繼電保護的原理

　　繼電保護裝置必須具有正確區分被保護元件是處于正常運行狀態還是發生了故障，是保護區內故障還是區外故障的功能。保護裝置要實現這一功能，需要根據電力系統發生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎來構成。

　　電力系統發生故障后，工頻電氣量變化的主要特征是：

　　(1)電流增大。短路時故障點與電源之間的電氣設備和輸電線路上的電流將由負荷電流增大至大大超過負荷電流。

　　(2)電壓降低。當發生相間短路和接地短路故障時，系統各點的相間電壓或相電壓值下降，且越靠近短路點，電壓越低。

　　(3)電流與電壓之間的相位角改變。正常運行時電流與電壓間的相位角是負荷的功率因數角，一般約為20°，三相短路時，電流與電壓之間的相位角是由線路的阻抗角決定的，一般為60°～85°，而在保護反方向三相短路時，電流與電壓之間的相位角則是180°+(60°～85°)。

　　(4)測量阻抗發生變化。測量阻抗即測量點(保護安裝處)電壓與電流之比值。正常運行時，測量阻抗為負荷阻抗;金屬性短路時，測量阻抗轉變為線路阻抗，故障后測量阻抗顯著減小，而阻抗角增大。

　　不對稱短路時，出現相序分量，如兩相及單相接地短路時，出現負序電流和負序電壓分量;單相接地時，出現負序和零序電流和電壓分量。這些分量在正常運行時是不出現的。

　　利用短路故障時電氣量的變化，便可構成各種原理的繼電保護。

　　此外，除了上述反應工頻電氣量的保護外，還有反應非工頻電氣量的保護，如瓦斯保護。

　　繼電保護的組成

　　一般情況而言，整套繼電保護裝置由測量元件、邏輯環節和執行輸出三部分組成。

　　測量比較部分：

　　測量比較部分是測量通過被保護的電氣元件的物理參量，并與給定的值進行比較，根據比較的結果，給出“是”、“非”性質的一組邏輯信號，從而判斷保護裝置是否應該啟動。

　　邏輯部分：

　　邏輯部分使保護裝置按一定的邏輯關系判定故障的類型和范圍，最后確定是應該使斷路器跳閘、發出信號或是否動作及是否延時等，并將對應的指令傳給執行輸出部分。

　　執行輸出部分：

　　執行輸出部分根據邏輯傳過來的指令，最后完成保護裝置所承擔的任務。如在故障時動作于跳閘，不正常運行時發出信號，而在正常運行時不動作等。

　　HZJB-340T手提繼電保護測試儀

　　繼電保護的工作回路

　　要完成繼電保護任務，除了需要繼電保護裝置外，必須通過可靠的繼電保護工作回路的正確工作，才能完成跳開故障元件的斷路器、對系統或電力元件的不正常運行發出警報、正常運行狀態不動作的任務。

　　繼電保護工作回路一般包括：將通過一次電力設備的電流、電壓線性地轉變為適合繼電保護等二次設備使用的電流、電壓，并使一次設備與二次設備隔離的設備，如電流、電壓互感器及其與保護裝置連接的電纜等;斷路器跳閘線圈及與保護裝置出口間的連接電纜，指示保護動作情況的信號設備;保護裝置及跳閘、信號回路設備的工作電源等。