繼電保護(hù) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、繼電保護(hù)原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名 課 程 繼電保護(hù)原理 學(xué) 號(hào) 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師 陳皓 二一四年 五 月三十 日摘要：繼電器（relay）是一種電控制器件，是當(dāng)輸入量（激勵(lì)量）的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的一種電器。它具有控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)之間的互動(dòng)關(guān)系。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制電路中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。研究電力系統(tǒng)故障和危及安全運(yùn)行的異常工況，以探討其對(duì)策的反事故自動(dòng)化措施。因在其發(fā)展過程中曾主要用有觸點(diǎn)的繼電器來保護(hù)電力系統(tǒng)及其元件（發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電

2、線路、母線等）使之免遭損害，所以簡(jiǎn)稱繼電保護(hù)。本次實(shí)驗(yàn)我們通過繼電保護(hù)最基本的元件電流繼電器、功率方向繼電器進(jìn)行測(cè)試，通過實(shí)驗(yàn)了解繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理、掌握繼電器的調(diào)試方法。了解繼電器的原理及構(gòu)造（采用整流式原理，嵌入式結(jié)構(gòu)），繼電器的檢驗(yàn)方法（主要部分）了解移相器和相位表的使用方法。關(guān)鍵詞：電流繼電器 功率方向繼電器 返回系數(shù) 最大靈敏角實(shí)驗(yàn)一 電流繼電器特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理。2、掌握繼電器的調(diào)試方法。二、構(gòu)造原理及用途 繼電器由電磁鐵、線圈、Z型舌片、彈簧、動(dòng)觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)、整定把手、刻度盤、軸承、限制螺桿等組成。 繼電器動(dòng)作的原理：當(dāng)繼電器線圈中的電流增加到

3、一定值時(shí)，該電流產(chǎn)生的電磁力矩能夠克服彈簧反作用力矩和摩擦力矩，使Z型舌片沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)靜接點(diǎn)接通，繼電器動(dòng)作。當(dāng)線圈的電流中斷或減小到一定值時(shí)，彈簧的反作用力矩使繼電器返回。 利用連接片可將繼電器的線圈串聯(lián)或并聯(lián)，再加上改變調(diào)整把手的位置可使其動(dòng)作值的調(diào)整范圍變更四倍。 繼電器的內(nèi)部接線圖如下：圖一為動(dòng)合觸點(diǎn)，圖二為動(dòng)斷觸點(diǎn)，圖三為一動(dòng)合一動(dòng)斷觸點(diǎn)。電流繼電器用于發(fā)電機(jī)、變壓器、線路及電動(dòng)機(jī)等的過負(fù)荷和短路保護(hù)裝置。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1. 外部檢查 2. 內(nèi)部及機(jī)械部分的檢查 3. 絕緣檢查 4. 刻度值檢查 5. 接點(diǎn)工作可靠性檢查四、實(shí)驗(yàn)步驟 1、外部檢查 檢查外殼與底座間的接合應(yīng)牢固

4、、緊密；外罩應(yīng)完好，繼電器端子接線應(yīng)牢固可靠。 1. 內(nèi)部和機(jī)械部分的檢查 a. 檢查轉(zhuǎn)軸縱向和橫向的活動(dòng)范圍，該范圍不得大于0.150.2mm，檢查舌片與極間的間隙，舌片動(dòng)作時(shí)不應(yīng)與磁極相碰，且上下間隙應(yīng)盡量相同，舌片上下端部彎曲的程度亦相同，舌片的起始和終止位置應(yīng)合適，舌片活動(dòng)范圍約為7度左右。 b. 檢查刻度盤把手固定可靠性，當(dāng)把手放在某一刻度值時(shí)，應(yīng)不能自由活動(dòng)。 c. 檢查繼電器的螺旋彈簧：彈簧的平面應(yīng)與轉(zhuǎn)軸嚴(yán)格垂直，彈簧由起始位置轉(zhuǎn)至刻度最大位置時(shí)，其層間不應(yīng)彼此接觸且應(yīng)保持相同的間隙。 d. 檢查接點(diǎn)：動(dòng)接點(diǎn)橋與靜接點(diǎn)橋接觸時(shí)所交的角度應(yīng)為5565度，且應(yīng)在距靜接點(diǎn)首端約1/3處

5、開始接觸，并在其中心線上以不大的摩擦阻力滑行，其終點(diǎn)距接點(diǎn)末端應(yīng)小于1/3。接點(diǎn)間的距離不得小于2mm,兩靜接點(diǎn)片的傾斜應(yīng)一致，并與動(dòng)接點(diǎn)同時(shí)接觸，動(dòng)接點(diǎn)容許在其本身的轉(zhuǎn)軸上旋轉(zhuǎn)1015度，并沿軸向移動(dòng)0.20.3mm，繼電器的靜接點(diǎn)片裝有一限制振動(dòng)的防振片，防振片與靜接點(diǎn)片剛能接觸或兩者之間有一不大于0.10.2mm的間隙。 2、電氣特性的檢驗(yàn)及調(diào)整 （1）實(shí)驗(yàn)接線圖如下： （2）動(dòng)作電流和返回電流的檢查 a. 將繼電器線圈串聯(lián)，并將整定把手放在某一整定值上，調(diào)壓器的手柄放在輸出電壓的最小位置（或?qū)⒋腚娐返幕€可變電阻放在電阻最大位置）。 b. 合上電源開關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器的輸出電壓（調(diào)節(jié)可變

6、電阻），慢慢地增加繼電器電流，直至繼電器動(dòng)作，停止調(diào)節(jié)，記下此時(shí)的電流數(shù)值，即為繼電器的動(dòng)作電流Idj,再重復(fù)二次，將其值填入表1-1，求其平均值。 c. 繼電器動(dòng)作后，均勻地減小調(diào)壓器的輸出電壓（增加可變電阻阻值使流入繼電器電流減?。┲敝晾^電器的常開接點(diǎn)剛剛打開，記下這時(shí)的電流，即為返回電流Ihj，重復(fù)二次將其值填入表1-1，求其平均值。根據(jù)動(dòng)作電流和返回電流算出返回系數(shù)Kf：Kf=Ihj/Idj 動(dòng)作值于返回值的測(cè)量應(yīng)重復(fù)三次，每次測(cè)量值與整定值誤差不超過3%，否則應(yīng)檢查軸承和軸尖。 過電流繼電器的返回系數(shù)應(yīng)不小于0.85，當(dāng)大于0.9時(shí)，應(yīng)注意接點(diǎn)壓力。 a. 將整定把手放在其它刻度時(shí)，

7、重復(fù)上述試驗(yàn)。 b. 將繼電器線圈改為并聯(lián)接法，按上述步驟重新進(jìn)行檢驗(yàn)。 在運(yùn)行中如需改變定值，除檢驗(yàn)整定點(diǎn)外，還應(yīng)進(jìn)行刻度檢驗(yàn)或檢驗(yàn)所需改變的定值。用保護(hù)安裝處最大故障電流進(jìn)行沖擊試驗(yàn)后，復(fù)試定值與整定值的誤差不應(yīng)超過3%，否則，應(yīng)檢查可動(dòng)部分的固定和調(diào)整是否有問題，或線圈內(nèi)部有無層間短路等。 （3）返回系數(shù)的調(diào)整 返回系數(shù)不滿足要求時(shí)應(yīng)予調(diào)整，影響返回系數(shù)的因素較多，如軸尖的光潔度、 軸承清潔情況、靜觸點(diǎn)位置等，但影響較顯著的是舌片端部與磁極間的間隙和舌片的位置。 a. 改變舌片的起始角與終止角，填整繼電器左上方的舌片起始位置限制螺桿，以改變舌片起始位置角，此時(shí)只能改變動(dòng)作電流，而對(duì)返回電

8、流幾乎沒有影響，故用改變舌片的起始角來調(diào)整動(dòng)作電流和返回系數(shù)。舌片起始位置離開磁極的距離愈大，返回系數(shù)愈小；反之，返回系數(shù)愈大。 調(diào)整繼電器右上方的舌片終止位置限制螺桿，以改變舌片終止位置角，此時(shí)只能改變返回電流而對(duì)動(dòng)作電流則無影響，故用改變舌片的終止角來調(diào)整返回電流和返回系數(shù)。舌片終止位置與磁極的間隙愈大，返回系數(shù)愈大；反之，返回系數(shù)愈小。 a. 變更舌片兩端的彎曲程度以改變舌片與磁極間的距離，也能達(dá)到調(diào)整返回系數(shù)的目的。該距離越大返回系數(shù)也越大；反之，返回系數(shù)越小。 b. 適當(dāng)調(diào)整觸點(diǎn)壓力也能改變返回系數(shù)，但應(yīng)注意觸點(diǎn)壓力不宜過小。 （4）動(dòng)作值的調(diào)整 a. 繼電器的調(diào)整把手在最大刻度值附

9、近時(shí)，主要調(diào)整舌片的起始位置，以改變動(dòng)作值。為此，可調(diào)整左上方的舌片起始位置限制螺桿，當(dāng)動(dòng)作值偏小時(shí)，使舌片的起始位置遠(yuǎn)離磁極；反之，則靠近磁極。 b. 繼電器的調(diào)整把手在最小刻度值附近時(shí)，主要調(diào)整彈簧，以改變動(dòng)作值。 c. 適當(dāng)調(diào)整觸點(diǎn)壓力也能改變動(dòng)作值，但應(yīng)注意觸點(diǎn)壓力不宜過小。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及分析表1-1 電流繼電器實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表繼電器刻度(A)線圈連接方式動(dòng)作電流(A)返回電流(A)返回系數(shù)一次二次三次平均一次二次三次平均4串聯(lián)4.24.13.94.13.63.73.73.70.902.52.62.62.62.62.42.52.42.40.9255.25.15.15.14.64.64

10、.54.60.904并聯(lián)8.08.18.18.17.47.57.57.50.92由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及計(jì)算結(jié)果可以得出，該電流繼電器的返回系數(shù)小于0.85滿足要求，繼電器銘牌上的刻度值為繼電器線圈串聯(lián)時(shí)的刻度值。繼電器線圈并聯(lián)時(shí)，名牌上的刻度值乘2為線圈實(shí)際通過的電流值。轉(zhuǎn)動(dòng)刻度數(shù)上的指針，改變游絲的作用力矩，從而可以改變繼電器的動(dòng)作值。返回系數(shù)是確保保護(hù)選擇性的重要指標(biāo)，讓不該動(dòng)作的繼電器及時(shí)返回,使正常運(yùn)行的部分系統(tǒng)不被切除。返回系數(shù)不滿足要求時(shí)應(yīng)予以調(diào)整。影響返回系數(shù)的因素較多，如軸間的光潔度、軸承清潔情況、靜觸點(diǎn)位置等。但影響較顯著的是舌片端部與磁極間的間隙和舌片的位置。附：實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)圖電磁型

11、電流繼電器實(shí)驗(yàn)二 LG_10系列功率方向繼電器特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 了解繼電器的原理及構(gòu)造（采用整流式原理，嵌入式結(jié)構(gòu)） 2. 掌握繼電器的檢驗(yàn)方法（主要部分） 3. 掌握移相器和相位表的使用方法二、結(jié)構(gòu)原理繼電器的原理接線圖如下： LG-11型繼電器可作為相間故障保護(hù)中的方向元件。繼電器采用嵌入式結(jié)構(gòu)，全部元件安裝在一個(gè)帶透明蓋子的金屬外殼內(nèi)。 繼電器采用整流式原理比較電流電壓綜合量的絕對(duì)值，當(dāng)繼電器加入電流Ij與電壓Uj以后，首先經(jīng)過電壓形成回路，該回路分成電流及電壓回路兩部分。 1. 電流回路：電流Ij通過DKB的一次繞組W1，在其兩個(gè)二次繞組W2、W3上得到相等同的電壓Ud=Ki

12、Ij，KiIj超前Ij的相位角為，此可以用DKB的W4繞組回路電阻R1和R2來調(diào)節(jié)，的余角為，稱之為繼電器的內(nèi)角，LG-11型繼電器的內(nèi)角有兩個(gè)數(shù)值，一個(gè)是30、另一個(gè)是45。 2. 電壓回路：LG-11型繼電器的電壓Uj加到中間變壓器YB，YB的一次繞組設(shè)有抽頭，另外還有一附加繞組，改變 YB的6、7、8三個(gè)抽頭位置，加入或減去9、10小繞組可以對(duì)諧振回路進(jìn)行調(diào)整。YB的一次側(cè)有一電容C1，C1與YB一次繞組構(gòu)成對(duì)50Hz的串聯(lián)諧振回路主要作用有二個(gè)：其一是經(jīng)諧振回路在電感上取得電壓，使電壓移相90，其二是在保護(hù)安裝處正方向三相短路時(shí)，依靠諧振回路的記憶作用使繼電器能可靠動(dòng)作，從而消除了死區(qū)

13、。 諧振回路諧振時(shí)，該回路的電抗與容性電抗相等（L=1/C1），電路呈現(xiàn)純電阻性，Uc和Ul分別為電容器C1和繞組電感上的電壓，故在YB一次繞組上的電壓 Ul比Uj超前90，通過YB后把Ul轉(zhuǎn)化為二次電壓U2=Kul，K是一實(shí)數(shù)，故U2=KuUj，Ku是綜合考慮了Uj與Ul大小的比例關(guān)系、考慮了Ul超前Uj為90的相移關(guān)系，又考慮了YB一次、二次繞組間的變比。所以Ku是一個(gè)復(fù)數(shù)的比例常數(shù)。 3. 比較電壓綜合量的絕對(duì)值原理 根據(jù)下圖所標(biāo)的正方向，加到整流橋V1的電壓為KiIj+KuUj，經(jīng)整流后為 |KiIj+KuUj|，此量能驅(qū)使執(zhí)行元件動(dòng)作稱為動(dòng)作量。加到整流橋V2上的電壓為KiIj-Ku

14、Uj，經(jīng)整流后為|KiIj-KuUj|，此量能制動(dòng)執(zhí)行元件稱為制動(dòng)量。這兩個(gè)量送入回路比較，如果：|KiIj+KuUj|KiIj-KuUj|，則繼電器動(dòng)作；|KiIj+KuUj|KiIj-KuUj|，那么繼電器會(huì)動(dòng)作。為了檢驗(yàn)繼電器在反方向出口短路時(shí)，是否能可靠不動(dòng)作，在靈敏角反向處，所加電流、電壓同于1，繼電器應(yīng)可靠不動(dòng)作。 這次繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)使我使我了解了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)最基本的原理及元件：電磁型電流繼電器、功率方向繼電器，了解了它們的工作原理及特性。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的發(fā)展經(jīng)歷了機(jī)電型、整流型、晶體管型和集成電路型幾個(gè)階段后，現(xiàn)在發(fā)展到了微機(jī)保護(hù)階段。微機(jī)繼電保護(hù)的發(fā)展史微機(jī)繼電保護(hù)指的是以數(shù)字式計(jì)算機(jī)（包括微型機(jī)）為基礎(chǔ)而構(gòu)成的繼電保護(hù)。我對(duì)繼電保護(hù)思想基本要求，即可靠性，選擇性，快速性，