特高压电力旗下的继电保护测试仪可以帮助众多电力工作者更加方便的进行各类电力测试。
当电力系统部件（如发电机、线路等）或电力系统本身发生危及电力系统安全运行的故障时，能够及时向运行值班人员发出警告信号，或直接向控制系统发出断路器跳闸命令终止这些事件在开发一种自动化措施和设备。实现这种自动化措施的成套设备通常称为继电保护装置。
本期介绍继电保护的基本原理、基本要求、基本任务、分类及常见故障分析与处理。
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正常运行还是故障，是在保护区内还是在保护区外的功能。要实现这一功能，保护装置需要根据电力系统故障前后电物理量变化的特性。
电力系统发生故障后，工频电量变化的主要特点是：
1) 电流增加
短路时，故障点和电源之间的电气设备和输电线路上的电流将从负载电流增加到大大超过负载电流。
2) 降压
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，越接近短路点电压越低。
3）电流与电压相角的变化
正常运行时，电流与电压的相位角为负载的功率因数角，一般为20°左右。三相短路时，电流与电压的相角由线路的阻抗角决定，一般为60°～85°。保护反方向三相短路时，电流与电压的相角为180°+（60°～85°）。
4) 测量阻抗变化
测量阻抗是测量点（保护装置）的电压与电流的比值。正常工作时，被测阻抗为负载阻抗；金属短路时，被测阻抗变为线路阻抗，故障后被测阻抗显着下降，而阻抗角增加。
当发生不对称短路时，会出现相序分量。例如，两相和单相接地短路时，会出现负序电流和负序电压分量。单相接地时会出现负序和零序电流和电压分量。这些分量在正常运行时不会出现。通过短路故障时电量的变化，可以构成各种原理的继电保护。
此外，除上述反应工频电量保护外，还有反应非工频电量保护，如气体保护。
二、基本要求
继电保护装置要完成其任务，在技术上必须满足选择性、快速性、灵敏度和可靠性四项基本要求。作用于继电脱扣的继电保护应同时满足这四项基本要求，继电保护设备作用于信号并仅反映异常运行情况，可以降低四个基本要求中的一些。
1.选择性
选择性是指当电力系统中的设备或线路发生短路时，其继电保护只会将故障设备或线路从电力系统中切断，当故障设备或线路保护或断路器拒动时，应将相邻设备或线路线路保护将故障切断。
2.快速行动
快速动作是指继电保护装置应能尽快排除故障，从而减少设备和用户在大电流、低电压下的运行时间，降低设备的损坏程度，提高系统并联运行的稳定性。
一般来说，必须快速排除的故障包括：
1）使电厂或重要用户的母线电压低于有效值（一般为额定电压的0.7倍）。
2）大容量发电机、变压器、电动机内部故障。
3）中低压线路截面过小，避免出现过热、不允许延时切断的故障。
4）可能危及人身安全并对通讯系统造成强烈干扰的故障。
故障排除时间包括保护装置和断路器的动作时间。一般快速保护的动作时间为0.04s～0.08s，最快为0.01s～0.04s，而一般断路器的脱扣时间为0.06s～0.15s，最快为0.02s～0.06s。
对于响应异常运行条件的继电保护装置，一般不要求快速动作，而是根据选择性条件延迟发送信号。
3. 灵敏度
灵敏度是指在电气设备或线路的保护范围内发生短路故障或异常动作时保护装置的反应能力，用灵敏度系数来衡量保护装置的灵敏度。
能满足继电保护灵敏度的要求，在规定的故障范围内，无论短路点的位置和短路的类型、短路点和过渡电阻如何，都能反映动作，这要求不仅系统运行在三相短路时能可靠动作，在系统最小运行模式下经过较大的过渡电阻后两相或单相短路故障时也能可靠。
系统最大运行模式：
在被保护电路末端发生短路时，系统等效阻抗最小，通过保护装置的短路电流为最大运行模式。
系统最低运行模式：
在相同的短路故障情况下，系统的等效阻抗最大，通过保护装置的短路电流为最小运行模式。
4. 可靠性
可靠性，包括安全性和可靠性，是继电保护最基本的要求。
1) 安全
要求继电保护可靠，不需要时不动作。
2) 可靠性
要求继电保护在规定的保护范围内发生应动作的故障时能可靠动作，即不拒动。
继电保护误动作和拒收会给电力系统带来严重危害。即使是相同的功率元件，随着电网的发展，保护误动作和拒收对系统的影响也会发生变化。
以上四项基本要求是继电保护设计、配置和维护的基础，也是继电保护分析评价的基础。这四项基本要求相互关联，但往往相互矛盾。因此，在实际工作中，根据结构电网和用户的性质，辩证统一。
基本任务
电力系统继电保护的基本任务是：
1、自动、快速、有选择地从电力系统中排除故障部件，防止故障部件损坏，快速保证其他无故障部件的正常运行。
2、对电气元件的异常运行状态作出反应，并根据运行维护情况（如是否有人定期值班）对信号进行操作，以便值班人员及时处理，或进行调整由装置自动进行，或将继续运行会造成损坏或发展为事故的电气设备拆除。此时一般不需要保护快速动作，而是根据对电源的损坏程度而定系统及其部件，提供一定的延时，以免因不必要的动作而造成暂时的短时操作波动和误操作造成的干扰。
3、继电保护装置还可以与电力系统中的其他自动装置配合，在条件允许的情况下，采取预定措施，缩短停电时间，尽快恢复供电，提高电力系统运行的可靠性.
四、分类、
继电保护可分为以下四种方式：
一、按保护对象分类
电力线路保护和主要设备保护（如发电机、变压器、母线、电抗器、电容器等）。
2、按保护功能分类
短路故障保护和异常动作保护。前者可分为主保护、后备保护和辅助保护；后者可分为过载保护、退磁保护、失步保护、低频保护和非全相运行保护。
3、保护装置比较和运算处理的信号量分类
有模拟保护和数字保护，所有机电式、整流式、晶体管式和集成电路式（运放）保护装置，它们直接反映连续模拟量的输入信号，属于模拟保护；采用微处理器和微机的保护装置，将模拟量采样转换为模拟/数字量后反映离散数字量的，属于数字保护。
4、按保护作用原理分类
过流保护、低压保护、过压保护、功率方向保护、距离保护、差动保护、纵向保护、气体保护等
五、异常
当发现继电保护动作异常或有缺陷时，除加强监测外，应将其出口压片返回可能引起误动作的保护，然后联系继电人员进行处理。
出现下列异常情况，应及时退出：
1.母差保护
当发送“母线差交流断开”和“母线差直流电压消失”信号时；当母线不平衡电流不为零时；母线开关系列无专用旁路母线，以代替线路操作和反向操作。
2.高频保护
当直流电源消失时；周期性通道测试参数不符合要求；设备故障或通道信号异常无法返回时；侧母线切换操作过程。
3.距离保护
当所采用的PT停止运行或三相电压回路断开时；正常情况下辅助磁流过大、过小；当负载电流超过相应区段的保护允许电流时。
4.微机保护
当主报警灯亮，且四种保护（高频、距离、零序、综合权重）之一亮时，退出相应保护；如果两个cpu故障，设备应退出所有保护；所有信号报警插件的灯不亮。如果电源指示灯熄灭，则表示直流消失。退出出线压板，待直流电源恢复后再投入。如果CPU正常，说明保护与接口CPU之间的通讯电路异常，退出CPU巡检开关处理。如果信号没有返回，说明CPU有致命缺陷，退出保护出口压板，断开巡检开关处理。
5.气体保护
变压器运行中加油、滤油或更换硅胶；输入维护后地下油泵或油冷却器（散热器）排油；需要打开呼吸系统阀门或放油塞，或清洗加湿器;当有人在油管上工作时。
继电保护常见故障分析
1、电流互感饱和故障
ct的饱和对电力系统的继电保护影响很大。随着配电系统设备终端负载容量的增加，如果发生短路，短路电流会很大。如果系统短路在终端设备区域附近，电流可能是ct单次额定电流的100倍以上。在正常短路的情况下，ct的误差随着一次短路电流倍数的增加而增大。当电流断路保护降低灵敏度时，可能会阻止操作。当电路短路时，电流互感器电流饱和，电流互感器二次感应电流很小或接近于零，
2、开关保护设备选用不当
开关保护设备选型是一项非常重要的工作，目前大部分配电在高负荷密度地区设置开关站，即采用变电站-开关站-配电变压器供电和输电方式。在继电保护的开关站不是自动化的，应多采用负荷开关或与其相结合的继电设备系统作为开关保护设备。
七、继电保护故障处理方法及措施
1、常见继电保护故障处理方法
1）代换法
通过将被认为有故障的部件替换为完好部件来判断部件的好坏，可以迅速缩小故障查找范围。
2）参考方法
通过比较正常设备和异常设备的技术参数，找出异常设备的故障点。该方法主要用于检查定值验证过程中测试值与预期值相差较大的接线错误和故障.当改造和设备更换后二次连接不能正确恢复时，可参考同类设备的连接。如果在继电器恒值校验过程中发现某个继电器与设定值相差较远，则不容易做出判断。如果继电器特性不好，应调整继电器上的刻度值。同一仪表可用于测量同一电路的其他类似继电器进行比较。
3) 短接
短接用于一段或部分电路回路，判断故障是否存在于短接范围内或其他地方，从而确定故障范围。此方法主要用于电磁锁故障、断路、切换继电器不工作，判断控制转换开关触点是否完好。
2、保证继电保护正常动作的措施
合理的人员配置，使人员调度和协助工作顺利进行，明确人员工作目标，保证用电正常运行；完善规章制度，根据继电保护的特点，完善和完善各项规章制度。保护装置运行管理、继电保护设备台账、运行维护、事故分析、定期检查、缺陷处理等档案逐步采用计算机管理跟踪检查，严格考核，实行奖惩；二次设备状态监测的方法是易于实现综合自动化变电站继电保护状态监测。
