继电保护实验指导书

电力系统继电保护实验指导书山东理工大学电气与电子工程学院2009年9月1实验一电磁型电流继电器和电压继电器实验一、实验目的熟悉DL型电流继电器和DY型电压继电器的实际结构、工作原理、基本特性；掌握动作电流值、动作电压值及其相关参数的整定方法。二、预习与思考1、电流继电器的返回系数为什么小于１？2、动作电流（压）、返回电流（压）和返回系数的定义是什么？3、实验结果如返回系数不符合要求，你能正确地进行调整吗？4、返回系数在设计继电保护装置中有何重要用途？三、原理说明DL—20c系列电流继电器用于反映发电机、变压器及输电线路短路和过负荷的继电保护装置中。DY—20c系列电压继电器用于反映发电机、变压器及输电线路的电压升高（过电压保护）或电压降低（低电压起动）的继电保护装置中。DL—20c、DY—20c系列继电器的内部接线图见图1－1。上述继电器是瞬时动作的电磁式继电器，当电磁铁线圈中通过的电流达到或超过整定值时，衔铁克服反作用力矩而动作，且保持在动作状态。过电流（压）继电器：当电流（压）升高至整定值（或大于整定值）时，继电器立即动作，其常开触点闭合，常闭触点断开。低电压继电器：当电压降低至整定电压时，继电器立即动作，常开触点断开，常闭触点闭合。2继电器的铭牌刻度值是按电流继电器两线圈串联，电压继电器两线圈并联时标注的指示值等于整定值；若上述二继电器两线圈分别作并联和串联时，则整定值为指示值的2倍。转动刻度盘上指针，以改变游丝的作用力矩，从而改变继电器动作值。图1-1电流（电压）继电器内部接线图图1-2电流继电器实验接线图DL--25CDY--25CDL--23CDY--23C、28C图1--1电流（电压）继电器内部接线图DL--24CDY--24C、29C484262DL--21CDY--21C、26C2314326735184731518626DL--22CDY--22C67587437851512348765DL-21CDY-21C、26C12348765DL-23CDY-23C、28C12348765DL-22CDY-22C12348765DL-24CDY-24C、29C12348765DL-25CDY-25CK交流220VA0～5A6.3Ω变流器10A触点通断指示灯DL-24C/6自耦调压器LJ3图1-3过电压继电器实验接线图四、实验设备序号设备名称使用仪器名称数量1ZB11DL--24C/6电流继电器12ZB15DY--28C/160电压继电器13ZB35交流电流表14ZB36交流电压表15DZB01--1单相自耦调压器1变流器1触点通断指示灯1单相交流电源1可调电阻R16.3Ω/10A161000伏兆欧表1五、验步骤和要求1、绝缘测试单个继电器在新安装投入使用前或经过解体检修后，必须进行绝缘测试，对于额定电压为100伏及以上者，应用1000伏兆欧表测定绝缘电阻；对于额定电压为100伏以VK交流220V触点通断指示灯0～450VYJDY-28C/160自耦调压器4下者，则应用500伏兆欧表测定绝缘电阻。测定绝缘电阻时，应根据继电器的具体接线情况，注意把不能承受高压的元件（如半导体元件、电容器等）从回路中断开或将其短路。本实验是用1000伏兆欧表测定导电回路对铁芯的绝缘电阻及不连接的两回路间的绝缘电阻，要求如下：（1）全部端子对铁芯或底座的绝缘电阻应不小于50兆欧。（2）各线圈对触点及各触点间的绝缘电阻应不小于50兆欧。（3）各线圈间绝缘电阻应不小于50兆欧。将测得的数据记入表1--1，并做出绝缘测试结论。表1-1绝缘电阻测定记录表编号测试项目电流继电器电压继电器电阻值(兆欧)结论电阻值（兆欧）结论1铁心—线圈⑤2铁心—线圈⑥3铁心—接点①4铁心—接点③5线圈⑤--线圈⑥6线圈⑤--接点①注：上表①③⑤⑥为继电器引出的接线端号码，铁芯指继电器内部的导磁体。2、整定点的动作值、返回值及返回系数测试实验接线图1－2、图1－3、（图1－4）分别为电流继电器及过（低）电压继电器的实验接线，可根据下述实验要求分别进行。实验参数电流值（或电压值）可用单相自耦调压器、变流器、变阻器等设备进行调5节。实验中每位学生要注意培养自己的实践操作能力，调节中要注意使参数平滑变化。（1）电流继电器的动作电流和返回电流测试a、选择ZB11继电器组件中的DL—24C/6型电流继电器，确定动作值并进行初步整定。本实验整定值为2A及4A的两种工作状态见表1－2。b、根据整定值要求对继电器线圈确定接线方式（串联或并联）；查表1－5。c、按图1--2接线，检查无误后，调节自耦调压器及变阻器，增大输出电流，使继电器动作。读取能使继电器动作的最小电流值，即使常开触点由断开变成闭合的最小电流，记入表1－2；动作电流用Idj表示。继电器动作后，反向调节自耦调压器及变阻器降低输出电流，使触点开始返回至原来位置时的最大电流称为返回电流，用Ifj表示，读取此值并记入表1--2，并计算返回系数；继电器的返回系数是返回电流与动作电流的比值，用Kf表示。djfjfIIK过电流继电器的返回系数在0.85～0.9之间。当小于0.85或大于0.9时，应进行调整，调整方法详见本节第（4）点。表1-2电流继电器实验结果记录表（2）过电压继电器的动作电压和返回电压测试a、选择ZB15型继电器组件中的DY—28c/160型过电压继电器，确定动作值为1.5倍的额定电压，即实验参数取150V并进行初步整定。b、根据整定值要求确定继电器线圈的接线方式，查表1－6。整定电流I（安）2A继电器两线圈的接线方式选择为：4A继电器两线圈的接线方式选择为：测试序号123123实测起动电流Idj实测返回电流Ifj返回系数Kf=Ifj/Idj求每次实测起动电流与整定电流的误差%6c、按图1--3接线。检查无误后，调节自耦调压器，分别读取能使继电器动作的最小电压Udj及使继电器返回的最高电压Ufj，记入表1－3并计算返回系数Kf。返回系数的含义与电流继电器的相同。返回系数不应小于0.85，当大于0.9时，也应进行调整。（3）低电压继电器的动作电压和返回电压测试a、选择ZB15继电器组件中的DY—28c/160型低电压继电器，确定动作值为0.7倍的额定电压，即实验参数取70V并进行初步整定。b、根据整定值要求确定继电器线圈的接线方式，查表1－6。c、按图1--4接线，调节自耦调压器，增大输出电压，先对继电器加100伏电压，然后逐步降低电压，至继电器舌片开始跌落时的电压称为动作电压Udj，再升高电压至舌片开始被吸上时的电压称为返回电压Ufj，将所取得的数值记入表1－3并计算返回系数。返回系数Kf为:djfjfUUK低电压继电器的返回系数不大于1.2，用于强行励磁时不应大于1.06。以上实验，要求平稳单方向地调节电流或电压实验参数值，并应注意舌片转动情况。如遇到舌片有中途停顿或其他不正常现象时，应检查轴承有无污垢、触点位置是否正常、舌片与电磁铁有无相碰等现象存在。动作值与返回值的测量应重复三次，每次测量值与整定值的误差不应大于±3%。否则应检查轴承和轴尖。在实验中，除了测试整定点的技术参数外，还应进行刻度检验。用整定电流的1.2倍或额定电压1.1倍进行冲击试验后，复试定值，与整定值的误差不应超过±3%。否则应检查可动部分的支架与调整机构是否有问题，或线圈内部是否层间短路等。7（4）返回系数的调整返回系数不满足要求时应予以调整。影响返回系数的因素较多，如轴间的光洁度、轴承清洁情况、静触点位置等。但影响较显著的是舌片端部与磁极间的间隙和舌片的位置。返回系数的调整方法有：a、调整舌片的起始角和终止角：调节继电器右下方的舌片起始位置限制螺杆，以改变舌片起始位置角，此时只能改变动作电流，而对返回电流几乎没有影响。故可用改变舌片的起始角来调整动作电流和返回系数。舌片起始位置离开磁极的距离愈大，返回系数愈小，反之，返回系数愈大。调节继电器右上方的舌片终止位置限制螺杆，以改变舌片终止位置角，此时只能改变返回电流而对动作电流则无影响。故可用改变舌片的终止角来调整返回电流和返回系数。舌片终止角与磁极的间隙愈大，返回系数愈大；反之，返回系数愈小。b、不调整舌片的起始角和终止角位置，而变更舌片两端的弯曲程度以改变舌片与磁极间的距离，也能达到调整返回系数的目的。该距离越大返回系数也越大；反之返回系数越小。c、适当调整触点压力也能改变返回系数，但应注意触点压力不宜过小。（5）动作值的调整a、继电器的整定指示器在最大刻度值附近时，主要调整舌片的起始位置，以改变动作值，为此可调整右下方的舌片起始位置限制螺杆。当动作值偏小时，调节限制螺杆使舌片的起始位置远离磁极；反之则靠近磁极。b、继电器的整定指示器在最小刻度值附近时，主要调整弹簧，以改变动作值。c、适当调整触点压力也能改变动作值，但应注意触点压力不宜过小。3、触点工作可靠性检验8应着重检查和消除触点的振动。(1)过电流或过电压继电器触点振动的消除a、如整定值设在刻度盘始端，当试验电流（或电压）接近于动作值或整定值时，发现触点振动可用以下方法消除。静触点弹片太硬或弹片厚度和弹性不均，容易在不同的振动频率下引起弹片的振动，或由于弹片不能随继电器本身抖动而自由弯曲，以至接触不良产生火花。此时应更换弹片。静触点弹片弯曲不正确，在继电器动作时，静触点可能将动触点桥弹回而产生振动。此时可用镊子将静触点弹片适当调整。如果可动触点桥摆动角度过大，以致引起触点不容许的振动时，可将触点桥的限制钩加以适当弯曲消除之。变更触点相遇角度也能减小触点的振动和抖动。此角度一般约为55°～65°。b、当用大电流（或高电压）检查时产生振动，其原因和消除方法如下：当触点弹片较薄以致弹性过弱，在继电器动作时由于触点弹片过度弯曲，很容易使舌片与限制螺杆相碰而弹回，造成触点振动。继电器通过大电流时，可能使触点弹片变形，造成振动。消除方法是调整弹片的弯曲度，适当地缩短弹片的有效部分，使弹片变硬些。若用这种方法无效时，则应将静触点片更换。在触点弹片与防振片间隙过大时，亦易使触点产生振动。此时应适当调整其间隙距离。继电器转轴在轴承中的横向间隙过大，亦易使触点产生振动。此时应适当调整横向间隙或修理轴尖和选取与轴尖大小适应的轴承。调整右侧限制螺杆的位置，以变更舌片的行程，使继电器触点在电流近于动作值9时停止振动。然后检查当电流增大至整定电流的1.2倍时，是否有振动。过分振动的原因也可能是触点桥对舌片的相对位置不适当所致。为此将可动触点夹片座的固定螺丝拧松，使可动触点在轴上旋转一个不大的角度，然后再将螺丝拧紧。调整时应保持足够的触点距离和触点间的共同滑行距离。另外改变继电器纵向串动大小，也可减小振动。(2)全电压下低电压继电器振动的消除低电压继电器整定值都较低，而且长时间接入额定电压，由于转矩较大，继电器舌片可能按二倍电源频率振动，导致轴尖和轴承或触点的磨损。因此需要细致地调整，以消除振动。其方法如下：a、按上述消除触点振动的方法来调整静触点弹片和触点位置,或调整纵向串动的大小以消除振动。b、将继电器右上方舌片终止位置的限制螺杆向外拧，直到继电器在全电压下舌片不与该螺杆相碰为止。此时应注意触点桥与静触点有无卡住，返回系数是否合乎要求等。c、在额定电压下，松开铝框架的固定螺丝，上下移动铝框架调整磁间隙，以找到一个触点振动最小的铝框架位置，再将铝框架固定，也就是人为地使舌片和磁极间的上下间隙不均匀（一般是上间隙大于下间隙）来消除振动。但应注意该间隙不得小于0.5毫米，并防止舌片在动作过程中卡塞。d、仅有常闭触点的继电器，可使舌片的起始位置移近磁极下面，以减小振动。e、若振动仍未消除，则可以将舌片转轴取下，将舌片端部向内弯曲。(3)电压继电器触点应满足下列要求a、在额定电压下，继电器触点应无振动。b、低电压继电器，当从额定电压均匀下降到动作电压和零值时，触点应无振动和鸟啄现象。10c、过电压继电器，以1.05倍动作电压和1.1倍额定电压冲击时，触点应无振动和鸟啄现象。表1-3电压继电器实验结果记录表(4)电流继电器触点应满足下列要求以1.0