继电保护（简称继保），一般指当电力系统发生事故或故障时，通过继电保护元件的动作，断开故障线路或投入备用电源等，以尽快断开短路电流或保证供电等，减小对电力系统的危害及损失。

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继保的基本任务

1）自动、迅速、有选择的将故障设备切除；

2）反映不正常状态，发出报警信号、减负荷或者跳闸。

继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。这四“性”之间紧密联系，既矛盾又统一。

1）可靠性是指保护该动体时应可靠动作。不该动作时应可靠不动作。可靠性是对继电保护装置性能的最根本的要求。

2）选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障，当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时，才允许由相邻设备保护、线路保护或断路器失灵保护切除故障。为保证对相邻设备和线路有配合要求的保护和同一保护内有配合要求的两元件（如启动与跳闸元件或闭锁与动作元件）的选择性，其灵敏系数及动作时间，在一般情况下应相互配合。

3）灵敏性是指在设备或线路的被保护范围内发生金属性短路时，保护装置应具有必要的灵敏系数，各类保护的最小灵敏系数在规程中有具体规定。

选择性和灵敏性的要求，通过继电保护的整定实现。

4）速动性是指保护装置应尽快地切除短路故障，其目的是提高系统稳定性，减轻故障设备和线路的损坏程度，缩小故障波及范围，提高自动重合闸和备用电源或备用设备自动投入的效果等。一般从装设速动保护（如高频保护、差动保护）、充分发挥零序接地瞬时段保护及相间速断保护的作用、减少继电器固有动作时间和断路器跳闸时间等方面入手来提高速动性。

保护装置的构成：

故障参数量——测量——逻辑——执行——跳闸或信号脉冲

1）测量单元

测量被保护元件运行参数的变化，并与保护的整定值进行比较。

2）逻辑单元

对测量单元送来的信号进行综合判断，决定保护装置是否需要动作。

3）执行单元

根据逻辑单元的决定，发出信号或跳闸命令。

继电保护装置一般具有“跳闸”、“信号”、“停用”三种状态。“信号”：只取下相应保护的出口压板，即安全自动装置不具备就地和远方出口动作功能，但具备收信发信功能。

各种保护装置配置

主保护：能以最短的速度切除被保护元件范围内的故障的保护。

后备保护：主保护或断路器拒绝动作时，起作用的继电保护。后备保护分为近后备保护、远后备保护。

继电保护，按设备可分为变压器保护、主变保护、线路保护等，现将各保护装置配置的主要内容分述如下。

变压器保护配置

主要分为电量保护和非电量保护。简单来说，电量保护就是与电量相关的保护，比如电流、电压等。非电量保护就是与电量无关的保护，如瓦斯，温度等。

变压器电量保护的主要内容：

1）差动保护，是变压器的主保护。保护范围固定，即变压器各侧差动电流互感器之间。

2）复合电压闭锁过电流保护，可做后备保护。

复合电压：低电压、负序电压和零序电压的组合，正常运行时不会出现。

变压器非电量保护的主要内容：

1）瓦斯保护：重瓦斯保护一般投跳闸，轻瓦斯保护一般发信号。

2）压力释放阀：目前因不够可靠，一般发信号。

3）油温高：一般发信号。

常规同步发电机的继电保护配置

1）差动保护，是发电机的主保护。

2）复合电压闭锁过电流保护，可做后备保护。

3）定子、转子接地保护，监视回路的绝缘状况。

4）失磁保护，反应发电机励磁回路故障引起的发电机异常运行。

判据：母线低电压、阻抗圆、出力减少和转子低电压。

5）频率/电压保护。

线路的继电保护配置

1）分相电流差动保护和高频保护：可全线路范围内快速切除故障，保护范围固定。

2）三段式距离保护：具有保护范围相对稳定的优点，短线路、重负荷线路或线路的小电源侧优先采用。

3）三段式电流保护：结构简单，可靠性高；但保护性能一般，保灵敏度可能会有困难。

4）重合闸：线路发生瞬时性故障时能提高供电可靠性，也用于补救继电保护的无选择性动作。

常用继电保护

差动保护

差动保护是输入的两端CT电流矢量差，当达到设定的动作值时启动动作元件。差动保护的保护范围在输入的两端CT之间的设备（可以是线路，发电机，电动机，变压器等电气设备）。

差动保护原理简单、使用电气量单纯、保护范围明确、动作不需延时，一般用于做主保护。

输电线路一般设置三段式电流保护，即：瞬时电流速断保护（一段）、限时电流速断保护（二段）、定时限过电流保护（三段）

瞬时电流速断保护

优点：动作迅速，简单可靠。

缺点：不能保护线路全长（一般为85%），单独使用不能作为主保护。

限时电流速断保护

特点：既能保护线路全长，又能快速切除故障，兼做瞬时电流速断的后备。

保护范围：本线路全长及相邻线路一部分（不超过相邻线路瞬时电流速断保护范围）

定时限过电流保护

原理：正常时不应该动作，短路时启动并以时间来保证动作的选择性。

保护范围：作为本线路的后备保护（近后备），也可作为相邻线路的后备保护（远后备）。

特点：保护动作值最低，动作最灵敏，而且具有近后备和远后备保护能力，但动作时间较长。

距离保护

它是通过测量保护线路始端电压和线路电流的比值而动作的一种保护。这个比值称之为测量阻抗。

系统正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗，其值甚大；当系统发生了短路时，测量阻抗等于测量点到故障点之间的线路阻抗，其值甚小。当测量阻抗小于预先设定的值——整定值或整定阻抗时，保护动作。

距离保护的动作时间与保护至短路点之间的距离关系，被称为距离保护的动作时限。

一般地，距离保护动作时限为阶梯型三段式动作特性：

距离保护一段——保护到线路80~85%；（瞬时动作）

距离保护二段——保护到线路全长；

距离保护三段——保护到相邻线路全长，作为远后备保护。

线路纵联保护

即使性能较好的距离保护，在单侧电源线路上也只能保护线路全长的80%左右，为了电力系统的安全稳定，线路上要求设置具有无延时切除线路上任意处故障的保护装置，输电线的纵联保护就是在这种背景下产生的。

因此反映线路一侧的电气量是不可区分本线路末端和对侧母线（或相邻线路）始端故障的，只有反映线路两侧的电气量才可能区分上述两点故障，达到有选择性的快速切除全线故障的目的。为此需要将线路一侧电气量的信息传输到另一侧去，即在线路两侧之间发生纵向的联系，这种保护装置称为输电线的纵联保护。

基本原理：当线路内部任何地点发生故障时，线路两侧电流方向（或功率）为正，两侧的保护装置就无延时的动作于跳开两侧的断路器；当线路外部发生短路时，两侧电流（或功率）方向相反，保护不动作。

要求：线路两侧保护应选用同一保护厂家的相同型号保护装置。

附新建工程投运前所需试验

新建工程必须做整组传动开关试验（使用80%直流电源）和带负荷试验后才能投入正常运行。

整组传动试验是指自装置的电流、电压、二次回路端子的引入端子处或从变流器一次侧，向被保护设备的所有装置通入模拟电压、电流量，以检验各装置在故障过程中动作情况。试验目的：验证直流/交流二次回路的正确性，检查接线是否正确合理。

带负荷实验内容：差动保护、带方向的保护（距离保护、方向电流保护等）。

延伸阅读：

《220kV～750kV 电网继电保护装置运行整定规程 》征求意见稿（全文）

电力系统1000问第十六弹！本次主讲继电保护

原标题:简谈继电保护