繼電保護裝置必須具有正確區分被保護元件是處于正常運行狀態(tài)還是發(fā)生了故障，是保護區內故障還是區外故障的功能。保護裝置要實(shí)現這一功能，需要根據電力系統發(fā)生故障前后電氣物理量變化的特征為基礎來(lái)構成。

電力系統發(fā)生故障后，工頻電氣量變化的主要特征是：

(1)電流增大。短路時(shí)故障點(diǎn)與電源之間的電氣設備和輸電線(xiàn)路上的電流將由負荷電流增大至大大超過(guò)負荷電流。

(2)電壓降低。當發(fā)生相間短路和接地短路故障時(shí)，系統各點(diǎn)的相間電壓或相電壓值下降，且越靠近短路點(diǎn)，電壓越低。

(3)電流與電壓之間的相位角改變。正常運行時(shí)電流與電壓間的相位角是負荷的功率因數角，一般約為20°，三相短路時(shí)，電流與電壓之間的相位角是由線(xiàn)路的阻抗角決定的，一般為60°～85°，而在保護反方向三相短路時(shí)，電流與電壓之間的相位角則是180°+(60°～85°)。

(4)測量阻抗發(fā)生變化。測量阻抗即測量點(diǎn)(保護安裝處)電壓與電流之比值。正常運行時(shí)，測量阻抗為負荷阻抗；金屬性短路時(shí)，測量阻抗轉變?yōu)榫€(xiàn)路阻抗，故障后測量阻抗顯著(zhù)減小，而阻抗角增大。

????? 不對稱(chēng)短路時(shí)，出現相序分量，如兩相及單相接地短路時(shí)，出現負序電流和負序電壓分量；單相接地時(shí)，出現負序和零序電流和電壓分量。這些分量在正常運行時(shí)是不出現的。

利用短路故障時(shí)電氣量的變化，便可構成各種原理的繼電保護。

此外，除了上述反應工頻電氣量的保護外，還有反應非工頻電氣量的保護，如瓦斯保護。

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