在主保護系統失靈或不可用的情況下，必須提供一些其他的方法確保故障可以被隔離。這些二級保護系統被稱為后備保護。后備保護可以被設計為近后備和遠后備。近后備保護可以通過這樣的保護實現：該保護可檢測到一個發生在本保護區內未清除的一次系統故障，然后跳開自己的斷路器，如分段式過流繼電器。遠后備保護可以通過這樣的保護實現：該保護檢測到一個在遠方的尚未清除的一次系統故障，然后發出一個就地跳閘的命令。兩種情況主保護和后備保護都同時檢測到故障，后備保護的動作需要帶延時，以確保在可能的情況下由主保護切除故障。主保護通常都是單元式保護，其動作很快，并且使得從原電力系統中被隔離的部分最少。后備保護的動作將是、也有必要是比較慢的。因為它將導致一次主系統失去更大的部分。所應用的后備保護的范圍和類型與故障的威脅性，以及系統相對的經濟上的重要性有關。對于配電系統而言，故障切除時間要求不高。帶延時的遠后備保護可以勝任。對于超高壓系統而言。除非故障可以很快清除，否則系統穩定性將受到威脅，并行工作應盡可能采用不同原理（如距離保護和單元式保護）的多重化主保護系統，將被用來確保快速和可靠的跳閘。后備過流保護則可選擇性地被用來確保在其中一個主保護系統進行維護期間有兩個獨立的保護系統可用。
理想的情況是，后備保護系統與主保護系統完全獨立。例如，由電流差動繼電器保護的線路也應配置帶時間級差的過流繼電器和接地故障繼電器，在主保護系統失靈的情況下提供斷路器跳閘信號。為了保持保護的完全獨立性和統一性。電流互感器，電壓互感器，繼電器，斷路器跳閘線圈和直流電源都應當雙重化。這個想法在實際中往往很難實現。下面的折中是比較典型的做法。
a. 提供獨立的電流互感器（只是鐵心和二次繞組）。與共用的電流互感器相比，這僅涉及一些額外的費用或安裝場所，共用的電流互感器由于需要接人兩者的負載，比單一的電流互感器體積要大一些。當用到數字式或數值式繼電器時，以上做法已不多見，因為上述繼電器的輸入負載非常低。
b. 出于對費用和安裝控件的考慮，電壓互感器不進行雙重化。每個保護繼電器自身的電源獨立進行保護（采用熔絲或微斷路器），并進行不間斷的監視，以確保VT輸出的安全性。當電源出線問題時，保護發出告警信號，并且防止誤動作。
c. 兩個保護的跳閘電源進行獨立保護（采用熔絲或微斷路器）。需要提供跳閘電源和斷路器跳閘線圈的雙重化。跳閘線圈應當進行不間斷的監視。
d. 希望主過保護和后備保護（或雙重化保護）采用不同的原理，這樣，導致某一種保護不正確動作的稀有事件將不太可能影響另外一個保護。
數字式和數值式保護可以集成適當的后備保護功能（如距離保護也可以集成帶延時的過流保護），硬件上進行簡化，同時提供后備保護的要求也是可以實現的，但是在公共繼電器元件故障（如電源）時，存在同時失去主保護和后備保護的風險。這種情況能否被接受需要具體問題具體分析。
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