保护装置，一般来讲，电力系统的谐波含量在10%-40%以上，主要影响到的设备有旋转电动机铁芯设备、并联电容器、断路器、电子设备、继电器保护、通信线路、电缆线路，可以说，谐波对所有用电设备都会有影响，降低设备使用寿命、造成继电保护设备误动作、使设备过热、干扰电子设备等等。
2.2噪声污染
谐波的产生会使得电力系统中的用电设备发生振动或者是噪声，谐波电流的频率与转子部件的固有频率相相近时，就必然会产生振动，同时伴随着很大的噪声。
2.3污染电网
在电网中，谐波如果过于严重，除了会影响到用电设备的正常工作以外，甚至于还会引发用电故障，进而会对公用电网注入更多的电流，使得电网发热、超载，导致电力系统无法正常输送，严重时，还会引起火灾。
2.4影响变压器的正常工作
在电力系统中，变压器呈现三角形连接，一旦有电流侵入，就会形成环行电流，尤其是对于3次谐波电流，最终导致中性线发热，从而影响了继电保护的可靠性。
3.继电保护的重要性
在继电保护中，主保护主要包括比例差动、差动速断、零序比例差动、工频变化量比例差动；后备保护，主要是相间阻抗、过流保护、阻抗退出过流保护、零序过流、过激磁、启动冷却器、过负荷、零序过压等，其中，相间阻抗就是指正向、反向阻抗可整定，可经过振荡闭锁，而过流保护可经过复合电压闭锁，阻抗退出过流保护是由TV断线引起的阻抗退出后投入；零序过流是I、II段可经方向和二次谐波闭锁；过激磁具有反时限过激磁功能；等，这些都保证电力系统正常运行的根本。一旦电网中的电力设备发生故障，继电保护就可以通过自行启动，维持电网的稳定、安全运行。
4.谐波对继电保护的影响
4.1对继电器的影响
由于继电器是按基波电压或电流整定的，那么在分静态的状况下，一定会影响到谐波，当谐波的含量在40%以内时，电流继电器就会产生拒动，造成电压继电器整定值降低，进而继电器就会产生拒动；若是较高的谐波电流通过时，继电器则会误动，那么断路器就会立即跳闸。
4.2对感应继电器的影响
感应继电器在磁场的作用下，会产生感应电流，当这一电流与电力设备中的另一磁场发生作用，就会产生转矩，此时圆盘和圆筒就会发生转动，若是呈现非线性负载，即会使得大量电能消耗，而且还会导致高次谐波产生，进而电力系统中的电流波形、电压波形都发生畸变，功率因素也随之降低，自然就会产生噪声、振动以及电气设备过热的现象。
另外，谐波电流分量产生的转矩可正可负，因而，继电器可能产生误动也可能产生拒动，其后果由各同次频率谐波间的相位差以及谐波分量的有效值而定。在运行时，电力系统的局部在谐波的影响下，不论是串联谐振，还是并联谐振，谐波的分量都会不断放大，电容器及设备极易烧毁，这样，自动保护装置和继电保护就会发生误动作，电能计量也呈现一片混乱的现象，造成断晶、错位的现象，进而引起跳闸，最终影响到产品的质量和电力安全。
5.谐波对继电保护影响的应对措施
为了提高电网运行的稳定性，提高电网运行效率，减少谐波对电网造成的影响，保证电网的安全性，本文主要提出了以下保护措施：
首先，继电保护装置要尽量不用受谐波影响大运用原理以及电气元件，如比相判断、过零点检测、弱电继电器；在变压器差动保护中，可以采用二次谐波的方式进行饱和变流器对继电器加强保护；同时，在二次系统中，由于容抗和感抗的存在，可能会产生谐振，所以，系统中的固有频率，要远离较高含量的频率带，可以消除谐振所产生的过电压，进而提高继电器的可靠性。
其次，在继电保护系统中，可以设计软件滤波器和硬件滤波器，一种是用滤波器，包括：有源滤波器、无源滤波器，通过对滤波的有效处理，将谐波产生的干扰消除，这也是目前电力系统中常用来消除谐波的方式，在实施中，具体方法如下：其一，源滤波器，也称为主动式滤波器，其主要原理是通过产生于谐波方向相反，大小相等的谐波电流，来抵消系统中的谐波。其滤波器效果广，但是成本较高；其二，无源滤波器，也称为被动式滤波器，其主要原理是通过电容器与滤波电抗器串联在一起，在谐波频率下形成一个低阻抗回路，用来吸收该频率的谐波，从而达到降低系统谐波的功能。无源滤波器也就是电容器的补偿方式，但是无源滤波器的使用范围较窄，只能滤除单一阶次的谐波，因此，在实际应用中，一定要根据实际情况进行合理的选择。
第三，对产生谐波的设备的电源加装功率因数调节模块，为此，需要在设备制造时，就应该考虑到这个问题，进而从根本上解决谐波问题，进行控制电网的谐波污染严重的现象。
第四，在电力系统中，安装谐波治理装置，减少对电焊机的损坏，这是因为电力设备之间可能互相干扰，通过这种方法，来提高电力设备工作的稳定性，也可以提高系统的功率因数，减少因谐波带来的电能损失等等，在实际应用中，可以将谐波治理装置和补偿装置一起安装，从而有效控制谐波的影响。
第五，做好谐波分析，利用AD卡获得电流数据，通过傅立叶变换获得各次谐波的参数，在通过数据处理给出结果，消除谐波的影响，但是电抗器的计算和现场谐波测试比较复杂，而且只对固定负载有用，若负载出现波动，其滤波效果就会大打折扣，为此，必须要以实际运行为标准，对所有的参数进行分析，对谐波造成的功率因数下降给予补偿，从而提高电网运行效率。
6.总结
总而言之，要想保证电力系统的有效运行，提高电网的运行效率，就要正确认识到谐波的产生以及危害性，通过对谐波对电力系统影响的分析，提出有效的解决措施，尽可能地控制配电系统中的一切变动。
【参考文献】
[1]李贵军.供电系统的继电保护探讨[J].中国电力企业管理，2011，（10）.
[2]華艳红，刘荣利.微机型继电保护装置的变压器差动保护[J].中国高新技术企业，2012，（04）.
[3]戚艺明.继电保护故障处理方法的探讨[J].科技创新导报，2012，（10）.
[4]劳海军.电力系统继电保护装置运行可靠性探讨[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2012，（02）.
[5]崔雨晴，王潇洋，章建明，杨凡弟，王文凯，苏再卿.电力系统继电保护发展探究[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2012.（03）.