下载文档原格式
电力系统继电保护原理主讲人：黄少锋第一章绪论一、继电保护的作用二、继电保护的基本原理及其组成三、继电保护的基本要求四、继电保护工作的特点一、继电保护的作用电力系统是发电、输电、配电、用电组成的一个实时的、复杂的联合系统。
可靠性要求极高！因此，不能中断 电力生产的特点：目前，电能难以大容量存储，电能的生产与消耗几乎是时刻保持平衡。
主要的储能方式：抽水蓄能电站，但比例低。
电力系统一次设备：发电机、变压器、母线、输电线路、电动机、电抗器、电容器等组成的电能传输设备。
属于高压设备，绝缘要求高。
电力系统二次设备：对一次设备的运行状态进行监视、测量、控制与保护的设备（从TA、TV二次侧获得成正比的“小信号”→相额定电压57.7V，额定电流1A或5A）。
安全，且设备可小型化，绝缘要求低。
根据不同的运行条件，可以将电力系统运行状态分为：正常状态、不正常状态、故障状态。
正常状态：等约束和不等约束条件都满足，电力系统在规定的限度内可以长期安全稳定运行。
最关键的指标：U e±10%, △f ≤±0.2Hz，潮流限制等不正常状态：正常运行条件受到破坏，但还未发生故障。
等约束条件满足，部分不等约束条件不满足。
例如：负荷潮流越限；发电机突然甩负荷引起频率升高；系统无功缺损导致频率降低；电压升高；电力系统发生振荡等等。
正常状态和大部分的不正常状态可以由以下措施予以调节和控制：1）有功、无功潮流和电压、频率的调整——调整发电机出力、变压器分接头、负荷等； 2）自动化装置——备用电源自动投入（简称备自投）、自动准同期装置、自动按低频减载、低压减载、自动解列、过电压检测等。
故障状态：一次设备运行中由于外力、绝缘老化、过电压、误操作，以及自然灾害等各种，导致原因发生短路、断线。
电力系统发生短路故障是不可避免的，如雷击、台风、地震、绝缘老化，人为因素等引起。
短路是指电力系统正常运行情况以外的一切相与相之间、或相与地之间的“短接”。
第一章、绪论不正常运行状态：1、负荷潮流超过额定上限造成电流升高(过负荷）2、系统出现功率缺额导致频率降低3、发电机甩负荷引起发电机频率升高4、中性点不接地或者非有效接地系统中单相接地引起非接地相对地电压升高5、电力系统振荡短路的危害：1、短路电流及燃起的电弧，使故障元件损坏2、短路电流流经非故障元件，由于发热和电动力，导致非故障元件损坏3、导致部分地区电压水平降低，使电力用户正常工作遭到破坏或者产生废品4、破坏发电厂之间并列运行稳定性,引起系统振荡甚至瓦解电力系统继电保护泛指：继电保护技术和由各种继电保护装置组成的继电保护系统。
包括继电保护的原理设计、配置、整定、调试等技术也包括电压、电流互感器二次回路,经过继电保护装置到断路器跳闸线圈的一整套具体设备，通信设备第二章、电流保护整定电流的意义是：当被保护线路的一次侧电流达到这个数值时，安装在该处的这套保护装置能够动作。
电流速断保护的优点：简单可靠、动作迅速，缺点：不能保护线路全长，保护范围受运行方式影响电流保护的接线方式指电流继电器与电流互感器之间的接线方式,目前广泛使用三相星形、两项星形接线.功率方向元件的基本要求：1、明确的方向性，正方向故障可靠动作,反方向故障不动作2、足够的灵敏度功率方向元件接线方式要求：1、正方向任何短路都能动作，反方向不动作2、Ir、Ur尽可能大一些，ψk接近最大灵敏度角ψsen，减小消除动作死区中性点直接接地系统：零序电流的分布:主要取决于输电线路零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，与电源数目和位置无关零序功率方向：与正序功率方向相反，由线路流向母线中性点非直接接地系统零序分量分布特点：1、对地电容构成通路，零序阻抗很大2、单相接地时，相当于故障点产生与故障前相电压等大反向的零序电压，全系统出现零序电压3、非故障线路零序电流为线路本身的电容电流，容性无功由母线流向线路4、故障线路零序电流等于全系统非故障元件对地电容电流之和，容性无功由线路流向母线第三章、距离保护距离保护的构成:启动部分、测量部分、振荡闭锁部分、电压回路断线部分、配合逻辑部分、出口部分（P-68）距离保护优点：同时利用电压电流特征，保护区稳定，灵敏度高，受运行方式影响小,在复杂网络中使用,可作为变压器发电机后备保护。
《电力系统继电保护》《电力系统继电保护》第一章绪论一,电力系统的正常工作状态,不正常工作状态和故障状态电力系统在运行中可能发生各种故障和不正常运行状态,最常见同时也是最危险的故障是各种类型的短路.发生短路时可能产生以下后果:1)通过故障点的短路电流和所燃起的电弧使故障设备或线路损坏.2)短路电流通过非故障设备时,由于发热和电动力的作用,引起电气设备损伤或损坏,导致使用寿命大大缩减.3)电力系统中部分地区的电压大大降低,破坏用户工作的稳定性或影响产品的质量.4)破坏电力系统并列运行的稳定性,引起系统振荡,甚至导致整个系统瓦解.继电保护装置的基本任务是:1)自动地,迅速地和有选择地将故障元件从电力系统中切除,使故障元件免于继续遭到破坏,保证其他无故障部分迅速恢复正常运行.2)反应电气元件的不正常运行状态,并根据运行维护的条件(如有无经常值班人员)而动作于信号的装置. 二, 继电保护的基本原理及其组成1,继电保护的基本原理电力系统发生故障后,工频电气量变化的主要特征是:1)电流增大. 短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流.2)电压降低. 当发生相间短路和接地短路故障时,系统各点的相间电压或相电压值下降,且越靠近短路点,电压越低.3)电流与电压之间的相位角改变. 正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角,一般约为20°;三相短路时,电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定,一般为60°～85°;而在保护反方向三相短路时,电流与电压之间的限额将则是180°+(60°～85°).4)不对称短路时,出现相序分量, 如单相接地短路及两相接地短路时,出现负序和零序电流和电压分量.这些分量在正常运行时是不出现的.利用短路故障时电气量的变化,便可构成各种原理的继电保护.例如,据短路故障时电流的增大,可构成过电流保护;据短路故障时电压的降低,可构成电压保护;据短路故障时电流与电压之间相角的变化,可构成功率方向保护;据电压与电流比值的变化,可构成距离保护;据故障时被保护元件两端电流相位和大小的变化,可构成差动保护; 据不对称短路故障时出现的电流,电压相序分量,可构成零序电流保护,负序电流保护和负序功率方向保护等.2, 继电保护的组成及分类模拟型继电保护装置的种类很多,它们都由测量回路,逻辑回路和执行回路三个主要部分组成.3,对继电保护装置的基本要求(l) , 选择性选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时,其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除,当故障设备或线路的保护或断路器拒绝动作时,应由相邻设备或线路的保护将故障切除.(2),速动性速动性就是指继电保护装置应能尽快地切除故障.对于反应短路故障的继电保护,要求快速动作的主要理由和必要性在于1 )快速切除故障可以提高电力系统并列运行的稳定性.2 )快速切除故障可以减少发电厂厂用电及用户电压降低的时间,加速恢复正常运行的过程.保证厂用电及用户工作的稳定性.3 )快速切除故障可以减轻电气设备和线路的损坏程度.4 )快速切除故障可以防止故障的扩大,提高自动重合问和备用电源或设备自动投人的成功率.对于反应不正常运行情况的继电保护装置,一般不要求快速动作,而应按照选择性的条件,带延时地发出信号.3 , 灵敏性灵敏性是指电气设备或线路在被保护范围内发生短路故障或不正常运行情况时,保护装置的反应能力.所谓系统最大运行方式,就是在被保护线路末端短路时,系统等效阻抗最小,通过保护装置的短路电流为最大的运行方式;系统最小运行方式,就是在同样的短路故障情况下,系统等效阻抗为最大,通过保护装置的短路电流为最小的运行方式.保护装置的灵敏性用灵敏系数来衡量.灵敏系数表示式为:l )对于反应故障参数量增加(如过电流)的保护装置:保护区末端金属性短路时故障参数的最小计算值2 )对于反应故障参数量降低(如低电压)的保护装置:保护区末端金属性短路时故障参数的最小计算值4,可靠性可靠性是指在保护范围内发生了故障该保护应动作时,不应由于它本身的缺陷而拒动作;而在不属于它动作的任何情况下,则应可靠地不动作.以上四个基本要求是设计,配置和维护继电器保护的依据,又是分析评价继电保护的基础.这四个基本要求之间,是相互联系的,但往往又存在着矛盾.因此,在实际工作中,要根据电网的结构和用户的性质,辩证地进行统一.第二章,电网的电流保护一, 单侧电源网络相间短路的电流保护输电线路发生相间短路时,电流会突然增大,故障相间的电压会降低.利用电流会这一特征,就可以构成电流保护.电流保护装置的中心环节是反应于电流增大而动作的电流继电器.电流继电器是反应于一个电器量而电阻的简单继电器的典型.1,继电器(1)电磁型继电器电磁继电器的基本结构形式有螺管线圈式, 吸引衔铁式和转动舌片式三种,如图2.1 所示. 电流继电器在电流保护中用作测量和起动元件, 它是反应电流超过一整定值而动作的继电器. 电磁继电器是利用电磁原理工作的,以吸引衔铁式继电器例进行分析,在线圈1 中通以电流,则产生与其成正比的磁通,通过由铁心,空气隙和可动舌片而成的磁路,使舌片磁化于铁心的磁极产生电磁吸力,其大小于成正比,这样由电磁吸引力作用到舌片上的电磁转距可表示为( 2.1 )式中比例常数;电磁铁与可动铁心之间的气隙.( a )螺管线圈式; (b) 吸引衔铁式; (c) 转动舌片式图2.1 电磁型继电器的结构原理1 —线圈;2 —可动衔铁;3 —电磁铁;4 —止挡;5 —接点;6 —反作用弹簧正常工作情况下,线圈中流入负荷电流,继电器不工作,这是由于弹簧对应于空气隙产生一个初始力矩 .由于弹簧的张力与伸长量成正比,因此,当空气长度由减小到时,弹簧产生的反作用力矩为式中比例常数.另外,在可动舌片转动的过程中,还必须克服摩擦力力矩 .因此1 )继电器动作的条件.为使继电器动作,必须增大电流,通过增大电流来增大电磁电磁转矩,使其满足关系式:2 ) 动作电流 .能够满足上述条件,使继电器动作的最小电流值称为继电器的动作电流(起动电流),记作 .3 )继电器的返回条件.继电器动作后,当减小时,继电器在弹簧的作用下将返回.为使继电器返回,弹簧的作用力矩必须大于电磁力矩及摩擦力矩之和,即或4 ) 返回电流. 满足上述条件,使继电器返回原位的最大值电流称为继电器的返回电流,记为,5 )返回系数. 返回电流和起动电流的比值成为继电器的返回系数,可表示为6 ) 动作电流的调整方法:①改善继电器线圈的匝数;②改变弹簧的张力;③改变初始空气隙的长度.7 ) 剩余力矩 .在继电器的动作过程和返回过程中,随着气隙的变化,都将出现一个剩余力矩,从而使继电器的动作过程和返回过程都雪崩式的进行,继电器要么动作,要么返回,它不可能停留在某一个中间状态,具有明显的"继电特性".同时,该力矩还有利于继电器的触点可靠的接触与断开.2,几个基本概念1 )系统最大运行方式在被保护线末端发生短路时,系统等值阻抗最小,而通过保护装置的短路电流为最大的运行方式.2 )最小运行方式在同样短路条件下,系统等值阻抗最大,而通过保护装置的电流为最小的运行方式.系统等值阻抗的大小与投入运行的电气设备及线路的多少等有关.3 )最小短路电流与最大短路电流在最大运行方式下三相短路时通过保护装置的电流为最大,称之为最大短路电流.而在最小运行方式下两相短路时,通过保护装置的短路电流为最小,称之为最小短路电流.4 )保护装置的起动值对因电流升高而动作的电流保护来讲,使起动保护装置的最小电流值称为保护装置的起动电流,记作 .保护装置的起动值是用电力系统的一次侧参数表示的,当一次侧的短路电流达到这个数值时,安装在该处的这套保护装置就能够起动.5 )保护装置的整定所谓整定就是根据对继电保护的基本要求,确定保护装置的起动值(一般情况下是指电力系统一次侧的参数),灵敏性,动作时限等过程.3,无时限电流速断保护根据对保护速动性的要求,在满足可靠性和保护选择性的前提下,保护装置的动作时间,原则上总是越快越好.因此,各种电气元件应力求装设快速动作的继电保护.仅反应电流增大而能瞬时动作切除故障的保护,称为电流速断保护,也称为无时限流速断保护.(1),工作原理无时限速断保护是为了保证其动作的选择性,一般情况下速断保护只保护被保护线路的一部分,具体工作原来如图2.6 所示.对于单侧电源供电线路,在每回电源侧均装有电流速断保护.在输电线上发生短路时,流过保护安装地点的短路电流可用下式计算( 2.4 )图2.06 电流速断保护的动作特性分析Ⅰ—最大运行方式下三相短路电流;Ⅱ—最小运行方式下两相短路电流由式( 2.4 )和( 2.5 )可看出,流过保护安装地点的短路电流值随短路点的位置而变化,且与系统的运行方式和短路类型有关. 和与的关系如图2.6 中的曲线Ⅰ和Ⅱ所示.从图可看出,短路点距保护安装点愈远,流过保护安装地点的短路电流愈小.(2),整定计算1 )动作电流为了保证选择性,保护装置的起动电流应按躲开下一条线路出口处(如点即B 变电所短路时,通过保护的最大保护电流(最大运行下的三相短路电流)来整定.即可靠系数对保护1 ( 2.6 )把起动电流标于图2.6 中,可见在交点M 与保护 2 安装处的一段线路上短路对2 能够动作.在交点M 以后的线路上的短路时,保护2 不动作.因此,一般情况下,电流速断保护只能保护本条线路的一部分,而不能保护全线路.2 )保护范围(灵敏度)计算(校验)规程规定,在最小运行方式下,速断保护范围的相对值为15%~20% ,即式中——最小保护范围;当系统为最大运行方式时,三相短路时保护范围最大;当系统为最小运行方式时,两相短路时保护范围最小.求保护范围时考虑后者.由图2.6 可知( 2.7 )其中, 代入式( 2.7 )整理得( 2.8 )(3)动作时限无时限电流速断保护没有人为延时,只考虑继电保护固有动作时间.考虑到线路中管型避雷器放电时间为0. 04~0.06s ,在避雷器放电时速断保护不应该动作,为此在速断保护装置中加装一个保护出口中间继电器,一方面扩大接点的容量和数量,另一方面躲过管型避雷器的放电时间,防止误动作.由于动作时间较小,可认为t=0 .( 4 )电流速断保护的接线图1 )单相原理接线图电流继电器接于电流互感器TA 的二次侧,它动作后起动中间继电器,其触点闭合后,经信号继电器发出信号和接通断路器跳闸线圈.(5),对电流速断保护的评价优点:简单可靠,动作迅速.缺点:①不能保护线路全长.②运行方式变化较大时,可能无保护范围.如图2.9 所示,在最大运行方式整定后,在最小运行方式下无保护范围.③在线路较短时,可能无保护范围.4, 限时电流速断保护由于电流速断保护不能保护本线路的全长,因此必须增设一套新的保护,用来切除本线路电流速断保护范围以外的故障,作为无时限速断保护的后备保护,这就是限时电流速断保护.( 1 )对限时电流速断保护的要求增设限时电流速断保护的主要目的是为了保护线路全长,,对它的要求是在任何情况下都能保护线路全长并具有足够的灵敏性,在满足这个全体下具有较小的动作时限.( 2 )工作原理1 ) 为了保护本线路全长,限时电流速断保护的保护范围必须延伸到下一条线线路去,这样当下一条线路出口短路时,它就能切除故障.2 ) 为了保证选择性,必须使限时电流速断保护的动作带有一定的时限.3 ) 为了保证速动性,时限尽量缩短.时限的大小与延伸的范围有关,为使时限较小,使限时电流速断的保护范围不超出下一条线路无时限电流速断保护的范围.因而动作时限比下一条线路的速断保护时限高出一个时间阶段 .( 3 )整定计算1 )动作电流动作电流按躲开下一条线路无时限电流速断保护的电流进行整定( 2.9 )2 )动作时限 .为了保证选择性,时限速断电流保护比下一条线路无时限电流速断保护的动作时限高出一个时间阶段,即( 2.10 )当线路上装设了电流速断和限时电流速断保护以后,它们联合工作就可以0.5s 内切除全线路范围的故障,且能满足速动性的要求,无时限电流速断和限时速断构成线路的"主保护".3 )灵敏度校验. 保护装置的灵敏度(灵敏性),是只在它的保护范围内发生故障和不正常运行状态时,保护装置的反应能力.灵敏度的高低用灵敏系数来衡量, 限时电流速断保护灵敏度为( 2.11 )式中——被保护线路末端两相短路时流过限时电流速断保护的最小短路电流;当时,保护在故障时可能不动,就不能保护线路全长,故应采取以下措施:①为了满足灵敏性,就要降低该保护的起动电流,进一步延伸限时电流一条线路限时电流速断保护的保护范围).②为了满足保护选择性,动作限时应比下一条线路的限时电流速断的时限高一个,即速断保护的保护范围,使之与下一条线路的限时电流速断相配合(但不超过下( 4 )限时电流速断保护的接线图1 )单相原理接线如图2.11 所示,( 5 )对限时电流速断保护的评价限时电流速断保护结构简单,动作可靠,能保护本条线路全长,但不能作为相邻元件(下一条线路)的后备保护(有时只能对相邻元件的一部分起后备保护作用).因此,必须寻求新的保护形式.5,定时限过电流保护( 1 )工作原理过电流保护通常是指其动作电流按躲过最大负荷电流来整定,而时限按阶梯性原则来整定的一种电流保护.在系统正常运行时它不起动,而在电网发生故障时,则能反应电流的增大而动作,它不仅能保护本线路的全长,而且也能保护下一条线路的全长.作为本线路主保护拒动的近后备保护,也作为下一条线路保护和断路器拒动的远后备保护.如图2.13 所示,( 2 )整定计算1 )动作电流.按躲过被保护线路的最大负荷电流,且在自起动电流下继电器能可靠返回进行整定( 2.12 )2 )灵敏系数校验.要求对本线路及下一条线路或设备相间故障都有反应能力,反应能力用灵敏系数衡量.本线路后备保护(近后备)的灵敏系数有关规程中规定为( 2.13 )作为下一条线路后备保护的灵敏系数(远后备),〈〈规程〉〉中规定( 2.14 )当灵敏度不满足要求时,可以采用电压闭锁的过流保护,这时过流保护自起动系数可以取13 )时间整定.由于电流Ⅲ段的动作保护的范围很大,为保证保护动作的选择性,其保护延时应比下一条线路的电流Ⅲ段的电阻时间长一个时限阶段为( 2.15 )( 3 )灵敏系数和动作时限的配合过电流保护是一种常用的后备保护,实际中使用非常广泛.但是,由于过电流保护仅是依靠选择动作时限来保证选择性的,因此在负责电网的后备保护之间,除要求各后备保护动作时限相互配合外,还必须进行灵敏系数的配合(即对同一故障点而言越靠近故障点的保护应具有越高的灵敏系数).( 4 )对定时限过电流的评价定时限过电流结构简单,工作可靠,对单侧电源的放射型电网能保证有选择性的动作.不仅能作本线路的近后备(有时作主保护),而且能作为下一条线路的远后备.在放射型电网中获得广泛的应用,一般在35kv 及以下网络中作为主保护.定时限过电流保护的主要缺点是越靠近电源端其动作时限越大,对靠近电源端的故障不能快速切除.6, 阶段式电流保护的应用及评价电流速断保护只能保护线路的一部分,限时电流速断保护能保护线路全长,但却不能作为下一相相邻的后备保护,因此必须采用定时限过电流保护作为本条线路和下一段相邻线路的后备保护.由电流速断保护,限时电流速断保护及定时限过电流保护相配合构成一整套保护,叫做三段电流保护.实际上,供配电线路并不一定都要装设三段式电流保护.比如,处于电网末端附近的保护装置,,当定时限过电流保护的时限不大于0.5~0.7s 时,而且没有防止导线烧损及保护配合上的要求的情况下,就可以不装设电流速断保护和限时电流速断保护,而将过电流保护为主要保护.在某些情况下,常采用两段组成一套保护, ( 2 )阶段式电流保护的时限阶段式电流保护的时限特性是指各段电流保护的保护范围与动作时限的关系曲线.电流三段式保护的保护特性及时限特性如图2.14 所示.图2.14 电流三段式保护特性及时限特性分析图继电保护的接线图一般可以用原理图和展开图形式来表示.电流三段式保护单相原理接线图如图2.15 所示,( 3 )阶段式保护的选择性电流速断保护是通过选择动作电流保证选择性的,定时限过电流保护通过选择动作时限来保证选择性的,而限时电流速断保护则是通过同时选择动作电流和动作时限来保证选择性的.这是应当重点理解的环节. ( 4 )对阶段式电流保护的评价三段式电流保护的优点是简单,可靠,并且一般情况下都能较快切除故障,一般用于35kv 及以下电压等级的单侧电源电网中.缺点是它的灵敏度和保护范围受系统运行方式和短路类型的影响,此外,它只在单侧电源的网络中才有选择性.7,电流保护接线方式电流保护的接线方式就是指保护中电流继电器与电流互感器二次绕组之间的连接方式.( 1 )三相完全星型接线主要接线方式1 )三相完全星型接线方式如图2.17 所示,三个电流互感器与三个电流继电器分别按相连接在一起,形成星型.三个继电器触点并联连接,相当于"或"回路.三相星型接线方式的保护对各种故障,如三相,两相短路,单相接地短路都能动作.图2.17 完全星型接线图图 2.18 不完全星形接线图2 )相不完全星型接线方式两相不完全星型接线方式如图 2.18 所示.它与三相星形的保护的区别是能反应各种相间短路,但B 相发生单相短路时,保护装置不会动作.( 2 )各种接线方式在不同故障时的性能分析1 )中性点直接接地或非直接接地电网中的各种相间短路.前述三种接线方式均能反应这些故障(除两相电流接线不能保护变压器外),不同之处在于动作的继电器数目不同,对不同类型和相别的相间短路,各种接线的保护装置灵敏度有所不同.2 )中性点非直接接地电网中的两点接地短路图2.20 串联内线路上两点接地的示意图在中性点非直接接地电网(小接地电流)中,某点发生单相接地时,只有不大的对地电容电流流经故障点,一般不需要跳闸,而只要给出信号,由值班人员在不停电的情况下找出接地点并消除之,这样就能提高供电的可靠性.因此,对于这种系统中的两点接地故障,希望只切除一个故障.①串联线路上两点接地情况,如图2.20 所示,在和点发生接地短路,希望切除距电源远的线路.若保护1 和保护2 均采用三相星形接线时,如果它们的整定值和时限满足选择性,那么,就能保证100%地只切除BC 段线路故障.如采用两相星形接线,则保护就不能切除B 相接地故障,只能由保护2 切除BC 线路,使停电范围扩大.这种接线方式在不同相别的两点接地组合中,只能有2/3 的机会有选择地后面的一个线路.②放射性线路上两点接地情况如图2.21 所示,图2.21 放射性线路上两点接地的示意图在点发生接地短路时,希望任意切除一条线路即可.当采用三相星型接线时,两套保护(若时限整定相同)均将起动.如采用两相星型接线,则保护有2/3 的机会只切除任一线路.因此,在放射性的线路中,两相星型比三相星型应用更广泛.( 3 )各种接线方式的应用三相星形接线方式能反应各种类型的故障,保护装置的灵敏度不因故障相别的不同而变化.主要应用如下方面:1 )广泛用于发电机,变压器,大型贵重电气设备的保护中.2 )用在中性点直接接地电网中(大接地电流系统中),作为相同短路的保护,同时也可保护单相接地(对此一般都采用专门的零序电流保护).3) 在采用其它更简单和经济的接线方式不能满足灵敏度的要求时,可采用这种接线方式.两相星形接线方式较为经济简单,能反应各种类型的相同短路.主要应用于如下方面:1 )在中性点直接接地电网和非直接接地电网中,广泛地采用它作为相间短路保护在10kv 以上,特别在3 5kv非直接接地电网中得到广泛应用.2 )在分布很广的中性点非直接接地电网中,两点接地短路常发生在放射型线路上.在这种情况下,采用两相星形接线以保证有2/3 的机会只切除一条线路(要使保护装置均安装在相同的两相上,一般为AC 相).如在6 ~ 10kv 中性点不接地系统中对单相接地可不立即跳闸,允许运行2 小时,因此在6~10kv 中性点不接地系统中的过流保护装置广泛应用两相星形接线方式.两相电流差接线方式具有接线简单,投资较少等优点,但是灵敏性较差,又不能保护Y/ -11 接线变压器后面的短路,故在实际应用中很少作为配电线路的保护.这种接线主要用在6 ~ 10kv 中性点不接地系统中,作为馈电线和较小容量高压电动机的保护.二,双侧电源网络相间短路的方向性电流保护1,方向性电流保护的工作原理在单侧电源网络中,各个电流保护线路靠近电源的一侧,在发生故障时,它们都是在短路功率的方向从母线流向线路的情况下,有选择性地动作,但在双侧电源网络中,如只装过电流保护是不能满足选择性要求.( 2 )几个概念1 ) 短路功率:指系统短路时某点电压与电流相乘所得到的感性功率.。
经典文档 下载后可复制编辑第一章 绪 论第一节 电力系统继电保护的作用一、电力系统的故障和不正常运行状态1. 电力系统的故障：三相短路 f （3）、两相短路 f （2）、单相短路接地 f （1）、两相短路接地 f（1,1）、断线、变 压器绕组匝间短路、复合故障等。
2. 不正常运行状态：小接地电流系统的单相接地、过负荷、变压器过热、系统振荡、电压升高、频率 降低等。
二、发生故障可能引起的后果是：1、 故障点通过很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障设备烧坏；2、 系统中设备，在通过短路电流时所产生的热和电动力使设备缩短使用寿命；3、因电压降低，破坏用户工作的稳定性或影响产品质量；破坏系统并列运行的稳定性，产生振荡， 甚至使整个系统瓦解。
事故： 指系统的全部或部分的正常运行遭到破坏，以致造成对用户的停止送电、少送电、电能质量变坏 到不能容许的程度，甚至毁坏设备等等。
三、电保护装置及其任务1．继电保护装置：就是指反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸 或发出信号的一种自动装置。
2．它的基本任务是：（1）发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障元件（设备）从电力系统中切除，使非故障部分继续 运行。
（2）对不正常运行状态，为保证选择性，一般要求保护经过一定的延时，并根据运行维护条件（如有 无经常值班人员），而动作于发出信号（减负荷或跳闸），且能与自动重合闸相配合。
第二节 继电保护的基本原理和保护装置的组成一、继电保护的基本原理 继电保护的原理是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信息量，当突变量达到一定值 时，起动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。
1、 利用基本电气参数的区别 发生短路后，利用电流、电压、线路测量阻抗等的变化，可以构成如下保护。
（ 1）过电流保护：反映电流的增大而动作，如图 1-1 所示，（ 2）低电压保护：反应于电压的降低而动作。
（ 3）距离保护（或低阻抗保护）：反应于短路点到保护安装地之间的距离（或测量阻抗的减小）而动 作。
电力系统继电保护复习知识点总结第一章、绪论1、电力系统运行状态概念及对应三种状态：正常（电力系统以足够的电功率满足符合对电能的需求等）不正常（正常工作遭到破坏但还未形成故障，可继续运行一段时间的情况）故障(电力系统的所有一次设备在运行过程中由于外力、绝缘老化、误操作、设计制造缺陷等原因会发生如短路，断线等故障)2、电力系统运行控制目的：通过自动和人工的控制，使电力系统尽快摆脱不正常运行状态和故障状态，能够长时间的在正常状态下运行。
3、电力系统继电保护：泛指继电保护技术和由各种继电保护装置组成的继电保护系统。
4、事故：指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户停电或少送电或电能质量变坏到不能允许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备损坏的事件。
5、故障：电力系统的所有一次设备在运行过程中由于外力、绝缘老化、误操作、设计制造缺陷等原因会发生如短路，断线等。
6、继电保护装置：指能反应电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态，并动作与断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
7、保护基本任务：自动、迅速、有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使元件免于继续遭到损坏，保障其它非故障部分迅速恢复正常运行；反应电气设备的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或跳闸。
8、保护装置构成及作用：测量比较元件（用于测量通过被保护电力元件的物理参量，并与其给定的值进行比较根据比较结果，给出“是”“非”“0”“1”性质的一组逻辑信号，从而判断保护装置是否应启动）、逻辑判断元件（根据测量比较元件输出逻辑信号的性质、先后顺序、持续时间等，使保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否该使断路器跳闸、发出信号或不动作，并将对应的指令传给执行输出部分）、执行输出元件（根据逻辑判断部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲及相应的动作信息、发出警报或不动作）9、对电力系统继电保护基本要求：可靠性（包括安全性和信赖性；最根本要求；不拒动，不误动）；选择性；速动性；灵敏性10、保护区件重叠：为了保证任意处的故障都置于保护区内。
第一章绪论一、基本概念1、正常状态、不正常状态、故障状态要求：了解有哪三种状态,各种状态的特征正常状态：等式和不等式约束条件均满足；不正常运行状态：所有的等式约束条件均满足,部分的不等式约束条件不满足但又不是故障的工作状态故障状态：电力系统的所有一次设备在运行过程中由于外力、绝缘老化、过电压、误操作、设计制造缺陷等原因会发生如短路、断线等故障;2、故障的危害要求：了解,故障分析中学过①过短路点的很大短路电流和所燃起的电弧,使故障元件损坏;②短路电流通过非故障元件,由于发热和电动力作用,会使其的损坏或缩短其使用寿命;③电力系统中部分地区的电压大大降低,使大量的电力用户的正常工作遭到破坏或产生废品;④破坏电力系统中各发电厂之间并列运行的稳定性,引起系统振荡,甚至使系统瓦解;3、继电保护定义及作用或任务要求：知道定义,明确作用;定义：继电保护是继电保护技术与继电保护装置的总称基本任务：①自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除,使故障元件免于继续遭到破坏,保证无故障部分迅速恢复正常运行;②反应电气元件的不正常运行状态,并根据运行维护条件,而动作于发出信号或跳闸;4、继电保护装置的构成及各部分的作用要求：构成三部分,哪三部分测量比较元件、逻辑判断元件、执行输出元件;5、对继电保护的基本要求,“四性”的含义要求：知道有哪四性,各性的含义选择性：指电力系统发生故障时,保护装置仅将故障元件切除,而使非故障元件仍能正常运行,以尽量缩小停电范围;速动性：是指尽可能快地切除故障;灵敏性：在规定的保护范围内,对故障情况的反应能力;可靠性：在保护装置规定的保护范围内发生了应该动作的故障时,应可靠动作,即不发生拒动；而在任何其他不该动作的情况下,应可靠不动作,即不发生误动作;6、主保护、后备保护、近后备、远后备保护的概念要求：什么是主保护、后备保护、近后备、远后备保护主保护：指能以较短时限切除被保护线路或元件全长上的故障的保护装置;后备保护：考虑到主保护或断路器可能拒动而配置的保护;近后备：当电气元件的主保护拒动时,由本元件的另一套保护起后备作用;远后备：当主保护或其断路器拒动时,由相邻上一元件的保护起后备作用;第二章电网的电流保护一、基本概念1、继电器的定义及类型要求：了解定义：是一种能自动执行断续控制的部件,当其输入量达到一定值时,能使其输出的被控制量发生预计的状态变化,具有对被控制电路实现“通”、“断”控制的作用;类型：按动作原理分：电磁型、感应型、整流型、电子型和数字型按反应物理量分：电流继电器、电压继电器、功率方向继电器、阻抗继电器、频率继电器、气体继电器按所起的作用分：启动继电器、量度继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器、出口继电器2、继电特性、动作电流、返回电流、返回系数要求：什么继电特性,动作电流、返回电流、返回系数的定义无论启动和返回,继电器的动作都是明确干脆的,不可能停留在某一个中间位置,这种特性被称为“继电特性”;在过电流继电器中,为使继电器启动并闭合其触点,就必须增大通过继电器线圈的电流,以增大电磁转矩,能使继电器动作的最小电流称之为动作电流;在继电器动作之后,为使它重新返回原位,就必须减小电流以减小电磁力矩,能使继电器返回原位的最大电流称之为继电器的返回电流;返回电流与启动电流的比值称为继电器的返回系数;3、单则电源网络相短路时电流量有哪些特征要求：1短路电流是单方向的,2短路电流比正常电流大得多,3短路电流的大小同系统运行方式、故障类型、电源电势、故障位置等因素有关4、最小运行方式和最大运行方式要求：了解最小运行方式的定义,用于校验保护灵敏度；了解最大运行方式的定义,用于整定保护的速断电流最小运行方式：在相同地点发生相同类型的短路电流时流过保护安装处的电流最小,对应的Z=Z系统等值电抗最大,s s.max最大运行方式：在相同地点发生相同类型的短路电流时流过保护安装处的电流最大,对应的Z=Z系统等值电抗最小,s s.min5、电流速断保护的工作原理、整定计算原则,动作选择性是如何保证的P16要求：电流速断保护的定义,根据什么参数来整定计算,上下级保护的动作选择性是如何保证的靠整定电流的大小反应于电流增大而瞬时动作的电流保护称为电流速断保护,也称为电流I段速断是按照躲开本线路末端的最大短路电流来整定,通常都是优先保证动作的选择性,即从保护装置启动参数的整定上保证下一条线路出口处短路时不启动,在继电保护技术中,这又称为躲开下一条线路出口出短路的条件整定6、电流速断保护的主要优缺点简述要求：了解主要优缺点,如快速简单,不能保护线路全长优点：简单可靠、动作迅速缺点：不能保护线路全长7、限时电流速断保护的工作原理、整定原则要求：主保护,能保护线路全长,但不能用于下一级线路的远后备保护工作原理：保护范围延伸到下一条线路为保证选择性,必须使保护的动作带有一定的时限为了使动作时限尽量缩短,考虑使它的保护范围不超出下一条线路速断保护的范围其动作时限比下一条线路的速断高出一个时间阶段整定原则：①启动电流的整定 II set.2.1I 1.1-1.2II I II rel set rel K I K ，其中取保护范围不超过下级线路速断的保护范围②动作时限的选择 II I 21t =t +t t 0.3-0.5，其中取动作时限比下级的限时速断保护高出一个时间梯度8、灵敏系数的定义,灵敏度需大于1的原因,III 段式保护哪段最灵敏要求：了解灵敏系数的定义,知道III 段式保护哪段最灵敏第III 段为了能够保护本线路的全长,限时电流速断保护必须在系统最小运行方式下,线路末端发生两相短路,具有足够的反应能力,这个能力通常由反应系数来衡量;灵敏度大于1线路才没有死区;sen K =保护范围内发生金属性短路时故障参数的计算值保护装置的动作参数值III 段式保护中,III 段灵敏度最高,I 段灵敏度最低;9、过电流保护的工作原理、整定原则,上下级保护的动作选择性是如何保证的要求：了解过电流保护按躲过最大负荷电流来整定,上下级保护的动作选择性靠整定时间来保证的工作原理：起动电流大于躲开最大负荷电流起动电流大于躲开最大负荷自起动电流,外部故障能可靠返回 理解的难点保护定值不能保证选择性为保证选择性,必须使保护的动作带有一定的时限与相邻线路动作时限配合：阶梯时限特性整定原则：①启动电流的整定 保护装置的启动电流必须大于该线路上出现的最大负荷电流L.max I ；同时还必须考虑在外部故障切除后电压恢复,负荷自启动电流作用下保护装置必须能够返回,其返回电流应大于自启动电流III III III rel ss setL.max rel ss re re K K I =I K 1.15-1.25K 1.5-2.5K 0.85-0.95K ，其中取，取，取②动作时限的选择各保护的启动电流均按照躲开被保护元件上各自的最大负荷电流整定10、III段式电流保护是指哪三段各段的保护范围、时限配合分析参见书中图要求：要会分析,是三段式保护的核心内容;故障发生在I段时,II、III段会起动吗三段：电流速断保护、限时电流速断保护和过电流保护11、继电保护的整定分哪三步曲继电保护上下级保护的配合是指灵敏度和时间的配合吗要求：知道保护整定三步曲继电保护上下级保护的配合是指灵敏度和时间的配合保护整定三部曲：动作值的整定、动作时限的整定、灵敏度校验12、继电保护的接线方式和接线系数要求：了解接线方式,主要是二相二继电器和三相三继电器,接线系数的定义接线方式：1三相三继电器的完全星形接线它主要用于中性点直接接地电网中进行各种相间短路保护和单相接地短路保护;2两相两继电器的不完全星形接线应用在中性点直接接地电网和中性点非直接接地电网中,广泛作为相间短路保护的接线方式;3两相一继电器的两相电流差接线主要用于低压线路保护和电动机保护中灵敏度较易满足的场合接线系数：13、双测电源网络相间短路功率方向的定义要求：明确功率方向的定义,单电源线路和双电源线路的核心区别是功率短路功率：短路时母线电压与线路电流相乘所得到的感性功率,当功率方向由母线流向线路为正方向14、方向性电流保护方向元件的动作特性分析分析要求：知道15、90度接线方式,相间短路时功率方向元件的动作特性分析分析要求：熟练掌握,当线路末端发生二相故障时,这二相的继电器动作行为分析ϕ时其灵敏度角是多少线路阻16、采用90接线方式的LG-11型功率方向继电器,其内角为︒抗角多大最灵敏继电器动作范围是什么要求：掌握,能正确回答sen k r a==-=---90+ϕϕϕϕϕϕϕϕ≤≤。
第1章绪论思考题与习题的解答1-1 什么是故障、异常运行方式和事故？它们之间有何不同？又有何联系？答：电力系统运行中，电气元件发生短路、断线时的状态均视为故障状态，电气元件超出正常允许工作范围；但没有发生故障运行，属于异常运行方式既不正常工作状态；当电力系统发生故障和不正常运行方式时，若不及时处理或处理不当，则将引发系统事故，事故是指系统整体或部分的工作遭到破坏，并造成对用户少供电或电能质量不符合用电标准，甚至造成人身伤亡和电气设备损坏等严重后果。
故障和异常运行方式不可以避免，而事故是可以避免发生。
1-2常见故障有哪些类型？故障后果表现在哪些方面？答：常见故障是各种类型短路，包括相间短路和接地短路。
此外，输电线路断线，旋转电机、变压器同一相绕组匝间短路等，以及由上述几种故障组合成复杂的故障。
故障后果使故障设备损坏或烧毁；短路电流通过非故障设备产生热效应和力效应，使非故障元件损坏或缩短使用寿命；造成系统中部分地区电压值大幅度下降，破坏电能用户正常工作影响产品质量；破坏电力系统中各发电厂之间并联运行稳定性，使系统发生振荡，从而使事故扩大，甚至是整个电力系统瓦解。
1-3什么是主保护、后备保护和辅助保护？远后备保护和近后备保护有什么区别？答：一般把反映被保护元件严重故障，快速动作与跳闸的保护装置称为主保护，而把在主保护系统失效时备用的保护称为后备保护。
例如：线路的高频保护，变压器的差动保护等。
当本元件主保护拒动，由本元件另一套保护装置作为后备保护，这种后备保护是在同一安装处实现的故称为近后备保护。
远后备保护对相邻元件保护各种原因的拒动均能起到后备保护作用，同时它实现简单、经济，因此要优先采用，只有在远后备保护不能满足要求时才考虑采用近后备保护。
辅助保护是为了补充主保护和后备保护的不足而增设的简单保护，如用电流速断保护来加速切除故障或消除方向元件的死区。
1-4 继电保护装置的任务及其基本要求是什么？答：继电保护装置的任务是自动、迅速、有选择性的切除故障元件使其免受破坏保证其它无故障元件恢复正常运行；监视电力系统各元件，反映其不正常工作状态，并根据运行维护条件规范设备承受能力而动作，发出告警信号，或减负荷、或延时跳闸；继电保护装置与其它自动装置配合，缩短停电时间，尽快恢复供电，提高电力系统运行的可靠性。
第1章 绪 论1.1 电力系统继电保护的任务和作用电力系统在运行中可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是各种类型的短路。
发生短路时可能产生以下后果：(1) 数值较大的短路电流通过故障点时，产生电弧，使故障设备损坏或烧毁。
(2) 短路电流通过非故障元件时，使电气设备的载流部分和绝缘材料的温度超过散热条件的允许值而不断升高，造成载流导体熔断或加速绝缘老化和损坏，从而可能发展成为故障；(3) 电力系统中部分地区的电压大大下降，破坏用户工作的稳定性或影响产品的质量。
(4) 破坏电力系统中各发电厂并列运行的稳定性，引起系统振荡，从而使事故扩大，甚至导致整个系统瓦解。
各种类型的短路包括三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。
不同类型短路发生的概率是不同的，不同类型短路电流的大小也不同，一般为额定电流的几倍到几十倍。
大量的现场统计数据表明，在高压电网中，单相接地短路次数占所有短路次数的85%以上，2002年我国220kV电网共有输电线路3884条，线路总长150026km，共发生故障1487次，故障率为0.99次/(100 km·年)。
表1-1给出2002年我国220kV电网输电线路各种类型故障发生的次数和百分比。
表1-1 2002年我国220kV电网输电线路故障统计表故障类型 三相短路 两相短路 两相短路接地 单相接地短路 其他故障 故障次数17 28 91 1319 32 故障百分比 1.14% 1.88% 6.12% 88.7% 2.16%电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏时，但没有发生故障，这种情况属于不正常工作状态。
如因负荷超过供电设备的额定值引起的电流升高，称过负荷，就是一种常见的不正常工作状态。
在过负荷时，电气设备的载流部分和绝缘材料过度发热，从而使绝缘加速老化，甚至损坏，引起故障。
此外。
系统中出现功率缺额而引起的频率降低，发电机突然甩负荷而产生的过电压，以及电力系统发生振荡等，都属于不正常运行状态。
电力系统中发生不正常运行状态和故障时，都可能引起系统事故。
事故是指系统全部或部分正常运行遭到破坏，电能质量变到不能容许的程度，以致造成对用户的停止供电或少供电，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。
系统事故的发生，除了自然条件的因素(如雷击、架空线路倒杆等)外，一般都是由于设备制造上的缺陷、设计和安装的错误、检修质量不高或运行维护不当而引起的。
因此，电力系统继电保护·2· ·2·只有充分发挥人的主观能动性，正确地掌握客观规律，加强对设备的维护和检修，就可以大大减少事故发生的几率。
在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少事故发生的可能性外，还应能做到设备或输电线路一旦发生故障时，应尽快地将故障设备或线路从系统中切除，保证非故障部分继续安全运行，缩小事故影响范围。
由于电力系统是一个整体，电能的生产、传输、分配和使用是同时完成，各设备之间都有电或磁的联系，因此，当某一设备或线路发生短路故障时，在很短的时间就影响到整个电力系统的其他部分，为此要求切除故障设备或输电线路的时间必须很短，通常切除故障的时间小到十分之几秒到百分之几秒。
显然要在这样短的时间内由运行人员及时发现并手动将故障切除是绝对不可能的。
因此，只有借助于装设在每个电气设备或线路上的自动装置，即继电保护装置才能实现。
这种装置到目前为止，有一部分仍然由单个继电器或继电器与其附属设备的组合构成，故称为继电保护装置。
在电子式静态保护装置和数字式保护装置出现以后，虽然继电器多已被电子元件或计算机取代，但仍沿用此名称。
在电业部门常常用继电保护一词泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统。
继电保护装置一词则指各种具体的装置。
继电保护装置就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。
它的基本任务是：(1) 自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。
(2) 反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件(如有无经常值班人员)而动作于信号，以便值班员及时处理，或由装置自动进行调整，或将那些继续运行就会引起损坏或发展成为事故的电气设备予以切除。
此时一般不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免暂短地运行波动造成不必要的动作和干扰而引起的误动。
(3) 继电保护装置还可以与电力系统中的其他自动化装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间，尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。
由此可见，继电保护在电力系统中的主要作用是通过预防事故或缩小事故范围来提高系统运行的可靠性，最大限度地保证向用户安全连续供电。
因此，继电保护是电力系统的重要组成部分，是保证电力系统安全可靠运行的必不可少的技术措施之一。
在现代的电力系统中，如果没有专门的继电保护装置，要想维持系统的正常运行是根本不可能的。
1.2 继电保护的基本原理为了完成上述第一个任务，继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障，是保护区内故障还是区外故障的功能。
保护装置要实现这一功能，需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。
电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是：(1) 电流增大。
短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电第1章 绪论 ·3·流增大至大大超过负荷电流。
(2) 电压降低。
当发生相间短路和接地短路故障时，系统各点的相间电压或相电压值下降，且越靠近短路点，电压越低。
(3) 电流与电压之间的相位角改变。
正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角，一般约为20°，三相短路时，电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的，一般为60°～85°，而在保护反方向三相短路时，电流与电压之间的相位角则是180°+(60°～85°)。
(4) 测量阻抗发生变化。
测量阻抗即测量点(保护安装处)电压与电流之比值。
正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗；金属性短路时，测量阻抗转变为线路阻抗，故障后测量阻抗显著减小，而阻抗角增大。
不对称短路时，出现相序分量，如两相及单相接地短路时，出现负序电流和负序电压分量；单相接地时，出现负序和零序电流和电压分量。
这些分量在正常运行时是不出现的。
利用短路故障时电气量的变化，便可构成各种原理的继电保护。
例如，据短路故障时电流的增大，可构成过电流保护；据短路故障时电压的降低，可构成电压保护；据短路故障时电流与电压之间相角的变化，可构成功率方向保护；据电压与电流比值的变化，可构成距离保护；据故障时被保护元件两端电流相位和大小的变化，可构成差动保护；据不对称短路故障时出现的电流﹑电压的相序分量，可构成零序电流保护、负序电流保护和负序功率方向保护；高频保护则是利用高频通道来传递线路两端电流相位﹑大小和短路功率方向信号的一种保护。
此外，除了上述反应工频电气量的保护外，还有反应非工频电气量的保护，如超高压输电线路的行波保护﹑电力变压器的瓦斯保护及反应电动机绕组温度升高的过负荷或过热保护等。
1.3 继电保护的组成及分类继电保护实际上是一种自动控制装置。
以控制过程信号的不同，可分为模拟型和数字型两大类。
多年来应用的常规继电保护装置都属于模拟型的，而20世纪70年代以来发展的计算机保护则属于数字型的。
这两类继电保护的基本原理是相同的，但其实现方法和构成却大不相同。
模拟型继电保护又可分为机电型继电保护和静态型继电保护两类。
机电型继电保护是由若干个不同功能的继电器组成。
继电器是一种能自动动作的电器，只有加入某种物理量(如电流或电压等)，或者加入的物理量达到一定数值时，它就会动作，其常开触点闭合，常闭触点断开，输出信号。
每个继电器都由感受元件、比较元件和执行元件三个主要部分组成。
感受元件用来测量控制量的变化，并以某种形式传送到比较元件；比较元件将接收的控制量与整定值进行比较，并将比较结果的信号输入执行元件；执行元件执行继电器动作输出信号的任务。
继电器按动作原理的不同分为：电磁型、感应型和整流型等；按反应物理量的不同可分为：电流、电压、功率方向和阻抗继电器等；按继电器在保护装置中的作用不同可分为：·3·电力系统继电保护·4· ·4·主继电器(如电流﹑电压和阻抗继电器等)和辅助继电器(如中间﹑时间和信号继电器等)。
由于这些继电器都具有机械的可动部分和接点，故称为机电型继电器。
由这类继电器组成的继电保护装置称为机电型继电保护。
静态继电保护装置是应用晶体管或集成电路等电子元件来实现的，它由若干个不同功能的回路，如测量﹑比较或比相触发﹑延时﹑逻辑和输出等回路组成。
具有体积小﹑重量轻、功耗小﹑灵敏度高﹑动作快和不怕震动﹑可以实现无触点等一系列的优点。
模拟型继电保护装置的种类很多，一般而言，它们都由测量回路﹑逻辑回路和执行回路三个主要部分组成，其原理框图如图1.1所示。
图1.1 模拟型继电保护装置原理框图测量回路的作用是测量与被保护电气设备或线路工作状态有关的物理量的变化，如电流、电压等的变化，以确定电力系统是否发生了短路故障或出现不正常运行情况；逻辑回路的作用是当电力系统发生故障时，根据测量回路的输出信号，进行逻辑判断，以确定保护是否应该动作，并向执行元件发出相应的信号；执行回路的作用是执行逻辑回路的判断，发出切除故障的跳闸脉冲或指示不正常运行情况的信号。
现以最简单的过电流保护装置为例，来说明继电保护的组成和基本工作原理。
在图1.2所示线路过电流保护装置的原理接线图中,电流继电器KA 的线圈接于被保护线路电流互感器TA 的二次回路，这就是保护的测量回路，它监视被保护线路的运行状态，用以测量线路中电流的大小。
在正常运行情况下，线路中通过最大负荷电流时，继电器不动作；当被保护线路发生短路故障时，流入继电器KA 线圈回路的电流大于继电器的动作电流时，电流继电器立即动作，触点闭合，接通逻辑回路中时间继电器KT 的线圈回路，时间继电器启动并经延时后触点闭合，接通执行回路中的信号继电器KS 和断路器QF 跳闸线圈YR 回路，使断路器QF 跳闸，切除故障。
图1.2 线路过电流保护装置单相原理接线图数字型的计算机继电器保护是把被保护设备和线路输入的模拟电气量经模数（A/D ）第1章 绪论 ·5··5·转换器变换为数字量，利用计算机进行处理和判断。
计算机由硬件部分和软件部分组成，硬件部分主要采用微型计算机或微处理器来实现，计算机保护硬件部分的原理框图如图1.3所示。
