电力系统中使用的电力继电器种类繁多，它们共同构成了保障电网安全、稳定、可靠运行的“第一道防线”。
以下是电力系统中常用的继电器分类、功能及应用的详细说明：
一、 按保护功能分类（最核心的分类方式）
这是理解继电器应用最直接的方式。
1. 电流继电器
- 功能：监测电流是否超过（过流）或低于（欠流）设定值。
- 类型：
- 过电流继电器：最常用的一种，用于应对短路和过载故障。可分为瞬时过流（立即动作）和定时限过流（延时动作）。
- 欠电流继电器：用于监测电机堵转、回路断开等电流过低的情况。
2. 电压继电器
- 功能：监测电压是否超过（过压）或低于（欠压）设定值。
- 类型：
- 过电压继电器：防止雷击过电压、操作过电压等对设备绝缘的损害。
- 欠电压继电器：防止电压崩溃，或在电源故障时保护重要电机，防止其在电压恢复时自启动。
3. 功率继电器
- 功能：监测功率流向和大小。
- 类型：
- 功率方向继电器：判断故障功率的方向，用于环形电网或双电源网络中，确保保护动作的选择性，只跳开故障线路。
- 逆功率继电器：主要用于保护发电机，当发电机变为电动机运行时（即功率倒送）动作。
4. 差动继电器
- 功能：比较被保护元件两端（或多端）电流的矢量和。正常情况下和外部故障时，电流和为零；内部故障时，电流和很大。
- 应用：作为主保护，用于变压器、发电机、母线、大型电动机。其优点是动作速度快、选择性极高，只保护划定区域内的故障。
5. 距离继电器
- 功能：通过测量故障点至保护安装处的阻抗（其大小与距离成正比）来判断故障位置。
- 应用：高压和超高压输电线路的主保护。它不受系统运行方式变化的影响，可靠性高。
6. 频率继电器
- 功能：监测电网频率。
- 应用：
- 低频继电器：当发电能力不足导致频率下降时，自动切除次要负荷（称为“低频减载”），是防止电网崩溃的重要措施。
- 高频继电器：当负荷突然减少导致频率升高时，动作以切除部分发电机。
7. 接地故障继电器
- 功能：专门检测系统接地时产生的零序电流或剩余电流。
- 应用：在中性点不接地或经消弧线圈接地的系统中，灵敏地检测单相接地故障，发出警报或跳闸。
二、 按结构原理和发展历程分类
1. 电磁继电器
- 描述：最传统的类型，利用电磁力驱动机械触点动作。
- 优点：简单、可靠、成本低、抗干扰能力强。
- 缺点：精度低、功能单一、易受振动影响、有机械寿命限制。
2. 固态继电器
- 描述：使用晶体管、晶闸管等半导体元件，无机械运动部件。
- 优点：动作速度快、寿命长、无噪音、抗震动。
- 缺点：价格较高、需要散热、承受过载能力较差。
3. 微处理器继电器 / 数字继电器
- 描述：现代电力系统的主流。以微处理器为核心，通过采样和算法实现各种保护功能。
- 优点：
- 集成化：一台装置可集成多种保护功能（过流、过压、差动等）。
- 高精度：测量和动作精度远高于传统继电器。
- 智能化：具备故障记录、波形捕捉、自诊断、远程通信（支持Modbus, IEC 61850等协议）等功能。
- 灵活性：保护特性曲线和定值可通过软件灵活设置。
- 应用：已成为新建和改造变电站、发电厂的标准选择。
总结与应用概览
为了更直观地理解，下表总结了不同电力设备通常配备的保护继电器：
| 被保护设备/区域 | 主要应用的继电器类型 | 保护目的 |
|---|---|---|
| 输电线路 | 距离继电器、过电流继电器、纵联差动保护、接地故障继电器 | 防止短路、接地故障，保证线路稳定。 |
| 变压器 | 差动继电器（主保）、瓦斯继电器（非电量）、过电流继电器（后备） | 防止内部绕组短路、油位过低、过热等。 |
| 发电机 | 差动继电器、逆功率继电器、失磁保护、定子接地保护 | 防止内部故障、变为电动机运行、失去励磁等。 |
| 电动机 | 热过载继电器、差动继电器（大容量）、欠压继电器 | 防止过载、堵转、短路、电压异常。 |
| 母线 | 母线差动继电器 | 快速隔离母线故障，防止事故扩大。 |
| 配电系统 | 过电流继电器、重合闸继电器 | 保护配电线路，自动恢复非永久性故障供电。 |
核心趋势：现代电力系统正朝着数字化、智能化方向发展。微机型保护测控一体化装置已成为绝对主流，它不仅是保护器件，更是电网感知和控制的智能节点，为构建智能电网提供了坚实基础。
