电力系统继电保护的基本要求

为实现其目标，作用于跳闸的继电保护装置在技术性能上必须满足以下4个要求：

（1）选择性

选择性的基本含义是保护装置动作时仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量减小，以保证系统中非故障部分继续安全运行，如图0.1所示。

图0.1　保护选择性说明图

当K3发生故障时，则应由保护4动作切除4QF，仅使本线路停电，停电范围最小，其余非故障部分可继续运行，这是有选择性动作。若K1点发生故障，由保护1和2动作，断路器1QF、2QF跳闸以切除故障线路，也满足选择性的要求。若此时断路器5QF或6QF也跳闸，则扩大了电网停电范围，这种情况就属于非选择性动作。

但是，当K3点发生短路，如果保护4或断路器4QF由于某种原因拒绝动作，而由保护3动作使断路器3QF跳闸，从而切除故障线路BC，也是有选择性的。此时，虽然切除了一部分非故障线路，但在4QF或保护4拒动的情况下，达到了尽可能限制故障的扩展，缩小停电范围的目的。因此，把它称为下一段线路保护或断路器拒动的“后备”保护。

对每个被保护设备（或称元件）上装设着分别起主保护和后备保护作用的独立的两套保护，“就近”实现后备，不依靠相邻的上一个元件的保护，称为“近后备”保护。断路器拒动则由本站装设的断路器失灵保护（也称近后备结线）动作切除连接在该段母线上的其他断路器。

在远处实现的“后备”称远后备。显然，远后备保护的功能比较完备，它对相邻元件的保护装置、断路器、二次回路和直流电源故障所引起的拒动都能起到后备作用，同时它比较简单、经济。因此，远后备宜优先采用。只有当远后备保护不能满足灵敏度要求时，再考虑采用“近后备”的方式。

辅助保护为补充主保护某种保护性能的不足（如方向性元件的电压死区）或加速切除某部分故障而装设的简单保护（如无时限电流速断）。

（2）速动性

速动性是指继电保护装置应以尽可能快的速度断开故障元件。这样就能降低故障设备的损坏程度，减少用户在低电压情况下工作的时间，提高电力系统运行的稳定性。

图0.2　电力系统并列运行示意图(www.xing528.com)

快速切除故障，可提高发电厂并列运行的稳定性，可用图0.2说明。若A厂母线附近K点发生三相短路时，A厂母线电压会大大下降而卸去母线上负荷，但发电厂调速系统来不及作相应调整，则A厂发电机转速必然升高。此时，B厂母线还有较高残余电压，故B厂卸去或增加的负荷不多，发电机转速变化较小。这样A、B两厂的发电机就产生转速差而失去同步。若切除故障时间短，则转差小，很易恢复同步运行；若切除故障时间长，则两厂解列（联络线断开）。

故障切除时间等于保护装置和断路器动作时间之和。目前保护动作速度最快的约为0.02 s，加上快速断路器的动作时间，故障可在0.05～0.06 s切除。

应考虑不同电网对故障切除时间的具体要求和经济性、运行维护水平等条件以便确定合理的保护动作时间。

（3）灵敏性

保护装置对其保护范围内的故障或不正常运行状态的反应能力称为灵敏性（灵敏度）。灵敏性常用灵敏系数来衡量。它是在保护装置的测量元件确定了动作值后，按最不利的运行方式、故障类型、保护范围内的指定点校验，并满足有关规定的标准。

（4）可靠性

可靠性是指保护装置在规定的保护范围内发生了它应该作出反应的故障时，保护装置应可靠地动作（即不拒动）；而在不属于该保护动作的其他任何情况下，则不应该动作（即不误动）。

可靠性取决于保护装置本身的设计、制造、安装、运行维护等因素。一般来说，保护装置的组成元件质量越好、接线越简单、回路继电器的触点和接插件数越少，保护装置就越可靠。同时，保护装置恰当的配置与选用、正确的安装与调试、良好的运行维护，对于提高保护的可靠性也具有重要的作用。

对继电保护装置的4项基本要求是分析研究继电保护的基础，也是贯穿全书的主线，必须反复地领会。要注意的是这4项基本要求之间往往有矛盾的一面，例如，既有选择性而又速动的保护，其装置结构都比较复杂，可靠性就比较低；提高保护的灵敏性，却增加了误动的可能性，降低了可靠性。因此，必须从被保护对象的实际情况出发，明确矛盾的主次，采取必要的措施，通过实践是可以逐步掌握的。

除了以上4项基本要求外，还应该考虑经济性与可维护性。经济性是指保护装置购置、安装、调试及运行维护等费用，但经济性首先要着眼于国民经济的整体利益，而不应只着眼于节省继电保护装置的投资。另一方面，对于那些次要而数量很多的电气设备，如异步电动机的保护，也不应该装设复杂而昂贵的继电保护装置。

可维护性则是指保护装置的正常动作维护及定期维护应该比较方便。