第二章 电力变压器的继电保护

2。1  继电保护的基本原理

继电保护指的是在设备发生严重的故障之前或之后，保护线路中一些为信息量的物理量，这时突变量达到固定的值，在这种情况之下，由于起动的环节是属于逻辑控制环节所操控的，所以会产生所相对应的跳闸脉冲现象。

在继电保护的装置中，应该具有正确区分开来元件是处于被保护的正常状态之下还是在发生了故障的状态之下的能力，而且根据这种能力来判断是处于在区内所发生的故障还是在区外所发生的故障。因此保护装置如果需要实现这一功能，就应在系统发生故障前后根据其物理量的变化这些特征作为基础来构成保护。

故障发生在继电保护的时候，以下是特征以及构成的保护： 

（1）电压降低。在这种情况之下，各个点的相间电压或相电压的值会因为相间短路和接地短路的发生，而产生急速下降的后果，因为这样就构成了低电压保护。在这种情况之下，如果此时离短路点的位置越近的话，那么它所在的电压就会是越低的情况；电流增大的情况。在所在的电源和发生故障的点之间的电气设施上的电流在极大程度上有可能会超过负荷电流，在这种情况之下，就会构成了电流保护。

（2）电压与电流之间可能会发生相位角的改变。在一般情况之下，当电压与电流在正常运行时候，它们的相位角是属于功率因数角，这是由功率方向的保护而构成的。

（3）通常，在保护元件两端电流相位出现故障这种情况发生的时候，会使差动保护构成。

（4）发生很大变化的测量阻抗。也就是说这属于在保护安装地点的电压比上它所在电流的值。在这种情况之下，测量阻抗在一般运行的时候，即为负荷阻抗；而在发生短路比如金属导致的短路的时候，它反而成为了线路阻抗。所以在这时，由于发生故障所以而减小了测量阻抗它的值，相反的，这种情况却增大了其阻抗角的大小。

当不对称短路出现的时候，在这种情况之下，相序分量会出现，是由负序电流保护、零序电流保护和负序功率方向的保护所构成的。当单相接地的时候，零序电流会产生；当两相接地的时候，负序电流和电压分量会出现。而在一般运转的时候，这些分量是不会产生的。

在一般情况之下，电气量在发生短路故障的时候，如果能得到很好的利用，将能够使继电保护成功地构成。

继电保护按如下方式分成四类：

（1）因存在相对不同的被保护对象，所以在这种情况之下有输电线路的保护和发电厂、变电所电气设备的继电保护。

（2）因存在相对不同的保护功能，所以在这种情况之下可以分为不正常运转的保护以及短路故障的继电保护。不正常运转的保护又可以分成过负荷保护、低频保护等保护；短路故障的继电保护又可以分成主保护、辅助保护以及后备保护。

（3）因存在相对不同的动作保护原理，所以在这种情况之下可以分为过电流保护、低电压及过电压保护、功率方向保护及差动保护等等各种保护。

（4）因运算处理比较的信号量的不同，所以在这种情况之下可以分为模拟式保护和数字式保护。在一般情况下，如果能够直接反映出信号输入的模拟量连续，那么是因为基于机电型以及集成电路型等保护装置来实现的，而这些都是属于模拟式保护的保护方式；而能够反映出模通过采样和模/数转换之后的模拟量，在这种情况之下所选择的保护设施是微处理机，这些都是属于数字式保护的保护方式。