电力系统除了输电线路外还有各类开关电器和保护电器。在低压系统里,保护电器都是单个的器件,是直接串接在电路中的,比如低压熔断器、热保护器件等。在高压系统中,这些保护电器就不能像低压系统一样直接串接在电路里面了。这是因为高压系统里电压水平较高,把保护电器还做成单个电器直接接入电路里,保护电器的绝缘水平达不到要求。为了达到要求,绝缘材料的研制费用就要提高,这样很不经济,而且高压系统里面的故障种类也很多。这就需要有一套保护装置来完成高压系统里面的保护工作,过去这套保护装置主要是各类继电器组成的,所以就叫“继电保护”。虽然现在很多保护不是由继电器组成的,(比如微机保护等),但还是延续以前的叫法。它是一个整体的概念,表示电气系统的“保护装置”。
继电保护的基本任务是:1)有选择性地将故障元件从电力系统中快速,自动地切除,使其损坏程度减至最轻,并保证系统其他无故障部分继续运行。2)反应系统的不正常工作状态,一般通过发出警报信号,提醒值班人员处理。在无人值班情况下,继电保护装置可视设备承受能力作用于减负荷或延时跳闸。
继电保护最初的原理,是反应故障时电流急剧增加这一特征的,如熔断器保护。但是随着电力系统的发展,使保护的新原理、新装置不断出现,归纳起来主要有如下几个方面:
1、反映电流量变化的保护称之为电流保护。
2、反映电压量变化的保护称之为电压保护。
3、反映双电源具有方向性的保护称之为方向保护。
4、反映保护安装处与故障点之间距离的保护称之为距离保护。
5、反映被保护元件(或线路)两侧电流之差而动作的保护称之为差动保护。
不管何种保护,继电保护装置都包括有测量元件、逻辑元件和执行元件三部分组成。
测量元件的作用是测量被保护设备的物理量(各种电气量)的变化值,再与给定的整定值比较,以确定系统是否为故障或不正常工作状态,然后输出相应的信号至逻辑元件。逻辑元件再进行判断,以决定保护工作与否,是瞬时动作还是延时动作。执行元件根据逻辑元件判断的结果执行保护任务,具体作用到断路器的跳闸线圈,直接跳闸或发出信号。
电力系统对继电保护的基本要求主要有以下四点:
1、选择性继电保护的选择性是指继电保护动作时,仅将故障元件或线路从电力系统中切除,保证系统无故障部分继续运行。
2、快速性继电保护的快速性是指继电保护以允许而又可能