Производство, распределение и потребление электрической энергии обеспечивается совокупностью элементов – генераторов, трансформаторов, воздушных и кабельных линий электропередач, электрических двигателей и т.д.
Однако при проектировании и эксплуатации любой электроэнергетической системы приходится считаться с возможностью возникновения в ней повреждений и ненормальных режимов работы. Наиболее распространенными и в тоже время наиболее опасными видам повреждений являются короткие замыкания (КЗ), а основным видом ненормальных режимов работы являются перегрузки. При возникновении перегрузки в элементе возникают токи, превосходящие длительно допустимые для него значения. Это приводит к повышению температуры токоведущих и других частей, что в свою очередь приводит к ускоренному изнашиванию изоляции или даже к её разрушению.
Повреждения и ненормальные режимы работы могут приводить к возникновению в системе аварий, в результате которых могут возникать вынужденные нарушения нормальной работы всей системы или её части, сопровождающиеся определенным недоотпуском электроэнергии потребителям, недопустимым ухудшением ее качества или разрушением основного оборудования.
Для обеспечения нормальной работы энергетической системы и потребителей электроэнергии необходимо возможно быстрее выявлять и отключать место повреждения от неповрежденной сети, восстанавливая, таким образом, нормальные условия работы энергетической системы и прекращая разрушения в месте повреждения.
Опасные последствия ненормальных режимов работы также можно предотвратить, если своевременно обнаружить отклонение от нормального режима и принять меры к его устранению (снизить ток при его увеличении, понизить напряжение при его увеличении и т.д.).
В связи с этим возникает необходимость в создании и применении автоматических устройств, выполняющих указанные операции и защищающих систем и ее элементы от опасных последствий повреждений и ненормальных режимов.
Поэтому электрические установки снабжаются автоматически действующими устройствами – релейной защитой и автоматикой, осуществляющими защиту от повреждений и ненормальных режимов работы.
Релейная защита является основным видом электрической автоматики, без которой невозможна нормальная и надежная работа современных энергетических систем. Она осуществляет непрерывный контроль за состоянием и режимом работы всех элементов энергосистемы и реагирует на возникновение повреждений и ненормальных режимов.
При возникновении повреждений защита выявляет и отключает от системы поврежденный участок, воздействуя на силовые выключатели и отключая повреждения.
При возникновении ненормальных режимов защита выявляет их и в зависимости от характера нарушения производит операции, необходимые для восстановления нормального режима, или подает сигнал дежурному персоналу.
Название «релейная защита» появилось в связи тем, что рассматриваемый вид автоматики начал осуществляться с использованием электромеханических аппаратов, названных реле. Впервые реле было разработано и построено русским ученым П. Л. Шиллингом в 1830-1832 гг. Оно составляло существенную часть вызывного прибора в изобретенном им телеграфе.