继电保护元件实验

继电保护元件实验

实验一、电磁型时间继电器特性试验一、实验目的

1、认识电力系统中常用的各种电磁型继电器；

2、了解电磁型时间继电器的构造和基本工作原理、电气特性、试验方法；

3、熟悉电秒表的使用方法；二、实验仪器的认识和理解1.电磁型继电器按其结构一般分为三种：即转动舌片式、吸引衔铁式、和螺管线圈式，如下图所示图1-1（a）转动舌片式（b）吸引衔铁式（c）螺管线圈式2．DS－30系列时间继电器的结构及简单工作原理1－线圈；2－磁导体；3－衔铁；4－返回弹簧；5－瞬时静触点；6－瞬时动触点；7－绝缘垫；8－固定支架；9－摆轴；10－摆轮；11－游丝；12－传动齿轮；13－擒纵叉；14－擒纵轮；15－主传动齿轮；16、17－传动齿轮；18－钟表弹簧；19－滑动静触点；20－延时动触点；21－延时静触点；22－凸轮；23－扇形齿轮；24－主轮；25－棘轮；26－起动器弹簧；27－摆轮起动器；28－轴套曲臂图1-2DS－30系列时间继电器结构图

继电器起动部分按电磁原理构成。当线圈加入电压后，衔铁被吸入线圈内，扇形齿轮曲臂被释放，在钟表弹簧作用下，使扇形齿轮转动，带动棘轮上的传动齿轮。与此同时，起动器强行推动摆轮，使之立即起动，以缩短起动时间和增加起动的可靠性，因棘轮的作用使同轴上主传动齿轮只能单向逆时针旋转，同时主传动齿轮带动钟表机构转动，在钟表机构摆动下，使动触点恒速旋转，经一定时限与静触点接触，动作时限的大小用改变静触点位置来调整。当断开电源后：，衔铁被返回，弹簧顶回原位。同时扇形齿轮经轴套曲臂被衔铁顶回原处，使钟表弹簧重新拉伸，以备下次动作。1－棘轮体；2－小钢珠；3－小弹簧；4－棘轮套环；5－主传动齿轮；6－传动齿轮棘轮结构图3.405（401）电秒表的工作原理使用方法及注意事项

405（401）型电秒表由高速同步微电机、高灵敏度继电器、电磁离合棘轮及示值钟表机构组成。当加入220V（或110V）交流电源时，高速同步微电机起动，此时，如Ⅰ、Ⅲ端子短接则高灵敏度继电器动作，使离合棘轮啮合，带动示值钟表机构计时，当Ⅰ、Ⅲ断开或Ⅰ、Ⅱ接通，则继电器失电，离合棘轮分离，而使钟表机构停止计时。试验时，应先合交流电源K2，使电秒表的同步微电机起动空转，然后再合直流电源开关K1，，使电秒表开始计时，当被测接点接通时，计时停止。图1-3电秒表内部接线图

三、实验设备2、起动电压及返回电压的检验

试验接线如图1－5所示（电秒表不接入，SJ常开接点6－18接信号灯）图1－5时间继电器动作电压、返回电压及动作时间试验接线图3、动作时间检验接线如图1－5（接入电秒表，信号灯取掉）1）将滑动接点整定在5S，终止接点整定在18s（即将静触点整定指针对准刻度盘上相应位置）；2）合K1，将电压调整至额定值，断K1，合上开关K2，使电秒表起动，准备计时；采用突然加电压的方法。合上K1进行动作时间测量。用手轻轻按下电秒表上端的按纽可以使电秒表指针复位。整定时限均应连续测量5次，每次测量值与整定值误差应≯0.07秒。（注意：测量某接点的动作时间时，电秒表的Ⅰ、Ⅱ端子应接在时间继电器的相应接点上）。测量瞬时接点（6－18）和终止接点（4－12）动作时间时，电秒表的选择开关置于“连续”位置，测量滑动接点（3－11）动作时限时，选择开关应置于“触动”位置。将试验结果填人下表。五、注意事项1、电秒表接点工作电压很低，绝对不允许将交、直流220V电源电压误加在端子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上，以免损坏电秒表；2、时间继电器线圈不允许长时间加入额定电压，在被测接点接通后，应立即断开直流电源。实验二电磁型电流、电压继电器实验一、实验目的

1、了解电磁型电流继电器、电压继电器的构造和基本工作原理。

2、掌握上述两种继电器电气特性、试验内容、试验方法及调试技术。二、继电器工作原理1.了解电磁型电流继电器结构及简单工作原理。

DL－10系列电流继电器系瞬时动作的电磁型继电器，用于发电机、变压器、线路及电动机等过负荷和短路的保护装置。它由电磁铁、线圈、Z型舌片、弹簧、动触点桥、静触点、整定值调整把手、刻度盘、舌片行程限制螺杆、轴承等组成。如下图2－1为DL－10（DY－36）型电流（电压）继电器结构图1－铁芯2－线圈3－活动舌片4－反作用弹簧5－动触点6－静触点7－动作电流调整把手8－刻度盘图2－1DL－10（DY－36）型电流（电压）继电器结构图三、实验设备 设备型号数量电流继电器DL-13/101电压继电器DY-361单相调压器TSGC21KVA220V/0~250V1行灯变压器0.5KVA220~380/6~36V1交直流安培表D26-A5/10A1交直注电压表D26-V300V1电秒表4011对线灯3V1四、试验内容及方法（一）电磁型电流继电器特性实验试验接线如图2－4图2－4电流继电器试验图

1）继电器线圈一般由两段组成，可以并联也可以串联。继电器线圈并联时的起动电流是串联时的起动电流的两倍。使继电器两线圈串联分别测量在50％、80％、100％刻度值时的动作电流和返回电流值，并计算返回系数。合闸前，调压器应在零位，试验时合上开关K，然后平稳地单方向地调节自耦变压器，增加电流，直到继电器动作（信号灯亮）此电流即为继电器动作电流，然后再减小电流，读取信号灯熄灭时的最大电流值即为返回电流。每个整定刻度动作与返回值的测量均应重复三次，每次动作值与整定值的误差不应超过士30％。返回系数应不低于0.85，当大于0.9时，应注意触点压力不能过小。

2）使继电器两线圈并联，重复上述实验，并将实验数据填人下表。电流继电器型号：制造厂：额定电流：编号（二）电磁型电压继电器特性实验DJ－100系列电压继电器用于发电机：变压器、线路及电动机等电压升高或降低的保护装置。例如作为过电压保护或低电压闭锁的动作元件等。其结构与DL－10系列电流继电器相同。现以DY－36低压继电器为例进行实验，其内部接线如图2－5。

DL－20C、DY－30系列电压继电器为组合式继电器，是改进后的新产品，其工作原理和用途与DJ－100系列继电器相同。机械检查：同DJ－10电流继电器图2—5DY—36继电器内部接线图1）动作电压和返回电压试验图2－6电气特性试验接线图

合开关K前，自耦变ZOB应在零位，对过电压继电器，合上K后，平稳地单方向地调整电压数值，并注意舌片转动情况，如遇到舌片有中途停顿或其它不正常现象时，应检查轴承有无污垢触点位置是否合适，舌片与电磁铁有无相碰等。重复三次，测出动作电压和返回电压，计算出返回系数，其值应不小于0.85。对低电压继电器，试验时先对继电器加以100V电压，消除继电器抖动，然后降低电压，至继电器舌片开始落下时的电压称为动作电压，再升高电压至舌片开始被吸上时的电压称为返回电压。重复三次，测出动作电压和返回电压，计算出返回系数，其数值应不大于1.2。2）．实验记录电压继电器型号：制造厂：额定电压：编号：（三）继电器动作时间和返回时间测定图2－7继电器动作时间和返回时间测定接线图

按图2－7接线。（虚线部分不接入）电秒表接入继电器的常闭接点，选择开关置连续。合K1，调节ZOB，使电压等于100V，断K1；合K2，使电秒表准备计时；突合K1，读取返回时间。接线如图2－7。虚线部分接入。其它同上。调100V，合K1、K2；突然拉开K1，读取动作时间。五、注意事项1．电压继电器为低电压继电器。灯灭为起动电压，灯亮为返回电压；2．测定继电器动作时间和返回时间时注意K1、K2断合的顺序。

本实验采用DH－1型重合闸继电器，以下是此继电器的内部结构和工作原理。

DH－1型重合闸继电器内部接线如图4－1，采用DH型重合闸继电器构成的重合闸装置如图4－2。

1．各元件的作用

1）时间元件：DH－1型继电器内采用DS－112C型时间继电器作为时间元件，用来整定重合闸装置的动作时间。

2）中间继电器ZJDH-1型继电器内采用电码继电器作为中间元件，它是装置的出口元件，用于发出接通断路器合闸回路的脉冲，继电器有两个线圈，电压线圈靠电容放电时起动；电流线圈与断路器合闸回路串联，起自保持作用，直到断路器合闸完毕，继电器才失磁复归。

3）电容器C：用于保证重合闸装置只动作一次。

4）充电电阻4R：用于限制电容器C的充电速度，防止一次重合闸不成功时而发生的多次重合。5）放电电阻6R：在不需要重闸时（如手动跳闸时），电容器C可通过6R放电。

6）电阻5R：用于保证SJ的热稳定。7）信号灯XD：用于监视中间元件ZJ和控制开关的触点是否良好，当信号灯熄灭即表示直流电源中断。8）电阻17R：用于限制信号灯XD上的电压。2．工作原理以图6－2为例简要说明其动作原理。图中断路器表示在合闸状态。控制开关KK的①，③接通，而②，④断开，电容器C充电，重合闸装置投入运行。当断路器自动跳闸时，断路器辅助触点DL1闭合，1ZJ经合闸接触器线圈HC励磁而动作，但此时断路器不会闭合，因1ZJ动作电流远远小于HC动作电流。当1ZJ动作后，重合闸继电器起动，时间元件SJ动作，其瞬动常闭触点断开，5R加入；延时接点经一定时间后闭合，电容器C经此触点向中间元件ZJ电压线圈放电，中间元件ZJ动作，其常开触点闭合后经过本身电流线圈自保持，同时直流电流通入合闸接触器线圈HC使断路器合闸，断路器合上后，DL1辅助触点断开，ZJ和1ZJ继电器复归，重合闸继电器也复归，电容器C再次经

电阻4R充电，准备下次动作。如果重合于永久性故障时，由于电容器C来不及充电到ZJ的动作电压，故ZJ不能动作，从而保证只进行一次重合闸。用控制开关KK手动跳闸时，由于KK的②，④触点接通，电容C经6R放电，故断路器不能重合；在用KK手动合闸于永久性故障时，由于电容C充电时间不足，不会发生再次重合。当手动合闸于故障线路，而KK的①，③触点卡住或中间元件ZJ动作后，因其某种原因未复归，此时保护动作后跳闸时将起动TBJ（电流线圈有电流通过），TBJ起动后自保持（电压线圈接通）其常闭触点将合闸回路断开，使继电器不致发生多次重合。三、实验内容及方法试验接线如图4－3。4、在额定电压、额定电流下，投入K1，充电60秒后，瞬时短路③、⑥两端子，使电容器放电，然后投入K2，观察ZJ动作情况，并作记录。

5、重合闸继电器动作时间整定将电秒表Ⅰ、Ⅱ端子与继电器②、④端子的连接线接入，先将K1、K3开关投入，给电容器充电25秒后，再投入K2，测重合闸动作时间，并将动作时间整定在0.5S。试验应重复三次，每次实测值与整定值比较，其误差不应超过±0.1S。并作记录。五、注意事项电容器放电，瞬时短路③、⑥两端子时，注意端子号六、思考题1、试分析在下列情况下，重合闸装置的动作行为：①手动合闸10秒后线路出现故障；②手动合闸25秒后线路出现故障；③线路上多次出现雷击故障（相当于每隔25秒出现一次暂时性故障）。

2、试在图6－3中加入重合闸后加速回路。

LCD-4型变压器差动继电器(以下简称继电器)，用于变压器差动保护线路中，作为主保护。继电器适用双绕组电力变压器和三绕组电力变压器，实现一侧至四侧制动，且能在20%～50%变压器额定电流动作。继电器采用嵌入式插拔结构。该继电器为整流型，其原理图见图1。继电器由差动元件和瞬动元件两部分构成，差动元件由差动工作回路谐波制动回路，比率制动回路，直流比较回路所组成。差动回路是由差动工作回路和谐波制动回路串联构成。差动工作回路由变流器1LB、m型低通滤波器，它包括电感L1，电容器C1、C2；整流桥1BZ等组成，m型低通滤波器使50Hz及以下的分量顺利通过，100Hz谐波分量得到极大的抑制，其输出通过整流桥1BZ加到直流比较回路，作为工作量，谐波制动回路由带气隙非常小的电抗变压器DKB、m型高通滤波器，整流桥2BZ所构成；其中m型高通滤波器是由电感L2、电容器C3、C4、C5所组成，实现使100Hz以上分量顺利通过，而对50Hz谐波分量极大的抑制，其输出通过整流桥2BZ加到直流比较回路作为制动量，其谐波制动量的大小通过电位器W2进行调整，为了和时间特性配合，通常希望把谐波制动系数调整在0.2～0.25之间，一般不希望制动太强，为了适应各种不同涌流波形，考虑到由于继电器灵敏度较高，而在三相涌流中有一相涌流的二次谐波很小的情况下不误动，故谐波制动回路通过端子17、19、21、23把其他两相的谐波量引来，通过整流桥5BZ，6BZ来制动本相；而本相谐波制动量通过端子13、15引出来去制动其他两相，其三相接线图见图4-1。

比率制动回路由变流器2LB，3LB，整流桥3BZ、4BZ，稳压管1DWY、2DWY所组成。2LB、3LB带有中心抽头，其始端、末端分别接入两侧电流回路，中心轴头接到差回路，其输出接到整流桥3BZ，4BZ，作为制动量接到直流比较回路，稳压管1DWY，2DWY保证制动特性在5～6A下无制动作用，而大于5～6A时，才实现制动功能，保证在短路故障电流较小时，保证有较高的灵敏度。在两个稳压管后接在电阻R4、R5、R6，通过切换片1QP实现三种不同比率制动系数0.4、0.5、0.6。保证制动侧是按下列原则配制的：

a.单侧电源双绕组变压器：一侧制动，制动绕组接负荷侧；

b.双侧电源双绕组变压器：两侧制动，各接一侧电