电力系统需要保护。电网中有很多设备。发电机发出电能。变压器改变电压。输电线路输送电力。这些东西都很重要。它们可能出问题。问题有很多种。电线可能断掉。设备可能坏掉。雷击可能发生。动物可能碰到线路。这些问题会产生故障电流。故障电流很大。它会损坏设备。它可能引起火灾。它会让电力供应中断。人们家里会停电。工厂会停止生产。损失很大。

继电保护就是解决这些问题的。它是电力的医生。它一直在观察电力系统。它测量电流的大小。它测量电压的高低。它计算各种数据。正常工作时电流不大。电压也比较稳定。出现故障时电流突然变大。电压可能突然降低。继电保护装置发现这些变化。它判断是不是真的故障。如果是故障它就动作。它发出信号给断路器。断路器迅速断开电路。故障部分就被隔离了。其他部分继续正常工作。停电范围变小了。设备得到保护。

继电保护有很多种类。不同设备需要不同保护。发电机有发电机保护。变压器有变压器保护。输电线路有线路保护。每种保护都有自己的特点。

发电机很贵重。它可能发生线圈短路。可能出现过负荷。可能失去励磁。可能超速旋转。发电机保护监测这些情况。差动保护是重要的一种。它比较发电机两端的电流。正常时进出电流相等。内部故障时电流不相等。差动保护立即动作。它快速切断电路。发电机得到保护。

变压器也很重要。它可能发生内部短路。可能油箱漏油。可能温度过高。瓦斯保护用于变压器。变压器油里产生气体。故障时产生气体更快更多。瓦斯继电器监测气体量。气体多到一定程度就报警。气体太多就跳闸。差动保护也用于变压器。它比较变压器两侧电流。发现不平衡就动作。

输电线路最长最容易出问题。线路保护种类很多。过电流保护比较简单。它监测线路电流。电流超过定值就动作。定时限过流保护有固定时间。反时限过流保护时间随电流变化。电流越大动作时间越短。距离保护更先进。它测量故障点的距离。通过测量电压和电流计算距离。不同段保护不同范围。一段保护线路80%。二段保护全线及相邻线路部分。三段保护更远作为后备。

所有保护都要可靠。不该动时不能动。该动时必须动。保护装置可能出错。它可能拒绝动作。故障时它不跳闸。这很危险。故障会扩大。它可能错误动作。没有故障时它跳闸。这会造成不必要的停电。所以保护要有冗余配置。主保护最快动作。后备保护在主保护失效时动作。近后备在同一位置。远后备在相邻位置。这样更安全。

保护装置在发展变化。最早是电磁型继电器。用线圈和铁片工作。后来出现晶体管继电器。用电子元件构成。现在多用微机型保护。用计算机芯片实现。微机保护功能强大。它能计算很多数据。它能记录故障信息。它能通信上传数据。它更精确更灵活。

定值整定很重要。每个保护都有动作值。电流达到多少才动作。时间延迟多少秒。这些值要仔细计算。值太小可能误动。值太大可能拒动。要考虑电网最大方式。要考虑电网最小方式。要保证选择性。最近故障点的保护先动作。要保证灵敏性。对轻微故障也能反应。要保证速动性。尽快切除故障。

电流互感器提供电流信号。电压互感器提供电压信号。它们是把高电压大电流变成低电压小电流。保护装置接收这些信号。断路器执行跳闸命令。这些设备要配合好。

接地保护针对接地故障。大电流接地系统用零序电流保护。小电流接地系统用零序电压保护。不同系统方式不同。

自动重合闸经常配合线路保护使用。很多故障是暂时的。雷击引起闪络。雷击过后绝缘恢复。树枝碰线。树枝烧断后线路正常。这些故障切除后可以重新合闸。重合闸自动合上断路器。供电很快恢复。成功率很高。如果故障是永久性的。重合闸后再次跳闸。不再重合。

继电保护是电网安全的重要保障。它默默工作。它防止事故扩大。它减少停电损失。它提高供电可靠性。现代电网离不开继电保护。保护技术还在进步。更智能的保护在开发。它们能自适应运行方式变化。它们能识别故障类型。它们能与其他保护更好配合。电网会越来越安全。