繼電保護(hù)配置方式要滿足電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)和廠站的主接線的要求，并考慮電力網(wǎng)和廠站的運(yùn)行方式的靈活性。所配置的繼電保護(hù)裝置應(yīng)能滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求。

1） 根據(jù)保護(hù)對(duì)象的故障特征來配置

繼電保護(hù)裝置是通過提取保護(hù)對(duì)象表征其運(yùn)行狀況的故障量，來判斷保護(hù)對(duì)象是否存在故障或異常工況并采取相應(yīng)的措施的自動(dòng)裝置。用于繼電保護(hù)狀態(tài)判別的故障量，隨被保護(hù)對(duì)象而異，也隨電力系統(tǒng)周圍條件而異。使用最普遍的工頻電氣量，而最基本的是通過電力元件的電流和所在母線的電壓以及由這些量演繹出來的其它量，如功率、序相量、 阻抗、頻率等，從而構(gòu)成電流保護(hù)、電壓保護(hù)、方向保護(hù)、阻抗保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)等。

2）根據(jù)保護(hù)對(duì)象的電壓等級(jí)和重要性來配置

不同電壓等級(jí)的電網(wǎng)的保護(hù)配置要求不同。在高壓電網(wǎng)中由于系統(tǒng)穩(wěn)定對(duì)故障切除時(shí)間要求比較高，往往強(qiáng)調(diào)主保護(hù)，淡化后備保護(hù)。220kV 及以上設(shè)備要配置雙重化的兩套主保護(hù)。

3）在滿足安全可靠性的前提下要盡量簡(jiǎn)化二次回路

繼電保護(hù)系統(tǒng)是繼電保護(hù)裝置和二次回路構(gòu)成的有機(jī)整體，缺一不可。二次回路雖然不是主體，但它在保證電力生產(chǎn)的安全，保證繼電保護(hù)裝置正確工作發(fā)揮重要的作用。但復(fù)雜的二次回路可能導(dǎo)致保護(hù)裝置不能正確感受系統(tǒng)的實(shí)際工作狀態(tài)而不正確動(dòng)作。因此在選擇保護(hù)裝置時(shí)盡量簡(jiǎn)化接線。

4）要注意相鄰設(shè)備保護(hù)裝置的死區(qū)問題

電力系統(tǒng)各個(gè)元件都配置各自的保護(hù)裝置不能留下死區(qū)。在設(shè)計(jì)時(shí)要合理分配的電流互感器繞組，兩個(gè)設(shè)備的保護(hù)范圍要有交叉。同時(shí)對(duì)斷路器和電流互感器之間的發(fā)生的故障要考慮死區(qū)保護(hù)。

電線路在整個(gè)電網(wǎng)中分布最廣，自然環(huán)境也比較惡劣，因此輸電線路是電力系統(tǒng)中故障概率最高的元件。輸電線路故障往往由雷擊、雷雨、鳥害等自然因素引起。線路的故障類型主要是單相接地故障、兩相接地故障，相間故障，三相故障。
不同電壓等級(jí)的輸電線路保護(hù)配置不同。35kV 及以下電壓等級(jí)系統(tǒng)往往是不接地系統(tǒng)，線路保護(hù)要求配置階段式過流保護(hù)。由于過流保護(hù)受系統(tǒng)運(yùn)行方式比較大，為了保證保護(hù)的選擇性，對(duì)一些短線路的保護(hù)也需要配置階段式距離保護(hù)。110kV 線路保護(hù)要求配置階段式相過流保護(hù)和零序保護(hù)或階段式相間和接地距離保護(hù)輔以一段反映電阻接地的零序保護(hù)。110kV 及以下線路的保護(hù)采用遠(yuǎn)后備的方式，當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，若本線路的瞬時(shí)段保護(hù)不能動(dòng)作則由相鄰線路的延時(shí)段來切除。根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定要求，有些 110kV 雙側(cè)電源線路也配置一套縱聯(lián)保護(hù)（全線速動(dòng)保護(hù)）。為了保證功能的獨(dú)立性， 110kV 線路保護(hù)裝置和測(cè)控裝置是完全獨(dú)立的。220kV及以上線路保護(hù)采用近后備的方式，配置兩套不同原理的縱聯(lián)保護(hù)和完整的后備保護(hù)。全線速動(dòng)保護(hù)主要指高頻距離保護(hù)、高頻零序保護(hù)、高頻突變量方向保護(hù)和光纖差動(dòng)保護(hù)。后備保護(hù)
包括三段相間和接地距離、四段零序方向過流保護(hù)。此外 220kV 線路保護(hù)還要配置三相不一致保護(hù)。
輸電線路的故障大多數(shù)是瞬時(shí)性的，因此裝設(shè)自動(dòng)重合閘可以大大提高供電可靠性。
選用重合閘的方式必須根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行穩(wěn)定要求、電力設(shè)備承受能力，合理地選定。
凡是選用簡(jiǎn)單的三相重合閘方式能滿足具體系統(tǒng)實(shí)際需要的線路都能當(dāng)選用三相重合閘方式。
當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，如果使用三相重合閘不能保證系統(tǒng)穩(wěn)定，或者地區(qū)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)大面積停電，或者影響重要負(fù)荷停電的線路上，應(yīng)當(dāng)選用單相或綜合重合閘方式。在大機(jī)組出口一般不使用三相重合閘。我國(guó) 220kV 線路基本采用單相重合閘， 110kV 線路采用三相重合閘方式。

電力變壓器是電力系統(tǒng)中使用相當(dāng)普遍和十分重要的電器設(shè)備，它若發(fā)生故障將給供電和電力系統(tǒng)的運(yùn)行帶來嚴(yán)重的后果。為了保證變壓器的按安全運(yùn)行防止擴(kuò)大事故，按照變壓器可能發(fā)生的故障，裝設(shè)靈敏、快速、可靠和選擇性好保護(hù)裝置。
變壓器可能發(fā)生的故障有：各向繞組之間的相間短路；單相繞組部分線匝之間匝間短路，單相繞組和鐵芯絕緣損壞引起的接地短路；引出線的相間短路；引出線通過外殼發(fā)生的單相接地短路以及油箱和套管漏油。變壓器的不正常工作情況有：外部短路或過負(fù)荷引起的過電流；變壓器中性點(diǎn)電壓升高或由于外加電壓過高引起的過勵(lì)磁等。
根據(jù)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程規(guī)定，變壓器一般情況要配置以下保護(hù)：變壓器油箱內(nèi)部短路故障和油面降低的瓦斯保護(hù)、壓力釋放、油溫過高、冷卻器全停等非電量保護(hù)；
變壓器繞組和引出線多相短路、大電流接地系統(tǒng)側(cè)繞組和引出線的單相接地短路及繞組匝間短路的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)；
變壓器外部相間短路并作為瓦斯保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)（電流速動(dòng)保護(hù)）后備的低電壓起動(dòng)過流保護(hù)（或復(fù)合電壓起動(dòng)的過電流保護(hù)或負(fù)序過電流保護(hù)）；
大電流接地系統(tǒng)中變壓器外部接地短路得零序電流保護(hù)；
變壓器對(duì)稱過負(fù)荷的過負(fù)荷保護(hù)；
變壓器過激磁的過激磁保護(hù)。
不同電壓等級(jí)和容量的變壓器配置有所區(qū)別，電壓等級(jí)越高，變電容量越大的變壓器配置越復(fù)雜。對(duì)電壓為 220kV 及以上大型變壓器除非電量保護(hù)外，要求配置兩套完全獨(dú)立的差動(dòng)保護(hù)和各側(cè)后備保護(hù)。
220kV 側(cè)的后備保護(hù)包括：零序方向過流（兩段兩時(shí)限）和不帶方向的零序過流；復(fù)合電壓方向過流（一段兩時(shí)限）和復(fù)合電壓過流；間隙零序電流和電壓保護(hù)。
110kV 側(cè)的后備保護(hù)包括：零序方向過流（兩段兩時(shí)限）和零序過流；復(fù)合電壓方向過流（一段兩時(shí)限）和復(fù)合電壓過流；間隙零序電流和電壓保護(hù)。
35kV 側(cè)的后備保護(hù)包括：復(fù)合電壓方向過流（一段三時(shí)限）。
各側(cè)裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)，自耦變還裝設(shè)公共繞組過負(fù)荷保護(hù)

發(fā)電廠和變電所的母線是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成元件， 與其他電氣設(shè)備一樣，母線及其絕緣子也存在著由于絕緣老化、污穢和雷擊等引起的短路故障，此外還可能發(fā)生由值班人員誤操作而引起的人為故障，母線故障造成的后果是十分嚴(yán)重的。當(dāng)母線上發(fā)生故障時(shí)，將使連接在故障母線上的所有元件被迫停電。此外，在電力系統(tǒng)中樞紐變電所的母線上故障時(shí)，還可能引起系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞。一般說來， 低壓母線不采用專門的母線保護(hù)，而利用供電元件的保護(hù)裝置就可以把母線故障切除。當(dāng)雙母線同時(shí)運(yùn)行或單母線分段時(shí)，供電元件的保護(hù)裝置則不能保證有選擇性地切除故障母線， 因此在超高壓電網(wǎng)中普遍地裝設(shè)專門的母線保護(hù)裝置。母線保護(hù)的基本配置為：

（ 1） 母線差動(dòng)保護(hù)
（ 2） 母聯(lián)充電保護(hù)
（ 3） 母聯(lián)過流保護(hù)
（ 4） 母聯(lián)失靈與母聯(lián)死區(qū)保護(hù)

（ 5） 斷路器失靈保護(hù)

備用電源自動(dòng)投入裝置是保證供電可靠性的重要設(shè)備。電源備自投裝置采集斷路器位置、電壓、電流等信息，如判斷出配電裝置已失去主電源將自動(dòng)合上備用電源。微機(jī)型電源備自投裝置的工作原理和微機(jī)保護(hù)基本相同。
備用電源備自投裝置主要用于 110kV 及以下的中低壓配電系統(tǒng)中，因此其主接線方案是根據(jù)變電所、發(fā)電廠廠用電的主要一次接線方案設(shè)計(jì)的。和一次接線方案相對(duì)應(yīng)，電源備自投裝置主要有低壓母線分段開關(guān)、內(nèi)橋開關(guān)、線路三種備自投方案。

從功能上來劃分，微機(jī)保護(hù)裝置可以分為 6 個(gè)部分：①模擬量輸入系統(tǒng)（或稱數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）；②繼電功能回路（CPU 主系統(tǒng)）；③開關(guān)量輸入/輸出回路；④人機(jī)接口回路；⑤通信回路；⑥電源回路。微機(jī)保護(hù)硬件系統(tǒng)構(gòu)成示意圖見圖 1.2-1 微機(jī)保護(hù)硬件系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。

模擬量輸入系統(tǒng)的主要功能是采集由被保護(hù)設(shè)備的電流電壓互感器輸入的模擬信號(hào)，并將此信號(hào)經(jīng)過適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，然后轉(zhuǎn)換為所需的數(shù)字量。CPU 主系統(tǒng)包括微處理器 CPU，只讀存儲(chǔ)器(EPROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)及定時(shí)器(TIMER)等。CPU 執(zhí)行存放在 EPROM 中的程序，對(duì)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸入至 RAM 區(qū)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，以完成各種繼電保護(hù)功能。開關(guān)量輸入/輸出回路由并行口、光電耦合電路及有接點(diǎn)的中間繼電器等組成，以完成各種保護(hù)的出口跳閘、信號(hào)報(bào)警及外部接點(diǎn)輸入等工作。人機(jī)接口部分主要包括打印、顯示、鍵盤、各種面板開關(guān)等，其主要功能用于人機(jī)對(duì)話，如調(diào)試、定值調(diào)整、人對(duì)機(jī)器工作狀態(tài)的干預(yù)等。人機(jī)接口應(yīng)定時(shí)或在保護(hù)動(dòng)作后打印或顯示運(yùn)行情況及保護(hù)執(zhí)行結(jié)果?？紤]到保護(hù)之間通信及遠(yuǎn)動(dòng)的要求，還應(yīng)有通信接口。供電電源回路提供了整個(gè)裝置所需的直流穩(wěn)壓電源， 以保證整個(gè)裝置的可靠供電。

根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換的原理不同，微機(jī)保護(hù)裝置中模擬量輸入回路有兩種方式，一是基于逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換方式，二是利用電壓/頻率變換(VFC)原理進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換的方式。前者包括電壓形成回路、模擬低通濾波器(ALF)、采樣保持回路(S/H)、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)電路(MPX)及模數(shù)轉(zhuǎn)換回路(A/D)等功能塊；后者主要包括電壓形成、 VFC 回路、計(jì)數(shù)器等環(huán)節(jié)， 模擬量輸入回路框圖見圖1.2-2 所示。

開關(guān)量輸入大多數(shù)是觸點(diǎn)狀態(tài)的輸入，可以分成兩類：
1)安裝在裝置面板上的觸點(diǎn)，例如各種工作方式開關(guān)，調(diào)試裝置或運(yùn)動(dòng)中定期檢查裝置用的鍵盤觸點(diǎn)，復(fù)位按鈕及其他按鈕等。
這類觸點(diǎn)，與外界電路無聯(lián)系，可直接接至微機(jī)的并行接口，如圖 1-3 所示，也可以直接與 CPU 口線相連。在初始化時(shí)規(guī)定圖中可編程并行口的 PA0 為輸入口， CPU 可以通過軟件查詢，隨時(shí)知道外部觸點(diǎn) S 的狀態(tài)。當(dāng) S 未被按下時(shí)，通過上拉電阻使 PA0 輸人電壓為 5V， S按下時(shí)， PA0 輸入電壓為 0V。因此 CPU 通過查詢 PA0 的輸入電壓，就可以判斷 S 是處于斷開
還是閉合狀態(tài)。
2)從裝置外部經(jīng)過端子排引入裝置的觸點(diǎn)，例如需要由運(yùn)行人員不打開裝置外蓋而在運(yùn)行中切換的各種壓板，轉(zhuǎn)換開關(guān)以及其他保護(hù)裝置和操作繼電器的觸點(diǎn)等。
這類觸點(diǎn)由于與外電路有聯(lián)系，需經(jīng)光耦器件進(jìn)行隔離，以防觸點(diǎn)輸入回路引入的干擾，其原理接線如圖 1.2-3 所示。圖中虛線框內(nèi)是光耦元件，集成在一個(gè)芯片內(nèi)。當(dāng)外部觸點(diǎn) S 接通時(shí)，有電流通過光耦器件的發(fā)光二極管，使光敏三極管受激發(fā)而導(dǎo)通，三極管集電極電位呈低電平。S 打開時(shí)，光敏三極管截止，集電極輸出高電平。因此三極管集電極的電位亦即 PA0

口線的電位變化，就代表了外部觸點(diǎn)的通斷情況。這種電路使可能帶有電磁干擾的外部接線回路和微機(jī)電路之間，只有光的耦合而無電的聯(lián)系，因此可大大削弱干擾。

對(duì)于某些外部觸點(diǎn)，如果在其通斷變化后須立即得到處理，用軟件查詢方式會(huì)帶來延時(shí)，這時(shí)可以將光敏三極管的集電極直接接 CPU 的中斷請(qǐng)求端子。
開關(guān)量輸出主要包括保護(hù)的跳閘出口、合閘出口以及本地和中央信號(hào)等。一般都采用并行接口的輸出口來控制有觸點(diǎn)繼電器(干簧或密封小中間繼電器)的方法。為提高抗干擾能力，也要經(jīng)過光電隔離，如圖 1.2-4 所示。只要由軟件使并行口的 PB0 輸出“0”， PB1 輸出“l(fā)”，便可使與非門 Y2 輸出低電平，發(fā)光二極管導(dǎo)通，光敏三極管激發(fā)導(dǎo)通，使繼電器 K 動(dòng)作，其觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)后級(jí)電路。在初始化和需要繼電器返回時(shí)，應(yīng)使 PB0 輸出“1”， PB1 輸出“0”。

這里經(jīng)與非門 Y1(用作反相器)及與非門 Y2 輸出，而不是將發(fā)光二極管直接同并行口相連，一方面是為了增強(qiáng)并行口的帶負(fù)荷能力，另一方面是在采用了與非門后，要滿足兩個(gè)條件才能使 K 動(dòng)作，從而增加了抗干擾能力。

PB0 經(jīng)一反相器，而 PB1 卻不經(jīng)反相器，這樣接可防止在拉合直流電源的過程中繼電器 K 的短時(shí)誤動(dòng)。因?yàn)樵诶现绷麟娫催^程中，當(dāng) 5V 電源處在中間某一臨
界電壓時(shí)，可能由于邏輯電路的工作紊亂而造成保護(hù)動(dòng)作，特別是保護(hù)裝置的電源往往接有大量的電容器，所以拉合直流電源時(shí)，無論是 5V 電源還是驅(qū)動(dòng)繼電器 K 用的電源正， 都可能緩慢上升或下降，從而完全可能來得及使繼電器 K 的觸點(diǎn)短時(shí)閉合。
人機(jī)對(duì)話回路主要包括鍵盤、顯示器、打印接口及用于干預(yù)裝置工作的各種按鈕或開關(guān)等，有些回路嚴(yán)格來說屬于開關(guān)量輸入輸出回路的范疇，但目前多數(shù)微機(jī)保護(hù)裝置特別是采用多 CPU 之后，將人機(jī)對(duì)話部分專門做成一個(gè)插件。