一.什么是電力系統(tǒng)

有兩種說法：

1.由生產(chǎn)和輸送電能的設(shè)備所組成的系統(tǒng)叫電力系統(tǒng)，例如發(fā)電機、變壓器、母線、輸電線路、配電線路等，或者簡單說由發(fā)、變、輸、配、用所組成的系統(tǒng)叫電力系統(tǒng)。

2.有的情況下把一次設(shè)備和二次設(shè)備統(tǒng)一叫做電力系統(tǒng)。

一次設(shè)備：直接生產(chǎn)電能和輸送電能的設(shè)備，例如發(fā)電機、變壓器、母線、輸電線路、斷路器、電抗器、電流互感器、電壓互感器等。

二次設(shè)備：對一次設(shè)備的運行進行監(jiān)視、測量、控制、信息處理及保護的設(shè)備，例如儀表、繼電器、自動裝置、控制設(shè)備、通信及控制電纜等。

二.電力系統(tǒng)最關(guān)注的問題是什么

由于電力系統(tǒng)故障的后果是十分嚴(yán)重的，它可能直接造成設(shè)備損壞，人身傷亡和破壞電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，從而直接或間接地給國民經(jīng)濟帶來難以估計的巨大損失，因此電力系統(tǒng)最為關(guān)注的是：安全可靠、穩(wěn)定運行。

三.電力系統(tǒng)的三種工況

正常運行狀態(tài);故障狀態(tài);不正常運行狀態(tài)。而繼電保護主要是在故障狀態(tài)和不正常運行狀態(tài)起作用。

四.繼電保護裝置

就是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。它的基本任務(wù)簡單說是：故障時跳閘，不正常運行時發(fā)信號。

五.繼電保護的基本原理和保護裝置的組成

為完成繼電保護所擔(dān)負的任務(wù)，顯然應(yīng)該要求它正確地區(qū)分系統(tǒng)正常運行與發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)之間的差別，以實現(xiàn)保護。如圖1-1(a)、(b)所示的單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)接線圖，(這是一種最簡單的系統(tǒng))，圖1-1(a)為正常運行情況，每條線路上都流過由它供電的負荷電流f(一般比較小)， 各變電所母線上的電壓，一般都在額定電壓(二次線電壓100V)附近變化，由電壓和電流之比所代表的“測量阻抗”Zf稱之為負荷阻抗，其值一般很大。圖1-1(b)表示當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時的情況，例如在線路B-C上發(fā)生了三相短路，則短路點的

電壓Ud降低到零，從電源到短路點之間將流過很大的短路電流?d, 各變電所母線上的電壓也將在不同程度上有很大的降低(稱之為殘壓)。設(shè)以Zd表示短路點到變電所B母線之間的阻抗，根據(jù)歐姆定律很顯然Zd要大大小于Zf。即短路阻抗要大大小于負荷阻抗。

六.繼電保護分類

在一般情況下，發(fā)生短路之后，總是伴隨有電流的增大、電壓的降低、線路始端測量阻抗的減少，以及電壓與電流之間相位角的變化。因此，利用正常運行與故障時這些基本參數(shù)的區(qū)別，就可以構(gòu)成各種不同原理的保護。

一般繼電保護可以分為兩類：

第一類—利用比較正常運行與故障時電氣參量(U、I、Z、f)的區(qū)別，便可以構(gòu)成各種不同原理的繼電保護，例如反應(yīng)于電流增大而動作的過電流保護;反應(yīng)于電壓降低而動作的低電壓保護;反應(yīng)于阻抗降低而動作的距離保護，反應(yīng)于頻率降低而動作的低(或欠)頻保護等。

第二類—首先規(guī)定兩個前提：一個規(guī)定電流的正方向是從母線指向線路;第二個一定是雙端電源。

七.對電力系統(tǒng)繼電保護的基本要求

動作于跳閘的繼電保護，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足四個基本要求，即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。

a)選擇性

定義：繼電保護動作的選擇性是指保護裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，以保證系統(tǒng)中的無故障部分仍能繼續(xù)安全運行。

原則：就近原則，即系統(tǒng)短路時，應(yīng)由距離故障點最近的保護切除相應(yīng)的斷路器。

b).速動性

所謂速動性，就是發(fā)生故障時，保護裝置能迅速動作切除故障。對不同的電壓等級要求不一樣，對110KV及以上的系統(tǒng)，保護裝置和斷路器總的切故障時間為0.1秒，因此保護動作時間只有幾十個毫秒(一般30毫秒左右)，而對于35KV及以下的系統(tǒng)，保護動作時間可以為0.5秒。

c)靈敏性

繼電保護的靈敏性，是指對于其保護范圍內(nèi)發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)的反應(yīng)能力。其靈敏性有的保護是用保護范圍來衡量，有的保護是用靈敏系數(shù)來衡量。

d)可靠性

保護裝置的可靠性是指在該保護裝置規(guī)定的保護范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該動作的故障時，它不應(yīng)該拒絕動作，而在任何其他該保護不應(yīng)該動作的情況下，則不應(yīng)該誤動作。簡單說就是：該動的時候動，不該動的時候不動。該動的時候不動是屬于拒動，不該動的時候動了是屬于誤動。不管是拒動還是誤動，都是不可靠。

以上四個基本要求不僅要牢牢記住，而且要理解它們的內(nèi)涵，其中可靠性是最重要的 ，選擇性是關(guān)鍵，靈敏性必須足夠，速動性則應(yīng)達到必要的程度。我們所有的繼電保護裝置都是圍繞這四個要求做文章，當(dāng)然不同的保護，對這些要求的側(cè)重點是不一樣的，有的側(cè)重于選擇性，有的側(cè)重于速動性，有時候為了保證主要的屬性可能會犧牲一些其他的屬性。這些我們在以后講到具體的保護時會提到。

八.繼電保護的發(fā)展過程

繼電保護技術(shù)是隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展以及技術(shù)水平的進步而發(fā)展起來的，最早的熔斷器就是最簡單的過電流保護，以后經(jīng)歷了機電型、整流型、晶體管型、集成電路型、微機型五個階段，而現(xiàn)在微機型的繼電保護又進入第三代和第四代。