电力系统保护实验指导书(精华版).doc

I 目 录 三 电力系统保护实验三 电力系统保护实验 4 实验实验 1 电磁型电流继电器和电压继电器实验电磁型电流继电器和电压继电器实验 4 实验实验 2 电磁型时间继电器实验电磁型时间继电器实验 10 实验实验 4 4 中间继电器实验中间继电器实验 18 实验实验 5 6 10KV 线路过电流保护实验线路过电流保护实验 26 实验实验 6 低电压起动过电流保护及过负荷保护实验低电压起动过电流保护及过负荷保护实验 30 1 三 电力系统保护实验 实验 1 电磁型电流继电器和电压继电器实验 一 实验目的一 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 预习与思考二 预习与思考 1 电流继电器的返回系数为什么恒小于 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 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 DL 23C DY 23C 28C DL 25C DY 25C 图1 1电流 电压 继电器内部接线图 DL 24C DY 24C 29C 484 262 DL 21C DY 21C 26C 2 3 1 4 3 62 73 51 84 73 151 8 626 DL 22C DY 22C 6 7 5 8 7 4 3 8 7 515 1 2 3 48 7 6 5 DL 21C DY 21C 26C 1 2 3 48 7 6 5 DL 23C DY 23C 28C 1 2 3 48 7 6 5 DL 22C DY 22C 1 2 3 48 7 6 5 DL 24C DY 24C 29C 1 2 3 48 7 6 5 DL 25C DY 25C 2 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 图 1 3 过 低 电压继电器实验接线图 四 实验设备四 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1 2ZB15DY 28C 160 电压继电器1 3ZB35交流电流表1 4ZB36交流电压表1 单相自耦调压器1 变流器1 触点通断指示灯1 5DZB01 1 单相交流电源1 DL 25C DY 25C DL 23C DY 23C 28C 图1 1电流 电压 继电器内部接线图 DL 24C DY 24C 29C 484 262 DL 21C DY 21C 26C 2 3 1 4 3 26 73 51 84 73 151 8 626 DL 22C DY 22C 6 7 5 8 7 4 37 8 515 V K 交流220V 触点通断指示灯 0 450V YJ DY 28C 160 自耦调压器 K 交流220V A 0 5A 6 3 变流器 10A 触点通断指示灯 DL 24C 6 自耦调压器 LJ 3 可调电阻 R1 6 3 10A1 6 1000 伏兆欧表1 五 验步骤和要求五 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 电流继电器电压继电器编 号 测试项目 电阻值 兆欧 结论电阻值 兆欧 结论 1铁心 线圈 2铁心 线圈 3铁心 接点 4铁心 接点 5线圈 线圈 6线圈 接点 注 上表 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 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 Kf Ifj Idj 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 整定电流 I 安 2A4A 测试序号123 继电器两线圈 的接线方式选 择为 123 继电器两线圈 的接线方式选 择为 4 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 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 c 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 3 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 Kf Ufj Udj 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 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 5 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 c 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 继电器种类过电压继电器低电压继电器 整定电压 U 伏 150V70V 测试序号123123 实测起动电压 Udj 实测返回电压 Ufj 返回系数 Kf Ufj Udj 继电器两 线圈的接 线方式选 择为 继电器两 线圈的接 线方式选 择为 6 求每次实测动作电压与整定 电压的误差 4 电流继电器触点应满足下列要求 以 1 05 倍动作电流或保护出现的最大故障电流冲击时 触点应无振动和鸟啄现象 六 技术数据六 技术数据 1 继电器触点系统的组合形式见表 1 4 表 1 4 继 电 器 中 触 点 数 量继 电 器 型 号 常 开 触 点 常 闭 触 点 DL 21c DY 21c DY 26c 1 DL 22c DY 22c 1 DL 23c DY 23c DY 28c 1 1 DL 24c DY 24c DY 29c 2 DL 25c DY 25c 2 2 继电器技术数据 电流继电器见表 1 5 电压继电器见表 1 6 3 动作时间 过电流 或电压 继电器在 1 2 倍整定值时 动作时间不大于 0 15 秒 在 3 倍 整定值时 动作时间不大于 0 03 秒 低电压继电器在 0 5 倍整定值时 动作时间不大于 0 15 秒 4 接点断开容量 在电压不大于 250 伏 电流不大于 2 安时的直流有感负荷电路 时间常数 不大于 5 103秒 中断开容量为 40 瓦 在交流电路中为 200 伏安 5 重量 约为 0 5 公斤 七 实验报告七 实验报告 实验结束后 针对过电流 过电压 低电压继电器实验要求及相应动作值 返回值 返回系数 的具体整定方法 按实验报告编写的格式和要求及时写出电流继电器 电压继电器实验报告和本次 实验的体会 并书面解答本实验思考题 表 1 5 表 1 6 额定电流 A 长期允许电 流 A 动作电流 A 型 号 最大整 定电流 A 线圈 串联 线圈 并联 线圈 串联 线圈 并联 电流整定范围 A 线圈串联线圈并联 最小整定值 时的功率消 耗 VA 返回 系数 0 050 080 160 080 160 0125 0 050 0125 0 0250 025 0 050 4 0 20 30 60 30 60 05 0 20 05 0 10 1 0 20 5 0 612120 15 0 60 15 0 30 3 0 60 5 236360 5 20 5 11 20 5 66126121 5 61 5 33 60 55 10102010202 5 102 5 55 100 85 20102015305 205 1010 201 501530204012 5 5012 5 2525 506 5 1001530204025 10025 5050 10023 0 8 DL 20C 2001530204050 20050 100100 2000 7 额定电压 V 长期允许电 压 V 动作电压 V 名称型 号 最大整 定电压 V 线圈 并联 线圈 串联 线圈 并联 线圈 串联 电压整 定范围 V 线圈并联线圈串联 最小整定 值时的功 率消耗 VA 返回 系数 603060357015 6015 3030 60 过电 压 DY 21C 25C 20010020011022050 20050 100100 2000 8 7 400200400220440100 400100 200200 400 483060357012 4812 2424 48 16010020011022040 16040 8080 160 低电 压 DY 26C 28C 29C 32020040022044080 32080 160160 320 1 25 DY 21C DY 25C 60C 6010020011022015 6015 3030 602 50 8 8 实验 2 电磁型时间继电器实验 一 实验目的一 实验目的 熟悉 DS 20 系列时间继电器的实际结构 工作原理 基本特性 掌握时限的整定和试验调整方 法 二 预习与思考二 预习与思考 1 绝缘测试时发现绝缘电阻下降 且不符合要求 是什么原因引起的 2 影响起动电压 返回电压的因素是什么 3 在某一整定点的动作时间测定 所测得数值大于 或小于 该点的整定时间 并超出允许 误差时 将用什么方法进行调整 4 根据你所学的知识说明时间继电器常用在哪些继电保护装置及自动化电路中 三 原理说明三 原理说明 DS 20 系列时间继电器用于各种继电保护和自动控制线路中 使被控制元件按时限控制原则 进行动作 DS 20 系列时间继电器是带有延时机构的吸入式电磁继电器 其中 DS 21 DS 24 是内附热 稳定限流电阻型时间继电器 线圈适于短时工作 DS 21 c DS 24 c 是外附热稳定限流电阻型时间 继电器 线圈适于长时工作 DS 25 28 是交流时间继电器 该继电器具有一付瞬时转换触点 一付滑动主触点和一付终止主触点 继电器内部接线见图 2 1 图 2 1 时间继电器内部接线图 当加电压于线圈两端时 衔铁克服塔形弹簧的反作用力被吸入 瞬时常开触点闭合 常闭触点 断开 同时延时机构开始启动 先闭合滑动常开主触点 再延时后闭合终止常开主触点 从而得到 所需延时 当线圈断电时 在塔形弹簧作用下 使衔铁和延时机构立刻返回原位 从电压加于线圈的瞬间起到延时闭合常开主触点止 这段时间就是继电器的延时时间 可通过 整定螺钉来移动静接点位置进行调整 并由螺钉下的指针在刻度盘上指示要设定的时限 四 实验设备四 实验设备 1 2 18 17 16 15 14 13 DS 21 22时间继 电器正面内部接线 图 1 2 3 4 5 618 17 16 15 14 13 DS 21 C 22 C时 间继电器正面内部接 线图 V 1 2 5 618 17 16 15 14 13 V R 5 6 5 6 5 6 V R 3 4 3 4 9 序号设备名称使 用 仪 器 名 称数量 1ZB13DS 23 时间继电器1 2ZB43800 可调电阻1 3ZB03数字电秒表1 4ZB31直流电压 电流表各 1 5DZB01可调直流操作电源1 路 6 1000V 兆欧表1 7 万用表1 五 实习步骤和要求五 实习步骤和要求 1 内部结构检查 1 观察继电器内部结构 检查各零件是否完好 各螺丝固定是否牢固 焊接质量及线头压 接应保持良好 2 衔铁部分检查 手按衔铁使其缓慢动作应无明显磨擦 放手后靠塔形弹簧返回应灵活自如 否则应检查衔铁在 黄铜套管内的活动情况 塔形弹簧在任何位置不许有重迭现象 3 时间机构检查 当衔铁压入时 时间机构开始走动 在到达刻度盘终止位置 即触点闭合为止的整个动作过程 中应走动均匀 不得有忽快忽慢 跳动或中途卡住现象 如发现上述不正常现象 应先调整钟摆轴 承螺丝 若无效可在老师指导下将钟表机构解体检查 4 接点检查 a 当用手压入衔铁时 瞬时转换触点中的常闭触点 18 17 应断开 常开触点 17 16 应闭 合 b 时间整定螺丝整定在刻度盘上的任一位置 用手压入衔铁后经过所整定的时间 动触点应 在距离静触点首端的 1 3 处开始接触静触点 并在其上滑行到 1 2 处 即中心点停止 可靠地闭合 静触点 释放衔铁时 应无卡涩现象 动触点也应返回原位 c 动触点和静触点应清洁无变形或烧损 否则应打磨修理 2 绝缘测试 用 1000 伏兆欧表测试导电回路对铁芯或磁导体的绝缘电阻及互不连接的回路之间的绝缘电阻 并将测得数据记入表 2 1 进行比较 做出绝缘测试结论 绝缘电阻测试要求同实验一 3 动作电压 返回电压测试 实验接线见图 2 2 选用 ZB13 挂箱的 DS 23 型时间继电器 整定范围 2 5s 10s 图 2 2 时间继电器实验接线图 数字电秒表 V R 800 S1 直流220V IIIIII S2 SJ 113 17 3 5 16 18 4 6 DS 23型 0 10S 0 450V 10 1 动作电压 Ud的测试 按图 2 2 接好线 将可变电阻 R 置于输出电压最小位置 合上 S1及 S2 调节可变电阻 R 使输 出电压由最小位置慢慢地升高到时间继电器的衔铁完全被吸入为止 可变电阻 R 保持不变 断开开 关 S1 然后迅速合上开关 S1 以冲击方式使继电器动作 如不能动作 再调整可变电阻 R 增大 输出电压 用冲击方式使继电器衔铁瞬时完全被吸入的最低冲击电压即为继电器的最低动作电压 Ud 断开开关 S1 将动作电压 Ud填入表 2 3 内 Ud应不大于 70 Ued 154v 对于 DS 21 c 24 c 型应不大于 75 Ued DS 25 DS 28 型应不大于 85 Ued 表 2 1 DS 23 型时间继电器绝缘测试记录表 编号测 试 项 目电阻值 兆欧 测试结论 1 磁导体 滑动主接点 3 4 2 磁导体 终止主接点 5 6 3 磁导体 瞬时转换接点 16 17 18 4 磁导体 线圈 1 13 5 线圈 13 触点 3 5 16 18 6 触点 3 4 7 触点 5 6 8 触点 16 18 注 测试上表第 6 7 项绝缘电阻时 DS 23 型时间继电器的时间整定螺钉均固定 10s 位置 2 返回电压 Uf 的测试 合上 S1 S2加大电压至额定值 220V 然后渐渐的调节可变电阻 R 降低输出电压 使电压降 低到触点开启即继电器的衔铁返回到原来位置的最高电压即为 Uf 断开开关 S1 将 Uf填入表 2 3 内 应使 Uf不低于 0 05 倍额定电压 11V 若动作电压过高 则检查返回弹簧力量是否过强 衔铁在黄铜套管内摩擦是否过大 衔铁是 否生锈或有污垢 线圈是否有匝间短路现象 若返回电压过低 检查摩擦是否过大 返回弹簧力量是否过弱 4 动作时间测定 动作时间测定的目的是检查时间继电器的控制延时动作的准确程度 也能间接发现时间继电 器的机械部分所存在的问题 测定是在额定电压下 取所试验继电器允许时限整定范围内的大 中 小四点的整定时间值 见表 2 2 在每点测定三次 其误差应符合表 2 2 用电秒表测定动作时间的实验接线见图 2 2 表 2 2 型号整定时间 s 整定值误差 s 型号整定时间 s 整定值误差 s 0 2 0 051 2 0 11 0 5 0 062 5 0 15 1 0 083 7 0 20 DS 21 C DS 21 DS 25 1 5 0 15 DS 22 C DS 22 DS 26 5 0 25 2 5 0 135 0 2 5 0 2010 0 3 7 5 0 2515 0 4 DS 23 C DS 23 DS 27 10 0 30 DS 24 C DS 24 DS 28 20 0 5 按图 2 2 接好线后 将继电器定时标度放在较小刻度上 如 DS 23 型可整定在 2 5s 合上开 关 S1 S2 调节可变电阻器 R 使加在继电器上的电压为额定电压 Ued 本实验所用时间继电器额 定电压为直流 220V 拉开 S2 合上电秒表工作电源开关 并将电秒表复位 然后投入 S2 使继电 器与电秒表同时起动 继电器动作后经一定时限 触点 5 6 闭合 将电秒表控制端 I 和 II 短接 秒表停止记数 此时电秒表所指示的时间就是继电器的延时时间 把测得数据填入表 2 3 中 每一整定时间刻度应测定三次 取三次平均值作为该刻度的动作值 11 然后将定时标度分别置于中间刻度 5s 7 5s 及最大刻度 10s 上 按上述方法各重复三次 求平 均值 表 2 3 时间继电器实验记录 继电器铭牌 记录 内部结构 检查记录 动作电压 V 为额定电压的 返回电压 V 为额定电压的 整定时间 t 秒 2 5s5s7 5s10s 第一次测试结果 第二次测试结果 第三次测试结果 额定电压 整定范围 制造厂 出厂年月 号码 特 性 试 验 记 录 平均值 动作时限应和刻度值相符 允许误差不得超过表 2 2 中的规定值 若误差大于规定时 可调 节钟表机构摆轮上弹簧的松紧程度 具体应在教师指导下进行 为确保动作时间的精确测定 合上电秒表电源开关后应稍停片刻 然后再合 S2 秒表上的工作 选择开关 K 应置于 连续 状态 六 技术数据六 技术数据 DS 20 系列时间继电器的有关技术数据编入表 2 4 中 供参考 表 2 4 型 号 时间整定 范围 s 电 源 类 型 额定电压 Ued V 起动电压 不大于 V 返回电压 不大于 V 额定电压 下的功率 消耗 W 接点数量接点容量 DS 210 2 1 5 DS 221 2 5 DS 232 5 10 DS 245 20 直 流 24 48 110 220 70 Ued5 Ued10 DS 21 c0 2 1 5 DS 22 c1 2 5 DS 23 c2 5 10 DS 24 c5 20 直 流 24 48 110 220 75 Ued5 Ued7 5 DS 250 2 1 5 DS 261 2 5 DS 272 5 10 DS 285 20 交 流 110127 220 380 85 Ued5 Ued3 5 VA 延时常开 终止主触 点一付 延时常开 滑动主触 点一付 瞬时转换 主触点一 付 当电流不大于 1A 及 电压不高于 220V 时 间常数不超过 5 103s 的有感负荷 电路中 主触点和瞬 动触点的断开功率为 50W 继电器主触点长期闭 合电流 5A 瞬动触点 长期闭合电流为 5A 七 七 实验报告实验报告 实验结束后 结合时间继电器的各项测试内容及时限整定的具体方法 按实验报告编写的格式 和要求及时写出时间继电器实验报告和本次实验体会 并书面解答本实验的思考题 12 实验 4 中间继电器实验 一 实验目的一 实验目的 中间继电器种类很多 目前国内生产的就有二十多个系列 数百种产品 本实验选择了具有 代表性的三个系列中的四种中间继电器进行实验测试 希望能通过本次实验熟悉中间继电器的实际 结构 工作原理 基本特性 掌握对各类中间继电器的测试和调整方法 二 预习与思考二 预习与思考 1 为什么目前在一些保护屏上广泛采用 DZ 30B 系列中间继电器 它与 DZ 10 系列中间继电器 比较有那些特点 2 具有保持绕组的中间继电器为什么要进行极性检验 如何判明各绕组的同极性端子 3 使用中间继电器一般根据哪几个指标进行选择 4 发电厂 变电所的继电保护及自动装置中常用哪几种中间继电器 三 原理说明三 原理说明 DZ 30B DZB 10B DZS 10B 系列中间继电器用于直流操作的各种继电保护和自动控制线路 中 作为辅助继电器以增加接点数量和接点容量 1 DZ 30B 为电磁式瞬时动作继电器 当电压加在线圈两端时 衔铁向闭合位置运动 此时常 开触点闭合 常闭触点断开 断开电源时 衔铁在接触片的反弹力下 返回到原始状态 常开触点 断开 常闭触点闭合 继电器内部接线见图 4 1 图 4 1 DZ 30B 中间继电器内部接线图 2 DZB 10B 系列是具有保持绕组的中间继电器 它基于电磁原理工作 按不同要求在同一铁 芯上绕有两个以上的线圈 其中 DZB 11B 12B 13B 为电压启动 电流保持型 DZB 14B 为电流 启动 电压保持型 该继电器为瞬时动作继电器 当动作电压 或电流 加在线圈两端时 衔铁向 闭合位置运动 此时 常开触点闭合 常闭触点断开 断开启动电源时 由于电压 或电流 保持 绕组的磁场的存在所以衔铁仍然闭合 只有保持绕组断电后 衔铁在接触片的反弹力作用下返回到 原始状态 常开触点断开 常闭触点闭合 继电器内部接线见图 4 2 3 DZS 10B 系列是带有时限的中间继电器 它基于电磁原理工作 继电器分为动作延时和返 回延时两种 本系列中的 DZS 11B 13B 为动作延时 DZS 12B 14B 为返回延时继电器 在这种 继电器线圈的上面或下面装有阻尼环 当线圈通电或断电时 阻尼环中感应电流所产生的磁通会阻 碍主磁通的增加或减少 由此获得继电器动作延时或返回延时 继电器结构图见附图 4 3 内部接 线见图 4 4 V 1 2 3 4 5 618 17 16 15 14 1310 DZ 31B 三 常开触点 三转换触点 12 11 9 8 7 V 1 2 4 5 618 17 16 15 14 1310 DZ 32B 六常开触点 12 11 9 8 7 13 图 4 2 DZB 10B 中间继电器内部接线图 图 4 3 DZS 10B 中间继电器结构图 名牌 阻尼环 电磁铁 接点 上插件 下插件 V 1 2 3 4 5 618 17 16 15 14 1310 DZB 11B 三 常开触点 三转换触点 12 11 9 8 7 I I V 1 2 3 4 5 618 17 16 15 14 1310 DZB 12B 六常开触点 118 7 I I I V 1 2 3 4 5 618 17 16 15 14 1310 DZB 13B 三常开触点 三转换触点 12 11 9 8 7 I I 1 2 3 4 5 618 17 16 15 14 1310 DZB 14B 三常开触点 三转换触点 12 11 9 8 7 V 14 图 4 4 DZS 10B 中间继电器内部接线图 四 实验设备四 实验设备 序号设备名称仪器名称数量 1ZB11DZB 12B 220V 0 5A1 2ZB14DZB 31B 220V DZB 14B1 3ZB16DZB 12B 220V DZS 12B1 4ZB31直流电压表 电流表各 1 5ZB43800 可调电阻1 6ZB03数字电秒表1 7DZB01直流操作电源1 路 8DZB01 1触点通断指示灯1 9DZB01 2220 可调电阻4 五 实验步骤和要求五 实验步骤和要求 1 内部结构及触点检查 方法与实验二相同 但中间继电器接点较多 故在进行检查时应特别注意 1 触点应在正位接触 各对触点应同时接触同时离开 2 触点接触后应有足够的压力和共同的行程 使其接触良好 3 转换触点在切换过程中应能满足保护使用上的要求 2 线圈直流电阻测量 用电桥或万用表的电阻档测量继电器线圈的直流电阻 将测得数值填入表 4 4 并与表 4 1 4 2 4 3 中所对应继电器的额定技术数据进行比较 实测值不应超过制造厂规定值的 10 3 绝缘测试 V 1 2 3 4 5 6 7 18 17 16 15 14 1310 DZS 11B 二常开触点 二转换触点 V 1 2 3 4 5 6 7 18 17 16 15 14 1310 DZS 12B 二常开触点 二转换触点 V 1 2 4 5 6 7 18 14 1310 DZS 13B 三常开触点 V 1 2 4 5 6 7 18 14 1310 DZS 14B 三常开触点 15 16 3 17 315 16 17 15 用 1000 伏兆欧表测试全部端子对铁心的绝缘电阻应不小于 50 兆欧 各绕组间的绝缘电阻应不 小于 10 兆欧 绕组对接点及各接点间的绝缘电阻应不小于 50 兆欧 将测得数据填入表 4 4 4 继电器动作值与返回值检验 实验接线见图 4 5 4 6 4 7 4 8 实验时调整可变电阻 R R1 R2逐步增大输出电压 或电 流 使继电器动作 然后断开开关 S 或 S1 再瞬间合上开关 S 或 S1看继电器能否动作 如不能动 作 调节可变电阻加大输出电压 或电流 在给继电器突然加入电压 或电流 时 使衔铁完全 被吸入的最低电压 或电流 值 即为动作电压 电流 值 记入表 4 4 继电器的动作电压不应 大于额定电压的 70 动作电流不应大于其额定电流 出口中间继电器动作电压应为其额定电压的 50 70 图 4 5 电压起动型实验接线图 然后调整可变电阻 R 减少电压 电流 使继电器的衔铁返回到原始位置的最大电压 电流 值即为返回值 记入表 4 4 对于 DZ 30B 及 DZS 10B 系列中间继电器返回电压不应小于额定电压 的 5 对于 DZB 10B 系中间继电器的返回电压 电流 值不应小于额定值的 2 5 保持值测试 对于 DZB 10B 系列具有保持绕组的中间继电器 应测量保持线圈的保持值 试验接线见图 4 6 图 4 7 图 4 6 电流启动电压保持型实验接线图 实验时 先闭合开关经 S1 S2 在动作线圈加入额定电压 电流 使继电器动作后 调整保持 线圈回路的电流 电压 测出断开开关 S2后 继电器能保持住的最小电流 电压 此即为继电 器最小保持值 记入表 4 4 电流保持型线圈的最小保持值不应大于额定电流的 80 电压保持型 V R2 S1 直流220V 0 1000V I V A 0 2000mA S2 440 440 800 R1 V R 800 S 直流220V DZ 31B 接点通断指示灯 0 450V 16 线圈的最小保持值不得大于额定电压的 65 但也不得过小 以免返回不可靠 继电器的动作 返回和保持值与其要求的数值相差较大时 可以调整弹簧的拉力或者调整衔铁 限制机构 以改变衔铁与铁心的气隙 使其达到要求 继电器经过调整后 应重测动作值 返回值和保持值 图 4 7 电压启动电流保持型实验接线图 6 极性检验 带有保持线圈的中间继电器 新安装或线圈重绕后应作极性检验 以判明各线圈的同极性端子 线圈极性可在保持值试验时判明 也可单独作极性试验予以判定 线圈极性应与制造厂所标极性一 致 7 返回时间测定 测定返回时间的实验接线见图 4 8 图 4 8 测定继电器返回时间实验接线图 1 测定返回延时时间的注意事项 实验接线可根据所用电秒表型式而定 但要求在测试时操作闸刀应保证触头同时接触与断开 可 用瞬时中间继电器的触点来代替闸刀 以减少测量误差 1 在额定电压下测定具有延时返回的中间继电器的返回时间时 对于经常通电的延时返回 中间继电器 应在热状态下测定其返回时间 2 对于延时返回时间要求严格的继电器 应在 80 及 100 额定电压下测定返回时间 3 在特殊需要的情况下 可测定瞬时动作中间继电器的动作时间和返回时间 可测定用于 切换回路中的中间继电器有关触点的切换时间 但一般情况下不测定 V R1 S1 直流220V 0 1000V I V A 0 2000mA S2 440 440 800 R2 IIIIII 数字电秒表 V 800 R S 直流 220V 186 186 45 8 9 DZ 31BDZS 12B 17 2 测定返回延时时间步骤 按图 4 8 接好线 检查无误后 合上开关 S 将电秒表复位 调整可变电阻 R 增大输出电压 使其达到被测继电器的额定电压 这时中间继电器 DZ 31B 的常闭触点瞬时断开 中间继电器 8 9 DZS 12B 的常开触点瞬时闭合 电秒表不计时 断开开关 S 二继电器失电 继电器 DZ 31B 4 5 的返回常闭触点复位闭合 电秒表开始计时 经一定延时后 中间继电器 DZS 12B 的常开触 8 9 点断开 电秒表中止计时 此时 电秒表所指示时间即为继电器的返回延时时间 记入表 4 4 3 返回时间的调整方法 电磁式中间继电器的线圈在接入或断开电源时 由于线圈电感的影响 电流按指数律增长或衰 减 铁芯中的涡流亦能抑制线圈中的电流增长或衰减 导致继电器的延时特性 返回时间一般采用 下述方法进行调整 a 在圆柱铁芯根部套上较多的铜质阻尼环 b 使用与阻尼环起同样作用的阻尼线圈 c 减小继电器衔铁与铁芯间的间隙 d 减少反作用弹簧的拉力 阻尼环阻尼作用的大小是由时间常数 T L R 决定的 因所用阻尼环只有一匝 故电感不大 为了尽量减少电阻 就必须使用导电性能好和截面大的材料制造 阻尼环感应的电流所产生的磁通 与阻尼环放置位置有关 装在铁芯端部靠近气隙处时延时动作的作用大 装在铁芯根部则延时返回 的作用大 可视具体情况进行调整 调整后应重测继电器的动作 返回和保持值 六 技术数据六 技术数据 中间继电器的额定技术数据及触点形式列入表 4 1 4 2 4 3 供参考 4 1 DZ 30 系列中间继电器额定技术数据及触点形式 型号触点形式线径 mm 匝数 w 电阻 电压 v 0 07 QQ4300012750220 0 1 QQ215003200110 DZ 31 三常开 三转换 0 15 QQ1000066048 0 21 QQ580019524 DZ 32 六常开 0 31 QQ28004620 表 4 2 A DZB 10B 系列延时中间继电器延时方式和触点形式 型号延时方式触点形式 DZS 11B 动作延时二常开二转换 DZS 12B 返回延时二常开二转换 DZS 13B 动作延时三常开 ZDS 14B 返回延时三常开 表 4 2 B DZB 10B 系列延时中间继电器额定技术数据 额定电压线径匝数电阻 220v0 07mm 41500 圈 12400 110v0 1mm 20000 圈 3000 48v0 15mm 10000 圈 660 24v0 21mm 5800 圈 195 12v0 31mm 2700 圈 46 18 表 4 3 DZB 10B 系列中间继电器额定技术数据及触点形式 额定值1 绕组2 绕组型 号 触点形式电压 V 电流 A 线径 mm 匝数 W 线径 mm 匝数 W 电阻 DZB 11B 三常开三转 换 DZB 12 六常开 220 220 220 220 110 110 110 110 110 48 48 48 48 48 24 24 0 5 1 2 4 0 5 1 2 4 8 0 5 1 2 4 8 2 4 0 25 0 35 0 51 0 72 0 25 0 35 0 51 0 72 1 0 0 25 0 35 0 51 0 72 1 0 0 72 1 0 400 200 100 50 400 200 100 50 25 400 200 100 50 25 50 25 0 07 0 07 0 07 0 07 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 15 0 15 0 15 0 15 0 15 0 21 0 21 26000 26000 26000 26000 12750 12750 12750 12750 12750 5950 5950 5950 5950 5950 3440 3440 8900 800 8900 800 900 800 8900 800 2150 200 2150 200 2150 200 2150 200 2150 200 445 40 445 40 445 40 445 40 445 40 130 10 130 10 DZB 13B 三常开三转 换 220 220 220 220 110 110 110 110 110 48 48 48 48 48 24 24 0 5 1 2 4 0 5 1 2 4 8 0 5 1 0 2 4 8 4 8 0 25 0 35 0 51 0 72 0 25 0 35 0 51 0 72 1 0 0 25 0 35 0 51 0 72 1 0 0 72 1 0 400 200 100 50 400 200 100 50 25 400 200 100 50 25 50 25 0 07 0 07 0 07 0 07 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 15 0 15 0 15 0 15 0 15 0 21 0 21 36400 36400 36400 36400 18750 18750 18750 18750 18750 8350 8350 8350 8350 8350 4300 4300 1140 1000 11400 1000 11400 1000 11400 1000 2750 200 2750 200 2750 200 2750 200 2750 200 570 50 570 50 570 50 570 50 570 50 150 10 150 10 DZB 14B 三常开三转 换 220 220 220 220 110 110 110 110 110 48 48 24 0 5 1 2 4 0 5 1 2 4 8 1 8 2 0 25 0 35 0 57 0 72 0 25 0 35 0 51 0 72 1 0 0 35 1 0 0 51 1400 700 350 175 1400 700 350 175 28 700 88 350 0 06 0 06 0 06 0 06 0 08 0 08 0 08 0 08 0 08 0 13 0 13 0 18 35500 35500 35500 35500 19900 19900 19900 19900 19900 9000 9000 4500 16600 1000 16600 1000 16600 1000 16600 1000 5230 500 5230 500 5230 500 5230 500 5230 500 900 60 900 60 225 30 19 表 4 4 中间继电器实验记录表 继电器名牌内部结构及触点检查 启动绕组直流电阻 保持绕组直流电阻 最小动作值 VA返回值 VA 最小保持值 VA极性 动作延时时间 S返回延时时间 S 启动绕组 保持绕组 M 保持绕组 导磁体 M 启动绕组 导磁体 M 型 号 启动绕组额定值 保持绕组额定值 延时方式 接点形式 电源性质 制造厂 继电器编号 电 气 特 性 试 验 绝缘 电阻 测定 接点 导磁体 M 使用仪表器材结论 七 实验报告七 实验报告 实验结束后认真总结 针对实验中四种继电器的具体测试方法 按要求及时写出中间继电器 实验报告和本次实验体会 并书面解答本实验的思考题 20 实验 5 6 10KV 线路