继电保护基础知识
继电保护基础知识
继电保护基础和综自改造一、继电保护的基础知识（一）继电保护的作用1、介绍短路的危害（内容）○1故障点的很大的短路电流燃起的电弧，使故障设备损坏。
○2从电源到故障点间流过的短路电流，它们引起的发热和电动力将造成在该路径中有关的非故障元件的损坏。
○3靠近故障点的部分地区电压大幅下降，使用户的正常工作遭到破坏或影响产品质量。
○4破坏电力系统的稳定性，引起系统振荡，甚至使该系统瓦解和崩溃。
2、继电保护装置的定义电力系统继电保护装置就是装设在每一个电气设备上，用来反应它们发生的故障和不正常运行情况，从而动作于断路器跳闸或发出信号的一种有效的反事故的自动装置。
3、继电保护装置的基本任务○1自动、有选择性、快速的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件损坏程度尽可能减轻，并保证该系统中非故障部分迅速恢复正常运行。
○2反应电气元件的不正常运行状态，并依据运行维护的具体条件和设备的承受能力，发出信号、减负荷或延时跳闸。
（二）对继电保护的基本要求1、选择性（1）基本含义其基本含义是保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量减小，以保证系统中非故障部分继续安全运行。
（2）（3）主保护定义反应被保护元件自身的故障并尽可能短（符合要求）的时限切除故障的保护。
（4）后备保护定义○1远后备：在每个设备构成的一套保护中分别起主保护、后备保护的两部分。
作为后备保护的部分既可作为主保护拒动的后备，更主要的作为相邻下一设备断路器和保护拒动的后备保护。
○2近后备：对每个被保护设备（或称元件）上装设着分别起主保护和后备保护作用的独立的两套保护，后备保护作用的实现的特点有两个方面，一是“就近”实现，不依靠相邻的上一个元件处的保护，二是主保护拒动，由本处的后备保护起作用。
2、速动性基本含义：指继电保护装置应尽可能快的速度断开故障元件。
3、灵敏性（1）基本含义：指保护装置对其保护范围内的故障或不正常运行状态的反应能力称为灵敏性（灵敏度）。
继电基础保护知识培训
内容梗概
变压器 母线保护 断路器失灵保护 重合闸装置 直流接地故障及故障简单查找
变压器
PART1 基础概念 电流互感器 电压互感器 PART2 主变保护分类
PART3 220kV主变保护常见配置 差动保护 高后备保护 中后备保护 低后备保护 过负荷保护 过负荷启动冷却器元件 过负荷闭锁调压元件
为了避免在查找故障过程中给负荷造成较长时间停电，引起更大事故发生，在一般情况下应先用一套具有足够容量的备用直流电源（如备用充电装置）给负荷供电，再将有故障的直流电源与外电路脱离来查找故障。
容易发生接地的部位 控制电缆线芯细，机械强度小，一旦受到外力作用，极易造成损坏，特别是屏蔽线接地时，若施工时不小心，也会伤到电缆绝缘造成接地。 室外开关场电缆，其保护铁管（PVC管）中容易积水，时间长了造成接地。 变压器的瓦斯继电器接线处、压力释放阀接线处、测温装置接线处，因变压器渗油或防水不严，造成绝缘损坏接地。 有些指示灯或照明的灯座，若更换灯泡不当，也易造成灯座接地。 断路器的操作线圈，若引线不良或线圈烧毁后绝缘破坏发生接地。 室外开关箱（端子箱、汇控柜）内端子排被雨水浸入，室内端子排因漏雨或做清洁打湿，均能造成接地。 设备端子受潮或积有灰尘等，由此造成绝缘降低引起接地。
PART2 重合闸装置的分类 PART3 线路选用单相重合闸及综合重合闸的条件 单相重合闸是指线路上发生单相接地故障时，保护动作只跳开故障相的断路器并单相重合，当单相重合不成功或多相故障时，保护动作跳开三相断路器，不再进行重合。当由于其它任何原因跳开三相断路器时，也不再进行重合。 综合重合闸是指发生单相接地故障时，采用单相重合闸方式，而当发生相间短路时，采用三相重合闸方式。 220kV及以上电压单回联络线、两侧电源间相互联 系薄弱的线路。 当电网发生单相接地故障时，如果使用单相重合闸不能保证系统稳定的线路。 允许使用三相重合闸的线路，但使用单相重合闸对系统恢复供电有较好效果时，可采用综合重合闸方式。
继电保护基础知识
电力系统继电保护一词泛指继电保护技术和由各种继电 保护装置组成的继电保护系统，包括继电保护的原理设 计、配置、整定、调试等技术，也包括由获取电量信息 的电压、电流互感器二次回路，经过继电保护装置到断 路器跳闸线圈的一整套具体设备，如果利用通讯手段传 送信息，还包括通讯设备。
2).继电保护的基本作用
继电保护装置构成示意图
1.2.2 继电保护装置的构成
以过电流保护装置为例,来说明继电保护的组成和 基本工作原理.
动作过程：电流继电器动作时其触点闭合， 中间继电器得电，由中间继电器KM触点通 线路断路器跳闸回路，同时信号继电器KS 发出保护跳闸信号。
§1.3 对继电保护的基本要求
对于继电保护，在技术上一般应满足四个基本要 求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。即保护 的四性。 1.3.1 选择性 ( Selectivity ) 选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件或线 路从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以 保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。 选择性就是故障点在区内就动作，在区外不动作。 术语：主保护 远后备保护 近后备保护
4)继电保护的主要特点
微机保护充分利用了计算机技术上的两个显著优势：高速的运算能力和完 备的存贮记忆能力，以及采用大规模集成电路和成熟的数据采集，A/D模数 变换、数字滤波和抗干扰措施等技术，使其在速动性、可靠性方面均优于以 往传统的常规保护，而显示了强大生命力，与传统的继电保护相比，微机保 护有许多优点，其主要特点如下： 1）改善和提高继电保护的动作特征和性能，正确动作率高。主要表现在 能得到常规保护不易获得的特性；其很强的记忆力能更好地实现故障分量保 护；可引进自动控制、新的数学理论和技术，如自适应、状态预测、模糊控 制及人工神经网络等，其运行正确率很高，已在运行实践中得到证明。 2）可以方便地扩充其他辅助功能。如故障录波、波形分析等，可以方便 地附加低频减载、自动重合闸、故障录波、故障测距等功能。 3）工艺结构条件优越。体现在硬件比较通用，制造容易统一标准；装置 体积小，减少了盘位数量；功耗低。 4）可靠性容易提高。体现在数字元件的特性不易受温度变化、电源波动、 使用年限的影响，不易受元件更换的影响；且自检和巡检能力强，可用软件 方法检测主要元件、部件的工况以及功能软件本身。 5）使用灵活方便，人机界面越来越友好。其维护调试也更方便，从而缩 短维修时间；同时依据运行经验，在现场可通过软件方法改变特性、结构。 6）可以进行远方监控。微机保护装置具有串行通信功能，与变电所微机 监控系统的通信联络使微机保护具有远方监控特性。
继电保护基础知识
设备长期运行，可能使载流部分过热，损坏绝缘，缩短设备使用寿命，甚至发 展成为故障。
中性点非直接接地系统当发生单相接地时，使未接地相对地电压提高至原对地 电压的根号3倍，它往往是导致短路故障的一个原因。
为防止事故扩大，尽可能缩小停电范围，保证非故障设备的继续 运 行，必须迅速切除故障，这一任务就是由继电保护装置来完成的。
选择性：
当电力系统发生故障时，保护装置应只切除故障元件，
而保持其他非故障元件的继续运行，称为保护装置的选择性。
主保护：按照电力系统的安全性要求，以最短的时限和
最小的停电范围动作切除故障，保证电力系统和设备的安全。
1. 后备保护：一般动作延时较长，是当主保护拒动或断路器
① 拒动时，以大于主保护的动作时限动作切除故障。
2. 压变换为测量比较元件所需要的形式。测量比较元件就是电
3. 流、电压等继电器，当被测值符合事先规定的整定值要求
4. 时，测量比较元件动作。操作电路是实现一定控制要求的直
5. 流操作电路，经过它去接通所需的跳闸电路及信号电路。
○ 若测量比较元件反应的是电流I，当短路时电流超过整定值保护动作，这就是过电流保护。 ○ 若测量比较元件反应的是电压U，当短路时U低于整定值保护动作，这就是低电压保护。 ○ 若测量比较元件反应的是变压器或线路两端的电流之差，当电流增大保护动作，这就是差动保
护。
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1.2电磁型继电器 电磁型继电器的工作原理 电磁型继电器是 利用电磁力使其可动 的机械部分动作，并 通过它的接点接通或 者断开来实现输出信 号的改变（即接通或 断开外电电流IK时，铁芯中产生磁通Φ，磁 通 经空气隙δ及衔铁而成回路，因而在铁芯与衔铁间产生电磁 吸力Fem，Fem的大小与Φ的平方成正比，而Φ又与磁动势成 正比
继电保护基础知识
第一节继电保护基础知识1．什么是继电保护装置和安全自动装置？答：当电力系统中的电力元件或电力系统本身发生了故障或危及安全运行的事件时，能自动向值班员发出警告信号，或向所控制的断路器发跳闸指令，以终止事件的发展。
实现这种自动化措施的设备，用于保护电力元件的，称为继电保护装置；用于保护电力系统的，称为电力系统安全自动装置。
2．继电保护在电力系统中的任务是什么？答：(1) 当被保护的电力元件发生故障时，继电保护装置迅速地给距离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中隔离，最大限度的维护系统稳定，降低元件损坏程度。
(2) 反映电气设备的不正常工作情况，及时发出信号，以便值班人员处理，或由安全自动装置及时调整，恢复系统正常运行。
3．电力系统对继电保护的基本要求是什么？答：继电保护装置必须满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性四个要求，具体分述如下：(1) 可靠性。
保护装置的可靠性是指当被保护设备区内发生故障时，保护装置应可靠动作；被保护设备区外发生故障时，保护装置不发生误动作。
(2) 选择性。
保护装置的选择性是指电力系统发生故障时，首先由故障设备的保护切除故障；如故障设备的保护或断路器拒动时，由相邻设备的保护动作，将故障切除。
尽量缩小切除故障的停电范围。
(3) 灵敏性。
保护装置的灵敏性是指保护装置对其动作区内的故障能可靠反映的能力。
一般用灵敏系数来衡量，反映故障时数值参量增加的保护装置的灵敏系数为：Klm=保护区末端金属性短路故障时的最小参量／保护的整定动作值反映故障时数值参量减少的保护装置的灵敏系数为Klm=保护的整定动作值／保护区末端金属性短路故障时的最大参量(4) 速动性。
保护装置的速动性是指保护装置应以允许的尽可能快的速度切除故障，减轻故障对设备损坏程度，提高尽快恢复电力系统稳定运行的能力。
4．什么是主保护、后备保护、辅助保护和异常运行保护？答：主保护是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线路和设备的保护。
继电保护最全面的知识
继电保护最全面的知识一、基本原理继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障，是保护区内故障还是区外故障的功能。
保护装置要实现这一功能，需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。
电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是：1）电流增大短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。
2）电压降低当发生相间短路和接地短路故障时，系统各点的相间电压或相电压值下降，且越靠近短路点，电压越低。
3）电流与电压之间的相位角改变正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角，一般约为20°,三相短路时，电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的，一般为60°~85°,而在保护反方向三相短路时，电流与电压之间的相位角则是180°+（60°~85。
）。
4）测量阻抗发生变化测量阻抗即测量点（保护安装处）电压与电流之比值。
正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗；金属性短路时，测量阻抗转变为线路阻抗，故障后测量阻抗显著减小，而阻抗角增大。
不对称短路时，出现相序分量，如两相及单相接地短路时，出现负序电流和负序电压分量；单相接地时，出现负序和零序电流和电压分量。
这些分量在正常运行时是不出现的。
利用短路故障时电气量的变化,便可构成各种原理的继电保护。
此外，除了上述反应工频电气量的保护外，还有反应非工频电气量的保护，如瓦斯保护。
二、基本要求继电保护装置为了完成它的任务，必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。
对于作用于继电器跳闸的继电保护,应同时满足四个基本要求，而对于作用于信号以及只反映不正常的运行情况的继电保护装置，这四个基本要求中有些要求可以降低。
1、选择性选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时，其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除，当故障设备或线路的保护或断路器拒动时，应由相邻设备或线路的保护将故障切除。
继电保护基础精选全文
单位长度的线 路正序阻抗
系统的次 暂态电势
最大、小运方下 的系统电抗
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说明：无时限电流速断保护最大保护范围 l p.max 小于线路L1的全长。
无时限电流速断保护只能保护线路的一部分， 不能保护线路的全长。
满足灵敏度要求的保护范围为：最大运行方式下， 三相短路时，m≥50％；最小运行方式下，两相短 路时，m≥15～20％。
故障不可避免,但事故是可以避免的，电力工作 者的任务就是避免电力故障酿成事故。
基本任务： 反应电力设备的不正常运行状态，并根
据运行维护条件动作于信号或跳闸。 2
第一节 继电保护的基本知识
1、继电保护装置
电力系统运行过程中一旦发生故障，必须迅速而 有选择性地切除故障元件，以免造成人身伤亡和电气 设备损坏。完成这一功能的保护装置称为继电保护装 置
第七章 继电保护基础
• 继电保护的基本知识 • 单侧电源电网相间短路的电流保护 • 电网的接地保护 • 电力系统的主设备保护 • 10kV配电系统的保护 • 工厂供电系统的保护 • 民用建筑配电系统的保护
1
第一节 继电保护的基本知识
继电保护的作用 故障不可避免： 自然因素：雷击，冰灾，台风，地震 设备制造因素：设计，工艺，材料 人为因素：误操作，管理不当
2）但由于它在相邻线路上的动作范围只是线路的 一部分，不能作为相邻线路的后备保护（远后备）。
3）因此还需要装设一套过电流保护（电流III段） 作为本线路的近后备保护以及相邻线路的远后备保护。
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三、定时限过流保护（过电流或电流III段）
1、基本原理
动作电流按躲过最大负荷电流（正常运行） 来整定，并以时限来保证动作选择性。
I III op1
继电保护基础知识
第一章继电保护工作基本知识第一节电流互感器电流互感器（CT）是电力系统中很重要的电力元件，作用是将一次高压侧的大电流通过交变磁通转变为二次电流供给保护、测量、录波、计度等使用，本局所用电流互感器二次额定电流均为5A，也就是铭牌上标注为100/5，200/5等，表示一次侧如果有100A或者200A电流，转换到二次侧电流就是5A。
电流互感器在二次侧必须有一点接地，目的是防止两侧绕组的绝缘击穿后一次高电压引入二次回路造成设备与人身伤害。
同时，电流互感器也只能有一点接地，如果有两点接地，电网之间可能存在的潜电流会引起保护等设备的不正确动作。
如图1.1，由于潜电流I X的存在，所以流入保护装置的电流I Y≠I，当取消多点接地后I X＝0，则I Y＝I。
在一般的电流回路中都是选择在该电流回路所在的端子箱接地。
但是，如果差动回路的各个比较电流都在各自的端子箱接地，有可能由于地网的分流从而影响保护的工作。
所以对于差动保护，规定所有电流回路都在差动保护屏一点接地。
图1.1电流互感器实验1、极性实验功率方向保护及距离保护，高频方向保护等装置对电流方向有严格要求，所以CT必2、变比实验须做极性试验，以保证二次回路能以CT的减极性方式接线，从而一次电流与二次电流的方向能够一致，规定电流的方向以母线流向线路为正方向，在CT本体上标注有L1、L2，接线盒桩头标注有K1、K2，试验时通过反复开断的直流电流从L1到L2，用直流毫安表检查二次电流是否从K1流向K2。
线路CT本体的L1端一般安装在母线侧，母联和分段间隔的CT本体的L1端一般都安装在I母或者分段的I段侧。
接线时要检查L1安装的方向，如果不是按照上面一般情况下安装，二次回路就要按交换头尾的方式接线。
CT需要将一次侧电流按线性比例转变到二次侧，所以必须做变比试验，试验时的标准CT 是一穿心CT，其变比为（600/N）/5，N为升流器穿心次数，如果穿一次，为600/5。
对于二次是多绕组的CT，有时测得的二次电流误差较大，是因为其他二次回路开路，是CT磁通饱和，大部分一次电流转化为励磁涌流，此时应当把其他未测的二次绕组短接即可。
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何谓励磁涌流？产生的原因是什么？
• 近后备保护当主保护拒动时，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。
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辅助保护及异常运行的保护
• 辅助保护是为补充主保护和后备保护的性能或 当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保 护。
• 异常运行的保护是反应被保护电力设备或线路 异常运行状态的保护。
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什么是零序保护
• 在大短路电流接地系统中发生接地故障后，就 有零序电流、零序电压和零序功率出现，利用 这些电气量构成保护接地短路的继电保护装置 统称为零序保护。
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什么叫距离保护？
• 距离保护是以距离测量元件为基础构成的保护 装置，其动作和选择性取决于本地测量参数(阻 抗、电抗、方向)与设定的被保护区段参数的比 较结果，而阻抗、电抗又与输电线的长度成正 比，故名距离保护。
高频通道： ① 由高频收发信机与高频加工设备构成
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光纤通道 1. 由保护与光纤组成的高频保护
a. 数字复接方式连接
光
RCS－900 发 系列纵联 差动保护
光 收
光纤 64Kb/s
光 收
MUX-64
光 发
(MUX-2M)
PCM设备
同向 接口 终端
(SDHE1接口）
b. 专用光纤方式连接
光
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什么叫高频保护？
• 高频保护：由测量元件与高频通道构成的保护称为高 频保护。线路两侧断路器之间，高频保护可切除全线
路故障。高频保护也称为纵联保护：作用是线 路故障实现全线速动，因此它可保证电力系统 并列运行的稳定性和提高输送功率、缩小故障 造成的损坏程度、改善后备保护之间的配合性 能。
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3
主保护
• 主保护是满足系统稳定和设备安全要求，能以 最快速度有选择性地切除被保护设备和线路故 障的保护
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后备保护
• 后备保护是主保护或断路器拒动时，用来切除故 障的保护。后备保护又分为远后备和近后备。
• 远后备保护是当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。
光
RCS－900
发
光纤
收
RCS－900
系列纵联
系列纵联
差动保护
差动保护
光
光
收
64Kb/s
发
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高频保护用高频信号的三种方式
高频保护用高频信号的三种方式
① ② 闭锁信号：保护动作，有高频信号闭锁保护出口
① 允许信号：保护动作，有高频信号才允许跳闸
③ 跳闸信号：保护动精作选跳ppt闸，对侧高频信号来跳闸。 14
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高频保护的种类？
• 高频相差保护：由复合相操作电流控制两侧高频收发信机，构成 间断波，线路内部故障，间断波大于60度，两侧保护动作跳闸。 线பைடு நூலகம்外部故障，为连续波，间断波小于60度，两侧保护不动作。 由于高频相差保护构成复杂，两侧信号受相电流控制，要进行两 次比相，轻负荷时保护可能不正确动作，运行维护工作量较大， 现在已停止使用。
• 高频闭锁保护：由两侧零序保护、距离保护与高频收发信机组成。 测量元件为距离元件。收发信机与保护只有接点连续，收发信机 是否受保护控制。线路区内故障，两侧保护发信后又停信，两侧 保护动作跳开两侧开关。线路区外故障，一侧保护始终发信，高 频通道一直有高频信号，两侧保护被闭锁，两侧保护不动作。
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什么叫母线差动？
• 保护母线
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母线差动保护的种类？
• 母线完全电流差动保护：引入所有出线电流互感器上 电流
• 母线不完全电流差动保护：只引入有电源出线电流互 感器上电流
• 固定连接母线电流差动保护：引入所有出线电流互感 器上电流是固定的，I、II母短路，母线差动保护有选 择性。
• 电流相位比较式母差保护：比较母联开关与I、II母电 流的相位来选择故障母线
• 比率制动母差保护：防止CT饱和引入所有出线电流互 感器上电流作为比率制动构成的母差。
• 微机母差保护：比率制动微机母差保护
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什么是断路器失灵保护？
• 因母线上断路器失灵，由故障线路保护与母差 出口构成的保护
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什么是变压器差动保护？
• 保护变压器内部及两侧（或三测）CT之间的引 线、变压器套管的保护
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变压器差动保护的种类？
• BCH-1、 BCH-2老式躲过区外最大不平衡电流 的保护，灵敏度低
• LCD-4、 LCD-11 、 LCD-16比率制动及二次谐 波制动的差动保护，灵敏度高
• 微机变压器差动：原理有比率制动及二次谐波 制动的差动保护，比率制动及间断角闭锁的差 动保护，灵敏度高。
• 可靠性是指保护该动作时应可靠动作，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。
• 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。
• 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。
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高频保护的种类
方向高频保护：由两侧正、反方向保护、距离保护、零序保护 与高频收发信机组成。测量元件为方向元件。收发信机与 保护配合与高频闭锁保护逻辑相同。
1. 其他高频保护：与以上高频保护相比，只是使用测量元件 原理不同，收发信机或光纤通道与保护配合与高频闭锁保 护逻辑相同。
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高频通道
继电保护培训
继电保护基础
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何为继电保护装置
• 当电力系统中的电气设备发生故障时，向运行值班人 员及时发出警告信号，或者向所控制的断路器发出跳 闸命令，以终止这些事件发展的一种自动化措施和设 备。实现这种自动化措施的成套硬件设备，用于保护 电力元件的一般称为继电保护装置。
继电保护作用
• 1）断开电力故障元件，最大限度地减少对电力元件本 身的损坏。
• 2）反应电力元件不正常工作状态，便于监视与调整。
• 3）支持电力系统安全运行。特别是保护快速动作对提 高电网暂态稳定的特殊作用，其他稳定措施是不能与 其相比拟。
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电力系统对继电保护的基本要求
• 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。