變配電系統(tǒng)繼電保護是保障變配電系統(tǒng)安全平穩(wěn)運行，對系統(tǒng)中的電氣設(shè)備和線路進行監(jiān)測和保護的重要技術(shù)手段。繼電保護裝置是反應(yīng)電力系統(tǒng)和設(shè)備故障或不正常運行方式，動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。

一、繼電保護裝置的主要作用

1、檢測故障

當電力系統(tǒng)發(fā)生短路、接地、過負荷等異常情況時，繼電保護裝置能夠迅速感知并判斷出故障類型和位置。

2、隔離故障

當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護裝置能夠自動、迅速、有選擇性地切斷故障部分，將故障設(shè)備或線路從系統(tǒng)中隔離出來，以防止故障擴大，減少對其它正常設(shè)備和線路的影響。

3、保障系統(tǒng)穩(wěn)定

繼電保護裝置有助于維持電力系統(tǒng)的電壓、頻率等參數(shù)在正常范圍內(nèi)，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

二、繼電保護裝置的組成部分

繼電保護裝置通常由測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分組成。

1、測量部分

測量部分負責檢測被保護設(shè)備的運行參數(shù)，如電流、電壓、功率等有關(guān)信號，并和已給的整定值進行比較，從而判斷保護是否應(yīng)該啟動。

2、邏輯部分

邏輯部分根據(jù)測量部分各輸出量的大小、性質(zhì)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，進行分析判斷，確定是否存在故障以及故障的性質(zhì)和范圍。

3、執(zhí)行部分

執(zhí)行部分根據(jù)邏輯部分傳送的信號，最后完成保護裝置所擔負的任務(wù)。如故障時動作于跳閘；不正常運行時發(fā)出信號；正常運行時不動作等。

三、對繼電保護裝置的基本要求

1、可靠性

可靠性是指在其保護范圍內(nèi)發(fā)生故障時，應(yīng)可靠地動作，不應(yīng)該拒絕動作；而在正常運行或不屬于它應(yīng)該動作的情況下，應(yīng)可靠地不動作，不應(yīng)該誤動作。

2、選擇性

選擇性是指當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護動作僅將故障元件切除，使停電范圍盡可能小，保證非故障部分能繼續(xù)運行。若其保護或斷路器拒絕動作時，應(yīng)由后備保護切除故障。

3、快速性

快速性是指保護裝置應(yīng)盡可能快地切除故障。保護動作快，縮短故障切除時間，減少故障元件的損壞程度，提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，避免故障進一步擴大。

故障切除時間=繼電保護動作時間+斷路器跳閘時間。保護最小動作時間=0.02~0.03秒。斷路器最小動作時間=0.05~0.06秒。

4、靈敏性

靈敏性是指對其保護范圍內(nèi)發(fā)生的故障或不正常運行狀態(tài)的反應(yīng)能力。靈敏性通常用靈敏系數(shù)K來衡量。過流保護加裝復(fù)合電壓閉鎖可以提高保護的靈敏性。

四、變配電系統(tǒng)繼電保護的分類

1、過電流保護

（1）定時限過電流保護

動作時間固定，與短路電流大小無關(guān)。

（2）反時限過電流保護

動作時間與短路電流大小成反比，短路電流越大，動作時間越短。

2、電流速斷保護

即無時限電流速斷保護，能快速切除故障，但保護范圍較小。

3、過電壓保護

用于防止設(shè)備因過電壓而損壞。

4、低電壓保護

保障設(shè)備在電壓過低時能及時脫離運行，避免設(shè)備受損。

5、差動保護

包括縱差動保護和橫差動保護，常用于變壓器、發(fā)電機等設(shè)備。

6、瓦斯保護

主要用于變壓器，通過檢測變壓器內(nèi)部故障產(chǎn)生的氣體來動作。

7、零序電流保護

針對接地故障，檢測零序電流進行保護。

8、距離保護

根據(jù)測量的故障點到保護安裝處的距離（阻抗）來決定保護是否動作。

9、高頻保護

利用輸電線路載波通信方式傳遞保護動作信號。

10、自動重合閘

在線路發(fā)生故障跳閘后，自動重合斷路器，提高供電可靠性。

五、變配電系統(tǒng)繼電保護的原理

1、電流保護原理

（1）過電流保護

當線路中的電流超過設(shè)定的整定值時，保護裝置動作。其原理基于電流互感器檢測線路電流，與設(shè)定的電流閾值進行比較。

（2）電流速斷保護

用于快速切除短路故障，不考慮帶時限的過電流保護所具有的延時。其原理基于短路時電流瞬間增大的特點。

2、電壓保護原理

（1）低電壓保護

當母線電壓低于整定值時，保護裝置動作。常用于電動機等設(shè)備的保護，防止電壓過低導(dǎo)致設(shè)備損壞。

（2）過電壓保護

當電壓超過設(shè)定值時動作，保護設(shè)備免受過高電壓的損害。

3、距離保護原理

利用測量故障點到保護安裝處的距離（阻抗）來確定動作與否。通過測量電壓和電流計算出阻抗值，與設(shè)定的阻抗范圍比較。

4、差動保護原理

比較被保護設(shè)備兩端的電流大小和相位。正常運行時，流入和流出的電流相等，差動電流為零；當發(fā)生內(nèi)部故障時，差動電流增大，保護動作。

5、方向保護原理

結(jié)合故障電流的方向來判斷是否動作。通過功率方向繼電器等元件檢測電流的方向。

6、零序保護原理

針對系統(tǒng)中的零序電流進行檢測和保護。在系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，會產(chǎn)生零序電流，零序保護裝置根據(jù)其大小和方向動作。