继电保护实验报告.docx
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继电保护实验报告
四川大学电气信息学院
实验报告
实验课程:
电力系统继电保护原理
实验名称:
电流继电器特性实验
功率方向继电器特性实验
专业班级:
电气工程及其自动化09级
姓名:
学号:
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
继电器刻度(A)
线圈连接方式
动作电流(A)
返回电流(A)
返回系数
一次
二次
三次
平均
一次
二次
三次
平均
4
串联
4.0
4.1
4.1
4.07
3.5
3.5
3.5
3.5
0.860
2.5
串联
2.4
2.4
2.5
2.43
2.1
2.2
2.2
2.17
0.89
5
串联
4.9
4.9
4.9
4.9
4.4
4.4
4.4
4.4
0.897
8
并联
8
8
8
8
7.4
7.4
7.4
7.4
0.93
数据分析:
由上表的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满足要求,并且返回系数很大。
切出故障后由于有很高的返回系数,继电器能很快返回。
同时线圈的连接方式对返回系数有一定的影响,串联时返回系数较高。
LG_10系列功率方向继电器特性试验
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:
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γ,此γ可以用DKB的W4绕组回路电阻RΦ1和RΦ2来调节,γ的余角为α,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。
三、实验项目
1、潜动试验
2、动作区和最大灵敏角检查
3、动作电压检查
4、记忆特性检查
四、实验步骤及调试方法
1、按以下实验接线图接好线路:
2、电流潜动和电压潜动的检查,要求电流和电压均无潜动
a、电流潜动:
电压回路⑦、⑧端经20Ω电阻端接,电流回路⑤、⑥端子通入额定电流5A,测量极化继电器线圈上的电压(即⑨、⑩端子上的电压),测得的电压应接近于0V(或不大于0.1v),如电压不为零,可调整电位器Rp1使电压为零。
b、电压潜动:
电流回路⑤、⑥端开路,在电压回路⑦、⑧端子加电压100v,测量极化继电器线圈上的电压,测得的电压应接近于0v(或不大于0.1v),如电压不为0,可调整电位器Rp2,使电压为0。
反复调整电压及电流潜动,使极化继电器线圈上的电压均接近于0,然后突然加入及切除额定电流5A及额定电压100v,继电器接点不应有短时动作现象。
在电流回路开路情况下突然加入或切除(电压回路)100v,继电器触点同样要求不应有瞬时闭合现象。
若发现触点有瞬时接通现象,可更换比较回路的电阻核电容,使制动回路电容放电时间常数不小于工作回路电容放电时间常数。
更换后应重新进行潜动调整。
潜动调整结束后,将电位器锁紧。
3、动作区和最大灵敏角检查
在额定电流及额定电压下,用移相器改变电流和电压之间的相角,读出动作边界
的两个角度θ1和θ2(即继电器接点闭合和断开的两个边界交度)如图一或图二所示,按下式求最大灵敏角:
φm=(θ1+θ)/2
式中:
θ1、θ2——加在继电器端子上的电流和电压之间的相角,电流滞后电压时,
角度为正值,电流超前电压时,角度为负值。
对于LG-11型继电器,当连接片HP接到-45°位置时,要求Φm=-45°±5°,当HP改接到-30°位置时,要求Φm=-30°±5°。
如上述要求达不到,可以改变谐振绕组的抽头及加减一小绕组来达到。
如改变匝数仍达不到要求时,则应检查谐振回路。
测量电容上电压和电感上电压,要求Uc-UL=10v~15v,如电压差过大则允许在电容C1上并联0.1uf~0.47uf耐压为400v的电容。
4、动作电压检查
在灵敏角及额定电流下,测量继电器的动作电压,要求动作电压不大于2v,返回系数不小于0.45,如发现动作电压过大,则应检查谐振回路电感线圈,有无短路匝存在,在正常情况下,在电压回路加100v电压时,电感线圈上电压UL应达到80v~90v,如发现返回系数过小,则应检查潜动是否调好,以及极化继电器的动作电流及返回电流。
5、记忆特性检查
在灵敏角下突然加0.5倍额定电流和10倍额定电流,电压自100v突然降到零,继电器应可靠动作。
做此项检验,模拟突然短路,因电流大,故需折除相位表,为能做到10倍的额定电流,可采用升流器来调节电流,可以减轻调压器负担。
五、实验结果
1、潜动试验:
如上图所示:
电压为100V,电流为0A时,继电器不动作。
从上图中,可以看出:
电压为0V,电流为5A时,继电器不动作。
2、动作区检查
结果:
相电压
线电压
φm=-30°
0.3V灭灯
0.52V灭灯
0.6V亮灯
1.039V亮灯
φm=-45°
0.2V灭灯
0.346V灭灯
0.5V亮灯
0.866V亮灯
分析:
当连接片HP接到-30°且接相电压时,动作区为0.3V-0.6V
当连接片HP接到-45°且接相电压时,动作区为0.2V-0.5V
3、最大灵敏角检查
结果:
分析:
从图中可以读出当连接片HP接到-30°时,最大灵敏角为-30.23°;当连接片HP接到-45°,最大灵敏角为-42.93°。
4、动作电压检查
结果:
分析:
从图中可以读出,在最大灵敏角-42.93°和额定电流下,继电器的动作电压V=1V,满足动作电压不大于2V的要求;
而返回电压V=0.5V,那么依据:
返回系数K=返回电压/动作电压,得出返回系数K=0.5,也满足返回系数不小于0.45的要求。
五、实验讨论
1、为了检验继电器在正方向出口短路时,是否能可靠动作,在灵敏角下,必须使加入继电器的电流由某一电流(例如额定电流)突然增加至另一电流(例如10倍额定电流),与此同时,电压由100v突然降到零,继电器应可靠动作。
讨论:
在在最大灵敏角-42.93°下,继电器在正方向出口短路时,继电器会动作。
因为出现短路时电流会达到动作电流,而电压本来数值不大,影响就很小了,使得|KiIj+KuUj|>|KiIj-KuUj|,那么继电器会动作。
2、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。
讨论:
在在最大灵敏角-42.93°下,继电器在反方向出口短路时,继电器会动作。
因为出现短路时电流会达到动作电流,而电压数值不大,而虽然是反方向出口短路,但是仍然使得|KiIj+KuUj|>|KiIj-KuUj|,那么继电器会动作。
六、实验收获及体会:
通过这次试验,我们不仅认识了电流继电器,还认识了中间继电器和时间继电器,了解了它们的工作原理及特性。
在实验过程中,电流继电器的动静触头在快要接触的时候由于机械特性会产生振动,对实验结果有一定的误差,如果能够减小触头的振动,对实验结果的精确度有一定的提高。
本次实验由于采用的是计算机软件的测试,操作简单,数据的读取很方便。
通过实验,对我们未来从事工作奠定了一定的基础。
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