继电保护-实验报告

继电保护原理实验报告 学生姓名 课 程 继电保护原理 学 号 专 业 电气工程及其自动化 指导教师 陈皓 二 一四年 五 月三十 日 2 摘要摘要 继电器 relay 是一种电控制器件 是当输入量 激励量 的变化达到 规定要求时 在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器 它 具有控制系统和被控制系统之间的互动关系 通常应用于自动化的控制电路中 它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种 自动开关 故在电路中起着自 动调节 安全保护 转换电路等作用 研究电力系统故障和危及安全运行的异 常工况 以探讨其对策的反事故自动化措施 因在其发展过程中曾主要用有触 点的继电器来保护电力系统及其元件 发电机 变压器 输电线路 母线等 使之免遭损害 所以简称继电保护 本次实验我们通过继电保护最基本的元件 电流继电器 功率方向继电器进 行测试 通过实验了解继电器的結构及工作原理 掌握继电器的调试方法 了 解继电器的原理及构造 采用整流式原理 嵌入式结构 继电器的检验方法 主要部分 了解移相器和相位表的使用方法 关键词关键词 电流继电器 功率方向继电器 返回系数 最大灵敏角 实验一 电流继电器特性实验 一 实验目的 1 了解继电器的結构及工作原理 2 掌握继电器的调试方法 二 构造原理及用途 继电器由电磁铁 线圈 Z 型舌片 弹簧 动触点 静触点 整定把手 刻度盘 轴承 限制螺杆等组成 继电器动作的原理 当继电器线圈中的电流增加到一定值时 该电流产生 的电磁力矩能够克服弹簧反作用力矩和摩擦力矩 使 Z 型舌片沿顺时针方向转 动 动静接点接通 继电器动作 当线圈的电流中断或减小到一定值时 弹簧 的反作用力矩使继电器返回 利用连接片可将继电器的线圈串联或并联 再加上改变调整把手的位置可 使其动作值的调整范围变更四倍 继电器的内部接线图如下 图一为动合触点 图二为动断触点 图三为一 动合一动断触点 3 电流继电器用于发电机 变压器 线路及电动机等的过负荷和短路保护装 置 三 实验内容 1 外部检查 2 内部及机械部分的检查 3 绝缘检查 4 刻度值检查 5 接点工作可靠性检查 四 实验步骤 1 外部检查 检查外壳与底座间的接合应牢固 紧密 外罩应完好 继电器端子接线应 牢固可靠 1 内部和机械部分的检查 a 检查转轴纵向和横向的活动范围 该范围不得大于 0 15 0 2mm 检查舌 片与极间的间隙 舌片动作时不应与磁极相碰 且上下间隙应尽量相同 舌片 上下端部弯曲的程度亦相同 舌片的起始和终止位置应合适 舌片活动范围约 为 7 度左右 b 检查刻度盘把手固定可靠性 当把手放在某一刻度值时 应不能自由活 动 c 检查继电器的螺旋弹簧 弹簧的平面应与转轴严格垂直 弹簧由起始位 置转至刻度最大位置时 其层间不应彼此接触且应保持相同的间隙 d 检查接点 动接点桥与静接点桥接触时所交的角度应为 55 65 度 且应 在距静接点首端约 1 3 处开始接触 并在其中心线上以不大的摩擦阻力滑行 其终点距接点末端应小于 1 3 接点间的距离不得小于 2mm 两静接点片的倾斜 应一致 并与动接点同时接触 动接点容许在其本身的转轴上旋转 10 15 度 并沿轴向移动 0 2 0 3mm 继电器的静接点片装有一限制振动的防振片 防振 片与静接点片刚能接触或两者之间有一不大于 0 1 0 2mm 的间隙 2 电气特性的检验及调整 1 实验接线图如下 2 动作电流和返回电流的检查 a 将继电器线圈串联 并将整定把手放在某一整定值上 调压器的手柄放 4 在输出电压的最小位置 或将串入电路的滑线可变电阻放在电阻最大位置 b 合上电源开关 调节调压器的输出电压 调节可变电阻 慢慢地增加 继电器电流 直至继电器动作 停止调节 记下此时的电流数值 即为继电器 的动作电流 Idj 再重复二次 将其值填入表 1 1 求其平均值 c 继电器动作后 均匀地减小调压器的输出电压 增加可变电阻阻值使流 入继电器电流减小 直至继电器的常开接点刚刚打开 记下这时的电流 即为 返回电流 Ihj 重复二次将其值填入表 1 1 求其平均值 根据动作电流和返回 电流算出返回系数 Kf Kf Ihj Idj 动作值于返回值的测量应重复三次 每次测 量值与整定值误差不超过 3 否则应检查轴承和轴尖 过电流继电器的返回系数应不小于 0 85 当大于 0 9 时 应注意接点压力 a 将整定把手放在其它刻度时 重复上述试验 b 将继电器线圈改为并联接法 按上述步骤重新进行检验 在运行中如需改变定值 除检验整定点外 还应进行刻度检验或检验所需 改变的定值 用保护安装处最大故障电流进行冲击试验后 复试定值与整定值 的误差不应超过 3 否则 应检查可动部分的固定和调整是否有问题 或线 圈内部有无层间短路等 3 返回系数的调整 返回系数不满足要求时应予调整 影响返回系数的因素较多 如轴尖的光 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 a 改变舌片的起始角与终止角 填整继电器左上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 调整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 舌片终止位置与磁极的间隙愈大 返回系数愈大 反之 返回系数愈小 a 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 b 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 4 动作值的调整 a 继电器的调整把手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 可调整左上方的舌片起始位置限制螺杆 当动作值偏小时 使舌片的起始位置远离磁极 反之 则靠近磁极 b 继电器的调整把手在最小刻度值附近时 主要调整弹簧 以改变动作值 5 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 五 实验数据记录及分析 表 1 1 电流继电器实验数据记录表 动作电流 A 返回电流 A 继电器刻 度 A 线圈连 接方式 一 次 二 次 三 次 平 均 一 次 二 次 三 次 平 均 返回 系数 44 24 13 94 13 63 73 73 70 90 2 52 62 62 62 62 42 52 42 40 92 5 串联 5 25 15 15 14 64 64 54 60 90 4并联8 08 18 18 17 47 57 57 50 92 由实验数据以及计算结果可以得出 该电流继电器的返回系数小于 0 85 满 足要求 继电器铭牌上的刻度值为继电器线圈串联时的刻度值 继电器线圈并 联时 名牌上的刻度值乘 2 为线圈实际通过的电流值 转动刻度数上的指针 改变游丝的作用力矩 从而可以改变继电器的动作值 返回系数是确保保护选择性的重要指标 让不该动作的继电器及时返回 使 正常运行的部分系统不被切除 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 附 实验仪器实图 6 电磁型电流继电器 实验二 LG 10 系列功率方向继电器特性实验 一 实验目的 1 了解继电器的原理及构造 采用整流式原理 嵌入式结构 2 掌握继电器的检验方法 主要部分 3 掌握移相器和相位表的使用方法 二 结构原理 继电器的原理接线图如下 7 LG 11 型继电器可作为相间故障保护中的方向元件 继电器采用嵌入式结 构 全部元件安装在一个带透明盖子的金属外壳内 继电器采用整流式原理比较电流电压综合量的绝对值 当继电器加入电流 Ij 与电压 Uj 以后 首先经过电压形成回路 该回路分成电流及电压回路两部分 1 电流回路 电流 Ij 通过 DKB 的一次绕组 W1 在其两个二次绕组 W2 W3 上得到相等同的电压 Ud KiIj KiIj 超前 Ij 的相位角为 此 可以 用 DKB 的 W4 绕组回路电阻 R 1 和 R 2 来调节 的余角为 称之为继 电器的内角 LG 11 型继电器的内角有两个数值 一个是 30 另一个是 45 2 电压回路 LG 11 型继电器的电压 Uj 加到中间变压器 YB YB 的一次 绕组设有抽头 另外还有一附加绕组 改变 YB 的 6 7 8 三个抽头位置 加 入或减去 9 10 小绕组可以对谐振回路进行调整 YB 的一次侧有一电容 C1 C1 与 YB 一次绕组构成对 50Hz 的串联谐振回路主要作用有二个 其一是 经谐振回路在电感上取得电压 使电压移相 90 其二是在保护安装处正方向 三相短路时 依靠谐振回路的记忆作用使继电器能可靠动作 从而消除了死区 谐振回路谐振时 该回路的电抗与容性电抗相等 L 1 C1 电路呈 现纯电阻性 Uc 和 Ul 分别为电容器 C1 和绕组电感上的电压 故在 YB 一次绕 组上的电压 Ul 比 Uj 超前 90 通过 YB 后把 Ul 转化为二次电压 U2 Kul K 是一实数 故 U2 KuUj Ku 是综合考虑了 Uj 与 Ul 大小的比例关系 考虑了 Ul 超前 Uj 为 90 的相移关系 又考虑了 YB 一次 二次绕组间的变比 所以 Ku 是一个复数的比例常数 3 比较电压综合量的绝对值原理 根据下图所标的正方向 加到整流桥 V1 的电压为 KiIj KuUj 经整流后为 8 KiIj KuUj 此量能驱使执行元件动作称为动作量 加到整流桥 V2 上的 电压为 KiIj KuUj 经整流后为 KiIj KuUj 此量能制动执行元件称为制动量 这两个量送入回路比较 如果 KiIj KuUj KiIj KuUj 则继电器动作 KiIj KuUj KiIj KuUj 那么继电器会动作 为了检验继电器在反方向 出口短路时 是否能可靠不动作 在灵敏角反向处 所加电流 电压同于 1 继电器应可靠不动作 这次继电保护实验使我使我了解了电力系统继电保护最基本的原理及元件 电磁型电流继电器 功率方向继电器 了解了它们的工作原理及特性 电力系 统继电保护的发展经历了机电型 整流型 晶体管型和集成电路型几个阶段后 现在发展到了微机保护阶段 微机继电保护的发展史微机继电保护指的是以数 字式计算机 包括微型机 为基础而构成的继电保护 我对继电保护思想基本 要求 即可