继电保护实验报告

电流方向继电器特性实验

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。

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、实验仪器

1、微机保护综合测试仪

2、功率方向继电器

3、DL-31 型电流继电器

4、电脑、导线若干。

五、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。

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

实验接线图：继电器有2个线圈，2和6对应1个线圈，4和8对应一个线圈。一个继电器刻度盘上对应的是2.5-5A，而我们做实验的时候是先串联后并联，串联的时候，动作电流可设定为2.5-5A，并联的时候动作电流设定为5-10A，接线图如下（图1，串联；图2，并联）：

图1 图2

表1-1 电流继电器实验数据记录表

实验数据整理：

⑪动作电流平均值I av =（I1+I2+I3）/3

⑫返回系数。返回系数的大小主要是继电器断开的时间长断，返回系数是指返回电流与动作电流的比值。

对于第一行数据则有：K=3.63/4.13=0.88

第二行数据则有：K=4.5/5.03=0.89

第三行数据则有：K=2.0/2.8=0.72

第四行数据则有：K=7.5/8.4=0.89

由于过电流继电器的返回系数应不小于0.85，而实验测试数据显示在电流为2.5刻度是返回系数偏小，这可能由于设备比较陈旧，小电流时灵敏系数过小，故该过电流继电器不可用。

⑬刻度盘中点，冲击前后动作值和返回值及相差的百分数

串联时，冲击前后动作值和返回值相差的百分数为：

I%=（4.13-3.63）/4.13×100%=12.11%

并联时，冲击前后动作值和返回值相差的百分数为：

I%=（8.4-7.5）/8.4×100%=10.71%