继电保护，是指电力系统中的元件或系统本身发生了故障或危及安全运行的事件时，向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令，以切除故障或终止危险事件发展的一种自动化措施和设备。
传统意义上，实现这种自动化措施的成套硬件设备，用于保护电力元件（发电机、变压器和线路等）的，通称为继电保护装置；而用于保护电力系统的，则通称为电力系统安全自动装置。换言之，继电保护装置是一种能反映电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种反事故自动装置，是保证电力元件安全运行的基本装备；而电力系统安全自动装置则用以快速恢复电力系统的完整性，防止发生长期大面积停电的重大系统事故，如系统失去稳定、电压崩溃和频率崩溃等。
必须指出，虽然随着微机继电保护的发展，继电保护装置与电力系统安全自动装置之间的传统界限日益模糊，但正确理解它们不同的内涵，对深入理解继电保护的原理和作用仍有实际意义。
6.1.1 继电保护的作用
继电保护装置应当能够自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使其他非故障部分迅速恢复正常运行；能够正确反应电气设备的不正常运行状态，并根据要求发出报警信号、减负荷或延时跳闸。
简而言之，继电保护的作用是预防事故的发生和缩小事故影响范围，保证电能质量和供电可靠性。
6.1.2 继电保护的基本原理
继电保护的基本原理是：测量电力系统故障时的参数（电流、电压、相角等，统称为故障量），与正常运行时的参数进行比较，根据它们之间的差别，按照规定的逻辑结构进行状态判别，从而发出警告信号或发出断路器跳闸命令。
继电保护装置的构成原理如图6.1.1所示。
图6.1.1 继电保护装置构成原理框图
测量部分的作用是从被保护对象输入有关信号，并与给定的整定值进行比较，决定保护是否动作。逻辑部分的作用是根据测量部分各输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，进行逻辑判断，以确定保护装置是否应该动作。执行部分的作用是根据逻辑部分做出的判断，执行保护装置所担负的任务（跳闸或发信号）。
6.1.3 继电保护的分类
继电保护有多种分类方法，常见下述四种分法。
1.按构成原理分类
根据所提取的用于判别系统是否正常的信息量，继电保护从原理上可分为以下七类：①电流保护；②电压保护；③阻抗保护（距离保护）；④方向保护；⑤纵联保护；⑥序分量保护；⑦其他保护，如瓦斯保护、行波保护。
2.按构成元件分类
按构成元件可分为电磁型保护、感应型保护、整流型保护、晶体管型保护、集成电路型保护和微机保护等类型。
3.按被保护设备分类
按被保护设备可分为线路保护、发电机保护、变压器保护、母线保护和电容补偿装置保护。
4.按职责分类
按职责可分为主保护、后备保护和辅助保护。
（1）主保护：能以最短时限动作、有选择地切除全保护范围内故障的保护。
（2）后备保护：当本设备主保护或下一级相邻设备保护拒动时，能保证在一定时延切除故障的保护称为后备保护。其中，在本设备上加设的后备保护，称为近后备；而用上一级相邻设备的保护作后备保护，则称为远后备。
（3）辅助保护：为弥补主保护与后备保护的不足而增设的简单保护，称为辅助保护。
6.1.4 微机继电保护
1.微机保护的发展
继电保护的发展，从直接动作式的电磁脱扣机构，到机电型距离继电保护大概经历了50年时间；从电子管型的高频保护开始到集成型静态继电保护用了20多年的时间。这些继电保护装置的输入、输出量，以及在继电保护装置各环节的“流通”过程中的“信息”都是“模拟量”，因此统称为“模拟型继电保护装置”。
从20世纪70年代开始，计算机技术的迅猛发展带来了新的工业革命，出现了微机继电保护装置，简称“微机保护”。它们除了输入量及部分输出量仍以“模拟量”形式出现外，在继电保护装置各环节的“流通”过程中的“信息”已经变为“数字量”，因此又称为“数字继电保护装置”。
计算机在继电保护领域中的应用从20世纪50年代开始，首先计算机用于离线故障分析及继电保护装置整定计算。然后有人尝试直接用计算机构成继电保护。20世纪70年代，世界上掀起了计算机保护的研究热潮。而计算机继电保护的真正的工程应用出现在20世纪80年代。
我国在这方面起步相对较晚，但进展迅速。1984年，华北电力学院（今华北电力大学）杨奇逊教授主持研制的第一套微机保护的样机，在河北马头电厂试运行后通过鉴定。目前，我国已经基本完成了传统的“模拟型继电保护装置”的更新换代工作，微机保护已在各电压等级继电保护中占绝对统治地位。
2.微机保护的特点
与传统的模拟型继电保护装置相比较，微机保护主要有以下五方面的优点。
（1）性能优越。微机强大的记忆、运算和逻辑判断能力，使微机保护能够更好地实现各种保护，解决更多传统继电保护的难题。
（2）灵活性好。只要修改相应的软件，就可以方便地改变各种特性和功能。
（3）维护调试方便。软件维护调试，比传统复杂的器件接线维护，要简便可靠许多。
（4）可靠性高。由于可实现自诊断、自纠错、抗干扰、冗余等功能，因此，微机保护具有很高的可靠性。
（5）附加功能多。微机保护可实现诸如显示、打印和存储等附加功能。
微机保护的主要问题是其标准化问题。一是硬件结构的标准化，二是通信规约的标准化。国际标准IEC61850的实施，将有助于解决通信规约标准化的问题。
总之，微机保护技术先进，易于智能化和网络化，有助于实现电力系统遥测、遥控、遥信和遥调功能，提高系统管理水平，保障电力系统安全、稳定、可靠、经济运行。
3.微机保护的基本构成
微机保护的基本构成，可以看成由“软件”和“硬件”两部分构成。
微机保护的“软件”由初始化模块、数据采集管理模块、故障检出模块、故障计算模块与自检模块等组成。根据保护的功能与性能的不同，模块的数量与内容也有所区别，这些程序一般都已经固化在芯片中。微机保护的“软件”的核心部分是故障检出模块和故障计算模块。
微机保护的“硬件”，根据功能一般分为数据采集系统、微型计算机系统、输入／输出接口电路、通信接口电路、人机接口电路和供电电源等六个部分，如图6.1.2所示。
图6.1.2 微机保护的硬件构成框图
（1）数据采集系统。数据采集系统又称模拟量输入系统，由电压形成、模拟滤波器（ALF）、采样保持（S／H）、多路转换开关（MPX）与模数转换器（ADC）几个环节组成。其作用是将电压互感器（TV）和电流互感器（TA）二次输出的电压、电流模拟量经过上述环节转化为成计算机能接受与识别的，而且大小与输入量成比例、相位不失真的数字量，然后送入微型计算机系统进行数据处理及运算。
（2）微型计算机系统。微型计算机系统是微机保护的硬件核心部分，通常由微处理器、程序存储器、数据存储器、接口芯片及定时器等组成。
（3）输入／输出接口电路。将各种开关量通过光电耦合电路、并行接口电路输入到微机保护，并将处理结果通过开关量输出电路驱动中间继电器以完成各种保护的出口跳闸、信号警报等功能。
（4）通信接口电路。微机保护的通信接口是实现变电站综合自动化的必要条件，因此，每个保护装置都带有相对标准的通信接口电路。
（5）人机接口电路。包括显示、键盘、各种面板开关、打印与报警等，其主要功能用于调试、整定定值与变比等。
（6）供电电源。通常采用逆变稳压电源，即将直流逆变为交流，再把交流整流为微机保护所需的直流工作电压。
6.1.5 对继电保护的基本要求
对继电保护主要有四方面的基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性，简称“四性”要求。通常，“四性”要求既相互联系，又相互矛盾。例如，保护快速动作有利于提高自身的可靠性，但与选择性往往发生冲突，而选择性应当是第一位的。大多数情况下，为了保证选择性，只好牺牲部分速动性。
正确全面理解“四性”要求非常重要。它是分析、研究、设计和评价继电保护装置的依据，也是学习继电保护的基本思路。
1.选择性
保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，最大限度地保证系统中的非故障部分继续运行。
2.速动性
继电保护装置应以尽可能快的速度将故障元件从电网中切除。
3.灵敏性
指保护装置对其保护范围内的故障或不正常运行状态的反映能力。保护装置的灵敏性，通常用灵敏系数Ks来衡量。
对于反映故障时参数量增加的保护（如过电流保护）
对于反映故障时参数量降低的保护（如低电压保护）
4.可靠性
可靠性是指保护范围内故障，保护装置该动时不能拒动；保护范围外故障，不该动时不能误动。
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