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一． 继电保护的任务 电力系统是由发电机，变压器，输电线路和负荷组成的总体，其运行过程是同时进行的。运行过程中的状态有正常运行状态、故障状态和不正常运行状态三种，通常处于正常运行状态。电力系统可能发生的各种短路，断线或同时出现短路和断线，属于故障状态，介于正常工作和故障状态之间的各种过负荷、发电机突然甩负荷引起的过电压、低压电网一点接地以及电力系统振荡等属于不正常运行状态。故障和不正常运行状态将对电力系统造成危害，最常见也是最危险的的故障是电力系统的各种短路。 1. 短路可能产生以下后果： （1） 故障点通过的短路电流很大，将产生电弧烧毁设备； （2） 短路电流经过非故障设备，产生热效应，电动力，损坏或缩短非故障设备寿命； （3） 短路点附近电压下降，破坏用户正常工作，影响用户的电能质量； （4） 短路时，电压下降，破坏系统并列运行稳定性，扩大事故甚至造成系统解裂或瓦解； 2. 不正常运行状态的主要影响有： （1） 长时过负荷，电气元件和绝缘材料温升超过允许值，绝缘老化，产生故障 （2） 系统功率缺额频率下降影响系统稳定运行； （3） 发电机突然甩负荷使电压上升，造成过电压； （4） 低压电网一点接地使非故障相对地电压升高危及非故障相的安全。 故障和不正常运行状态将引起事故。事故是指系统正常各种遭到破坏，并产生停电或少送电的停电事故和造成伤亡的人生事故以及使设备损坏的设备事故。 产生故障和不正常运行状态的主要原因除客观因素(地震、雷击、倒杆、洪灾等不可预测与抗拒因素)造成外，一般都是由于设备制造缺陷，设计、安装不合理，检修、运行维护不当，误操作等主观因素造成。故须提高电力系统的工作能力，针对性加强管理，采取各相积极措施，才能防患于未然。 在电力系统中，一旦发生故障或不正常运行状态，应将故障元件及时切除，无故障部分继续运行，减小危害影响程度，确保电力系统安全运行。通常要求在十分之几或百分之几的时间内切除故障，实践证明，只有借助一种自动装置—继电保护装置来完成此项任务。因此，继电保护的任务是： （1） 故障时，自动、迅速、有选择的将故障元件从系统中切除，无故障部分继续运行； （2） 系统处于不正常工作状态时，动作于信号、减负荷或跳闸。 继电保护装置是系统维持正常运行的必备手段，是电力系统的电“医生”。 二． 对继电保护的基本要求 （1）选择性： 选择性是要求继电保护装置仅将故障元件从系统中切除，保证无故障部分继续运行，停电范围最小（即继电保护应指令最靠近故障的断路器动作于跳闸）。选择性是对继电保护的基本要求。 如图1-1所示，每个断路器的位置都是继电保护安装处。当 K1点短路时，保护装置指令最靠近故障的断路器4QF动作于跳闸，而1、3QF不应动作，A、B、C母线继续供电，停电范围最小；同理，K 2点短路时，3QF处的保护装置动作于3QF跳闸，A、B母线继续供电；K 3点短路时，1、2QF处的保护装置动作于1、2QF跳闸，A、B、C母线继续供电，如此，便认为保护装置具有选择性。 （2）速动性： 速动性是要求继电保护装置快速切除故障，减小短路电流对设备的损坏，对用户的影响，提高系统运行的稳定性。电力系统电压等级的不同，对继电保护装置速动性的要求也不同，继电保护装置应满足不同电压等级系统对故障切除时间的要求。 （3）灵敏性： 灵敏性是指继电保护装置在保护范围内，对各种故障或不正常运行状态的反应能力。灵敏性与短路的位置、类型、系统的运行方式有关，通常以灵敏度（Ksen）衡量，如过量保护的动作电流为 ，保护范围内最小短路电流为 ，则灵敏系数 ，欠量保护的动作电压为 ，保护范围内的最低短路电压为 ，则灵敏系数 。这些均涉及到继电保护的最大、最小运行方式，所谓继电保护的最大运行方式是指流过保护安装处短路电流为最大的系统运行方式，即系统所有元件均投入的运行方式；继电保护的最小运行方式是指流过保护安装处短路电流为最小的系统运行方式，即相邻元件处于检修或停用，本元件故障时的运行方式。系统中，通常发电厂按最大容量的一台机组故障、一台机组检修考虑，变电站按最大容量的一台变压器检修考虑，双回线路按停用一条考虑，环网按闭环运行考虑。 （4）可靠性： 可靠性是指在保护范围内，该动作的保护装置不拒动（又称为可信赖性），不该动作的保护装置不误动（又称为安全性）。可靠性是选择保护的根本条件。 满足以上四个基本要求的继电保护，即具有了“四性”。继电保护的“四性”之间存在矛盾，常常为保证选择性降低速动性、灵敏性，为满足灵敏性牺牲速动性，为了提高速动性而牺牲选择性。 三、 继电保护的基本原理和组成 （一） 继电保护的基本原理 根据系统正常运行、故障状态和不正常运行状态时电气量或非电气量的变化可以构成各种保护方式 1.根据系统电气量变化构成的保护 （1）反应线路（元件）单侧电气量的保护： （2）反应线路（元件）两侧电气量的保护 （3）根据故障的不同类型，还可以构成反应电气序分量的保护： 如负序、零序电流、电压保护等。 2.根据非电气量变化构成的保护 如瓦斯保护、温度信号装置等。 各种原理的保护以不同方式实现，则可构成电磁型、感应型、整流型、晶体管型、集成型和微机型保护。 （二） 继电保护的组成 继电保护应测量系统在正常运行和故障及不正常运行状态时的电气量或非电气量变化，并与确定的区别正常与故障及不正常运行状态的值（继电保护中称为整定值）进行比较，根据要求快速或延时到执行跳闸回路或发出信号。因此继电保护应由如图1-2所示三部分组成：1、测量部分；逻辑部分；执行部分。 （三） 继电保护的分类 继电保护主要有主保护、后备保护、辅助保护和异常运行保护四类。 （1） 主保护：是指满足系统稳定和设备安全要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。 （2） 后备保护：是指主保护或断路器拒动时，用来切除故障的保护。后备保护通常分为远后备保护和近后备保护两种。 1) 远后备保护是指主保护或断路器拒动时，由相邻电力设备或线路的保护来实现的后备保护。 2) 近后备保护是指主保护拒动时，由本电力设备或线路的另一套保护来实现的后备保护。当断路器拒动时，由断路器失灵保护来实现后备保护。 （3） 辅助保护：是指补充主保护或后备保护性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。 （4） 异常运行保护：是指反应被保护电力设备或线路异常运行状态的保护。 | 
