多种继电器配合实验及电流保护常用接线实验报告.docVIP

实验报告 姓名： 班级： 学号： 实验一 多种继电器配合实验及电流保护常用接线 一、实验目的 1）了解几种常用继电器，如电流继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器。 2）学会调整电磁型继电器的动作值。 3）学习和设计多种继电器配合实验。 4）了解电流保护常用接线的方式 二、继电器的类型与原理 继电器是电力系统常规继电保护的主要元件，它的种类繁多，原理与作用各异。 1、继电器的分类 继电器按所反应的物理量的不同可分为电量与非电量的两种。属于非电量的有瓦斯继电器、速度继电器等；反应电量的种类比较多，一般分类如下： （1）按结构原理分为：电磁型、感应型、整流型、晶体管型、微机型等。 （2）按继电器所反应的电量性质可分为：电流继电器、电压继电器、功率继电器、阻抗继电器、频率继电器等。 （3）按继电器的作用分为：起动动作继电器、中间继电器、时间继电器、信号继电器等。 近年来电力系统中已大量使用微机保护，整流型和晶体管型继电器以及感应型、电磁型继电器使用量已有减少。 2、电磁型继电器的构成原理 继电保护中常用的有电流继电器、电压继电器、中间继电器、信号继电器、阻抗继电器、功率方向继电器、差动继电器等。下面仅就常用的电磁型继电器的构成及原理作简要介绍。 （1）电磁型电流继电器 电磁型继电器的典型代表是电磁型电流继电器，它既是实现电流保护的基本元件，也是反应故障电流增大而自动动作的一种电器。 下面通过对电磁型电流继电器的分析，来说明一般电磁型继电器的工作原理和特性。图2-1为DL系列电流继电器的结构图，它由固定触点1、可动触点2、线圈3、铁心4、弹簧5、转动舌片6、止挡7所组成。 当线圈中通过电流IKA 时，铁心中产生磁通Φ ，它 通过由铁心、空气隙和转动舌片组成的磁路，将舌片磁化，产生电磁力Fe，形成一对力偶。由这对力偶所形成的电磁转矩，将使转动舌片按磁阻减小的方向（即顺时针方向）转动，从而使继电器触点闭合。电磁力Fe与磁通Φ 的 平方成正比，即 FeΦ2 其中 ? = 所以 式中， —─ 继电器线圈匝数；—─ 磁通Φ 所经过的磁路的磁阻。 分析表明，电磁转矩Me 等于电磁力Fe与转动舌片力臂的乘积，即 （2-1） 式中， K2 为与磁阻、线圈匝数和转动舌片力臂有关的一个系数，。 从式（2-1）可知，作用于转动舌片上的电磁力矩与继电器线圈中的电流IKA的平方成正比，因此，Me不随电流的方向而变化，所以，电磁型结构可以制造成交流或直流继电器。除电流继电器之外，应用电磁型结构的还有电压继电器、时间继电器、中间继电器和信号继电器。 为了使继电器动作（衔铁吸持，触点闭合），它的平均电磁力矩Me必须大于弹簧及摩擦的反抗力矩之和(Ms+M)。所以由式（2-1）得到继电器的动作条件是： （2-2） 当IKA达到一定值后，上式即能成立，继电器动作。能使继电器动作的最小电流称为继电器的动作电流，用IOP表示，在式（2-2）中用IOP代替IKA并取等号，移项后得： （2-3） 从式（2-3）可见，IOP可用下列方法来调整： （1）改变继电器线圈的匝数NKA； （2）改变弹簧的反作用力矩Ms； （3）改变能引起磁阻RC变化的气隙?。 当 IKA减小时，已经动作的继电器在弹簧力的作用下会返回到起始位置。为使继电器返回，弹簧的作用力矩M?s必须大于电磁力矩M?e及摩擦的作用力矩M?。继电器的返回条件是： （2-4） 当 IKA减小到一定数值时，上式即能成立，继电器返回。能使继电器返回的最大电流称为继电器的返回电流，并以Ire表之。在式（2-4）中，用Ire代替IKA并取等号且移项后得： （2-5） 返回电流Ire与动作电流IOP的比值称为返回系数Kre，即Kre=Ire/IOP。反应电流增大而动作的继电器IOPIre，因而Kre1。对于不同结构的继电器，Kre不相同，且在0.1～0.98这个相当大的范围内变化。 （2）电磁型电压继电器 电压继电器的线圈是经过电压互感器接入系统电压Us的，其线圈中的电流为 式中：Ur—加于继电器线圈上的电压，等于Us/npT（npT为电压互感器的变比）；Zr—继电器线圈的阻抗。 继电器的平均电磁力，因而它的动作情况取决于系统电压Us。我国工厂生产的DY系列电压继电器的结构和DL系列电流继电器相同。它的线圈是用温度系数很小的导线（例如康铜线）制成，且线圈的电阻很大。 DY系列电压继电器分过电压继电器和低电压继电器两种。