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变电站保护配置及基本原理

1.变电站的保护类型

变电站的保护主要包括四种类型：继电保护、线路保护、母线保

护以及主变保护。

-继电保护：这是一种自动装置，能够检测电力系统中电气元件

的故障或不正常运行状态，并通过断路器跳闸或发出信号来响应。

-线路保护：针对不同电压等级的输配电线路，其配置取决于变

电站的性质、电压等级和供电负荷的重要性等因素。

-母线保护：例如，在220kV变电站中，母线保护应按双重化

配置；而在110kV变电站中，一般不设专用母线保护。

-主变保护：220kV/110kV主变保护按双套配置，包括电量保

护（如差动保护和后备保护）和非电量保护（如重瓦斯、压力释放等）。

2.继电保护的基本原理

继电保护的基本原理在于能够区分系统正常运行状态与故障或

不正常运行状态，并找出存在差别的特征量。这些特征量包括电流增

大、电压降低、电压与电流的比值变化、电压电流间的相位角变化、

出现序分量（如零序和负序分量）、差流的存在与否，以及非电量信

号（如瓦斯、压力释放、过热等）的变化。

3.继电保护的配置要求

继电保护系统的配置应满足以下两点基本要求：

1.任何电力设备和线路，在任何时候不得处于无继电保护的状

态下运行。

2.任何电力设备和线路在运行中，必须在任何时候均由两套完

全独立的继电保护装置分别控制两台完全独立的断路器实现保护。

4.主变保护的配置和原理

主变保护包括瓦斯保护和变压器纵连差动保护。瓦斯保护通过检

测变压器内部故障时产生的气体和油流速度来动作，轻瓦斯时发出信

号，重瓦斯时跳闸。变压器纵连差动保护则通过循环电流原理来区分

变压器内、外故障，并瞬时切除保护区内的故障。

总结

变电站保护配置及基本原理涵盖了多种保护类型和配置要求，每

一种保护都有其特定的功能和动作原理。继电保护作为核心，通过检

测电气量的变化来保护电力系统的稳定运行。这些保护措施确保了电

力设备和线路的安全，防止了故障的扩大，保障了电力供应的连续性

和可靠性。

在上述内容中，一个需要重点关注的细节是继电保护的基本原理

和配置要求。继电保护是变电站保护系统的核心，它能够监测电力系

统的电气元件，一旦检测到故障或不正常运行状态，就能迅速采取行

动，如断开电路或发出信号。这种保护机制对于确保电力系统的稳定

运行至关重要。

继电保护的基本原理

继电保护的基本原理基于对电力系统正常运行状态与故障状态

的区分。这种区分依赖于对电气量的监测，包括电流、电压、功率、

频率和相位角等。在正常运行状态下，这些电气量的值在一个特定的

范围内波动。然而，在发生故障时，这些量会显著偏离正常值。继电

保护装置就是通过监测这些电气量的变化来判断系统是否发生故障。

1.电流增大：故障点与电源间直接连接的电气设备上的电流会

增大，如过电流保护。

2.电压降低：系统故障相的相电压或相间电压会下降，如低电

压保护。

3.电压与电流的比值变化：系统正常运行时，电压与电流的比

值基本上是负荷阻抗，其值较大；系统短路时，这个比值减小，如距

离保护或阻抗保护。

4.电压电流间的相位角变化：正常情况下，电压和电流之间的

相位角约为20°左右，短路时增加到60°~80°，如方向保护。

5.序分量的出现：接地故障时产生零序分量，非对称故障时产

生负序分量，如零序保护和负序保护。

6.差流的存在：利用正常时流入电流和流出电流相等，短路时

流入和流出不相等，产生差流，如线路差动、母线差动、主变差动保

护。

7.非电量信号：利用非电气量的变化，如瓦斯、压力、温度等，

如瓦斯保护、压力释放、过热保护。

继电保护的配置要求

继电保护系统的配置应满足以下两个基本要求：

1.全面覆盖：任何电力设备和线路，在任何时候不得处于无继

电保护的状态下运行。这意味着电力系统的每一个关键部分都必须配

置相应的保护装置，确保在发生故障时能够及时作出反应。

2.双重独立：任何电力设备和线路在运行中，必须在任何时候

均由两套完全独立的继电保护装置分别控制两台完全独立的断路器

实现保护。这种双重独立配置提高了保护的可靠性，即使一套保护系

统发