继电保护实际上是一种自动控制装置。以控制过程信号的不同，可分为模拟型和数字
型两大类。多年来应用的常规继电保护装置都属于模拟型的，而20 世纪70 年代以来发展
的计算机保护则属于数字型的。这两类继电保护的基本原理是相同的，但其实现方法和
构成却大不相同。继电保护的组成与分类！
模拟型继电保护又可分为机电型继电保护和静态型继电保护两类。
机电型继电保护是由若干个不同功能的继电器组成。继电器是一种能自动动作的电器，
只有加入某种物理量(如电流或电压等)，或者加入的物理量达到一定数值时，它就会动作，
其常开触点闭合，常闭触点断开，输出信号。继电保护的组成与分类！
每个继电器都由感受元件、比较元件和执行元件三个主要部分组成。感受元件用来测
量控制量的变化，并以某种形式传送到比较元件；比较元件将接收的控制量与整定值进行
比较，并将比较结果的信号输入执行元件；执行元件执行继电器动作输出信号的任务。
继电器按动作原理的不同分为：电磁型、感应型和整流型等；按反应物理量的不同可
分为：电流、电压、功率方向和阻抗继电器等；按继电器在保护装置中的作用不同可分为：
·4· 电力系统继电保护
主继电器(如电流﹑电压和阻抗继电器等)和辅助继电器(如中间﹑时间和信号继电器等)。由
于这些继电器都具有机械的可动部分和接点，故称为机电型继电器。由这类继电器组成的
继电保护装置称为机电型继电保护。继电保护的组成与分类！
静态继电保护装置是应用晶体管或集成电路等电子元件来实现的，它由若干个不同功
能的回路，如测量﹑比较或比相触发﹑延时﹑逻辑和输出等回路组成。具有体积小﹑重量
轻、功耗小﹑灵敏度高﹑动作快和不怕震动﹑可以实现无触点等一系列的优点。
模拟型继电保护装置的种类很多，一般而言，它们都由测量回路﹑逻辑回路和执行回
路三个主要部分组成，其原理框图如图1.1所示。
图 1.1 模拟型继电保护装置原理框图
测量回路的作用是测量与被保护电气设备或线路工作状态有关的物理量的变化，如电
流、电压等的变化，以确定电力系统是否发生了短路故障或出现不正常运行情况；逻辑回
路的作用是当电力系统发生故障时，根据测量回路的输出信号，进行逻辑判断，以确定保
护是否应该动作，并向执行元件发出相应的信号；执行回路的作用是执行逻辑回路的判断，
发出切除故障的跳闸脉冲或指示不正常运行情况的信号。继电保护的组成与分类！
现以*简单的过电流保护装置为例，来说明继电保护的组成和基本工作原理。
在图1.2 所示线路过电流保护装置的原理接线图中,电流继电器KA 的线圈接于被保护
线路电流互感器TA的二次回路，这就是保护的测量回路，它监视被保护线路的运行状态，
用以测量线路中电流的大小。在正常运行情况下，线路中通过*大负荷电流时，继电器不
动作；当被保护线路发生短路故障时，流入继电器KA 线圈回路的电流大于继电器的动作
电流时，电流继电器立即动作，触点闭合，接通逻辑回路中时间继电器KT 的线圈回路，
时间继电器启动并经延时后触点闭合，接通执行回路中的信号继电器KS 和断路器QF 跳
闸线圈YR回路，使断路器QF跳闸，切除故障。
图 1.2 线路过电流保护装置单相原理接线图
数字型的计算机继电器保护是把被保护设备和线路输入的模拟电气量经模数（A/D）
第1 章 绪论 ·5·
·5·
转换器变换为数字量，利用计算机进行处理和判断。计算机由硬件部分和软件部分组成，
硬件部分主要采用微型计算机或微处理器来实现，计算机保护硬件部分的原理框图如图1.3
所示。
图 1.3 微机继电保护硬件部分原理框图
被保护设备或线路的交流电流、电压经电流互感器和电压互感器输入到计算机保护的
输入通道。由于需要同时输入多路电压和电流(如三相电压和三相电流)，因此需要配置多
路输入通道。在输入通道中，首先经变换器将电流和电压变换为适于微机保护用的低电压
量(±5V～±10V)，再由模拟低通滤波器滤除直流分量、低频分量和高频及各种干扰波后，
进入采样保持(S/H)电路，将一个在时间上连续变化的模拟量转换为时间上的离散量，完成
对输入模拟量的采样。通过多路转换开关(MPX)将多个输入电气量按输入时间前后分开，
依次送到A/D转换器，将模拟量转换为数字量进入计算机系统进行运算处理，判断是否发
生故障，通过开关量输出通道输出，经光电隔离电路送到出口继电器，从而接通跳闸线圈，
启动调整回路。
人机接口部分的作用是建立起微机保护与使用者之间的信息联系，以便对装置进行人
工操作、调试和信息反馈。外部通信接口的作用是提供计算机局域通信网络以及远程通信
网络的信息通道。继电保护的组成与分类！
软件部分是根据保护的工作原理和动作要求编制的计算程序，不同原理的保护计算程
序不同。微机保护的计算程序是根据保护工作原理的数学模型即数学表达式来编制的。这
种数学模型称为计算机继电保护的算法。通过不同的算法便可以实现各种保护功能。各种
类型保护的计算机硬件和外围设备可以是通用的，只要计算程序不同，就可以得到不同原
理的保护，而且计算机可以根据系统运行方式的改变自动改变动作的整定值，使保护具有
更大的灵活性。保护用计算机有自诊断能力，不断地检查和诊断保护本身的故障，并及时
进行处理，大大地提高了保护装置的可靠性，并能实现快速动作的要求。
电力系统的继电保护根据被保护对象不同，分为发电厂、变电所电气设备的继电保护
·6· 电力系统继电保护
和输电线路的继电保护。前者是指发电机、变压器、母线和电动机等元件的继电保护，简
称为元件保护；后者是指电力网及电力系统中输电线路的继电保护，简称线路保护。
按作用的不同继电保护又可分为主保护、后备保护和辅助保护。主保护是指被保护元
件内部发生的各种短路故障时，能满足系统稳定及设备**要求的、有选择地切除被保护
设备或线路故障的保护。后备保护是指当主保护或断路器拒绝动作时，用以将故障切除的
保护。后备保护可分为远后备和近后备保护两种，远后备是指主保护或断路器拒绝时，由
相邻元件的保护部分实现的后备；近后备是指当主保护拒绝动作时，���本元件的另一套保
护来实现的后备，当断路器拒绝动作时，由断路器失灵保护实现后备。辅助保护是指为了
补充主保护和后备保护的不足而增设的简单保护。
继电保护装置需有操作电源供给保护回路，断路器跳、合闸及信号等二次回路。按操
作电源性质的不同，可以分为直流操作电源和交流操作电源。通常在发电厂和变电所中继
电保护的操作电源是由蓄电池直流系统供电，因蓄电池是一种独立电源，，*大的优点是工
作可靠，但缺点是投资较大、维护麻烦。交流操作电源的优点是投资少、维护简便，但缺
点是可靠性差。因此，交流操作电源的继电保护适合于中小型变电所，特别是农村小型变
电所的使用。
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