继电保护的基本原理及其分类

电力系统电路故障发生以后，工频电气量变化的主要特征表现为：

(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的时候，系统各点的相间电压或相电压值就会下降，且越靠近短路点，电压越低。

(3) 电流与电压之间的相位角变化。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，线路的阻抗角决定了电流与电压之间的相位角，一般为60°～85°，而在保护反方向三相短路的时候，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。测量阻抗也就是指测量点(保护安装处)电压与电流之间的比值。正常运行时，测量阻抗表现为负荷阻抗；金属性短路时，测量阻抗转变成线路阻抗，故障后测量阻抗明显减小，而阻抗角增大。不对称短路时，出现相序分量，如果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与电压分量。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，就可以构造成为具备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。

继电保护可按以下4种方式分类。

①按照被保护对象进行分类，有输电线保护和主设备保护(如发电机、变压器、母线、电抗器、电容器等保护)。

②按照保护功能进行分类，有短路故障保护和异常运行保护。有短路故障保护又可分为主保护、预备保护以及辅助保护；后者又可分为过负荷保护、非全相运行保护、失磁保护、失步保护、低频保护等。

③按保护装置进行比较和运算处理的信号量分类，有模拟式保护和数字式保护。一切机电型、整流型、晶体管型和集成电路型（运算放大器）保护装置，它们直接反映输入信号的连续模拟量，均属模拟式保护；采用微处理机和微型计算机的保护装置，它们反应的是将模拟量经采样和模/数转换后的离散数字量,这是数字式保护。

④按照保护动作原理进行分类，有过电流保护、低电压保护、过电压保护、功率方向保护、距离保护、差动保护、高频（载波）保护等。

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