继电保护实验报告

1、一、电磁型电流继电器和电压继电器实验一、实验目的熟悉 DL 型电流继电器和 DY 型电压继电器的实际结构、工作原理、基本特性； 掌握动作电流值、动作电压值及其相关参数的整定方法。二、预习与思考1、 电流继电器的返回系数为什么恒小于？答：继电器线圈通过一定大小电流后，它就会动作，这时的电流称为动作电流或者启动电流。随后，如果将电流减小，当电流减小到一定程度时，继电器返回，这时的电流称为返回电流。显然，如果在动作电流后继续增大电流，继电器就不会返回了。可见，返回电流总是小于动作电流的。而继电器的 返回系数，就是其返回电流与启动电流的比值啊。所以，继电器的返回系数 总是小于1 的。2、 动作电流（压

2、）、返回电流（压）和返回系数的定义是什么？答：使继电器开始动作的电流叫动作电流，这个电流较大，就像刚开始踏自行车前进的时候，我们用力是很大的，等车子开始前行，用力就稍小了。 返回电流：动作后，电流下降到某一点后接点复归，该点的电流就是返回电流。 返回系数：返回电流和动作电流的比值叫做返回系数。这个系数通常要求要大于0.853、 返回系数在设计继电保护装置中有何重要用途？答：1.确保保护选择性的重要指。 2.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。返回系数就是继电器的返回量数值与动作量数值的比值。比如过流继电器的返回系数就是返回系数=返回电流/动作电流，该值反应继电器的灵敏性，

3、该值愈接近1，则继电器就愈灵敏，但是灵敏度太高的继电器很多时候是不适用的，所以继电保护对继电器的返回系数有专门的要求，既不能过高也不能过低。三、原理说明DL20c 系列电流继电器用于反映发电机、变压器及输电线路短路和过负荷的继 电保护装置中。DY20c 系列电压继电器用于反映发电机、变压器及输电线路的电压升高（过电 压保护）或电压降低（低电压起动）的继电保护装置中。DL20c、DY20c 系列继电器的内部接线图见图 1 一 1。 上述继电器是瞬时动作的电磁式继电器，当电磁铁线圈中通过的电流达到或超 过整定值时，衔铁克服反作用力矩而动作，且保持在动作状态。 过电流（压）继电器：当电流（压）升高至

4、整定值（或大于整定值）时，继电 器立即动作，其常开触点闭合，常闭触点断开。 低电压继电器：当电压降低至整定电压时，继电器立即动作，常开触点断开， 常闭触点闭合。 继电器的铭牌刻度值是按电流继电器两线圈串联，电压继电器两线圈并联时标 注的指示值等于整定值；若上述二继电器两线圈分别作并联和串联时，则整定 值为指示值的 2 倍。 转动刻度盘上指针，以改变游丝的作用力矩，从而改变继电器动作值。151515262626373737484848D L -2 1 CD L -2 3 CD L -2 2 CD Y -2 1 C 、2 6 C D Y -2 3 C 、2 8 C D Y -2 2 C151526

5、2637374848D L -2 4 CD L -2 5 CD Y -2 4 C 、2 9 CD Y -2 5 C图 1-1 电流（电压）继电器内部接线图图 1-2 电流继电器实验接线图图 1-3 过电压继电器实验接线图四、实验设备序号设备名称使用仪器名称数量1ZB11DL-24C/6 电流继电器12ZB15DY-28C/160 电压继电器13ZB35交流电流表14ZB36交流电压表15DZB01-1单相自耦调压器1变流器1触点通断指示灯1单相交流电源1可调电阻 R16.3 /10A161000 伏兆欧表1五、验步骤和要求1、绝缘测试 单个继电器在新安装投入使用前或经过解体检修后，必须进行绝缘

6、测试，对于 额定电压为 100 伏及以上者，应用 1000 伏兆欧表测定绝缘电阻；对于额定电压 为 100 伏以下者，则应用 500 伏兆欧表测定绝缘电阻。 测定绝缘电阻时，应根据继电器的具体接线情况，注意把不能承受高压的元件（如半导体元件、电容器等）从回路中断开或将其短路。本实验是用 1000 伏兆欧表测定导电回路对铁芯的绝缘电阻及不连接的两回路间的绝缘电阻，要求如下： 全部端子对铁芯或底座的绝缘电阻应不小于 50 兆欧。 各线圈对触点及各触点间的绝缘电阻应不小于 50 兆欧。 各线圈间绝缘电阻应不小于 50 兆欧。 将测得的数据记入表 1-1，并做出绝缘测试结论。表 1 一 1 绝缘电阻测

7、定记录表编 号测试项目电流继电器电压继电器电阻值(兆欧)结论电阻值（兆欧）结论1铁心线圈2铁心线圈3铁心接点4铁心接点5线圈-线圈6线圈-接点注：上表为继电器引出的接线端号码，铁芯指继电器内部的导磁体。2、整定点的动作值、返回值及返回系数测试实验接线图 12、图 13、（图 14）分别为电流继电器及过（低）电压继电 器的实验接线，可根据下述实验要求分别进行。 实验参数电流值（或电压值）可用单相自耦调压器、变流器、变阻器等设备进 行调节。实验中每位学生要注意培养自己的实践操作能力，调节中要注意使参 数平滑变化。电流继电器的动作电流和返回电流测试a、选择 ZB11 继电器组件中的 DL24C/6

8、型电流继电器，确定动作值并进 行初步整定。本实验整定值为 2A 及 4A 的两种工作状态见表 12。b、根据整定值要求对继电器线圈确定接线方式（串联或并联）；查表 15。c、按图 1-4 接线，检查无误后，调节自耦调压器及变阻器，增大输出电 流，使继电器动作。读取能使继电器动作的最小电流值，即使常开触点由断开 变成闭合的最小电流，记入表 12；动作电流用 Idj 表示。继电器动作后，反向调节自耦调压器及变阻器降低输出电流，使触点开始返回至原来位置时的最大 电流称为返回电流，用 Ifj 表示，读取此值并记入表 1-2，并计算返回系数；继 电器的返回系数是返回电流与动作电流的比值，用 Kf 表示。

9、过电流继电器的返回系数在 0.850.9 之间。当小于 0.85 或大于 0.9 时，应进 行调整，调整方法详见本节第（4）点。表 1-2 电流继电器实验结果记录表整定电流 I（安）4A继 电器两 线圈的接 线方式选 择为：并联2A继电器两 线圈的接 线方式选 择为：串联测试序号123123实测起动电流 Idj4.804.784.772.432.422.45实测返回电流 Ifj4.454.404.432.12.162.15返回系数 Kf=Ifj/Idj0.930.920.930.860.890.88求每次实测起动电流与整定电流的误差%20%19.5%19.3%21.5%21%22.5%过电压继

10、电器的动作电压和返回电压测试a、选择 ZB15 型继电器组件中的 DY28c/160 型过电压继电器，确定动作 值为 1.5 倍的额定电压，即实验参数取 150V 并进行初步整定。b、根据整定值要求确定继电器线圈的接线方式，查表 16。c、按图 1-3 接线。检查无误后，调节自耦调压器，分别读取能使继电器 动作的最小电压 Udj 及使继电器返回的最高电压 Ufj，记入表 13 并计算返回系 数 Kf。返回系数的含义与电流继电器的相同。返回系数不应小于 0.85，当大于0.9 时，也应进行调整。 低电压继电器的动作电压和返回电压测试a、选择 ZB15 继电器组件中的 DY28c/160 型低电压

11、继电器，确定动作值为 0.7 倍的额定电压，即实验参数取 70V 并进行初步整定。 b、根据整定值要求确定继电器线圈的接线方式，查表 16。c、按图 1-3 接线，调节自耦调压器，增大输出电压，先对继电器加 100 伏电压，然后逐步降低电压，至继电器舌片开始跌落时的电压称为动作电压 Udj， 再升高电压至舌片开始被吸上时的电压称为返回电压 Ufj，将所取得的数值记入 表 13 并计算返回系数。返回系数 Kf 为: 低电压继电器的返回系数不大于 1.2，用于强行励磁时不应大于 1.06。 以上实验，要求平稳单方向地调节电流或电压实验参数值，并应注意舌片转动 情况。如遇到舌片有中途停顿或其他不正常

12、现象时，应检查轴承有无污垢、触 点位置是否正常、舌片与电磁铁有无相碰等现象存在。 动作值与返回值的测量应重复三次，每次测量值与整定值的误差不应大于±3%。 否则应检查轴承和轴尖。 在实验中，除了测试整定点的技术参数外，还应进行刻度检验。用整定电流的 1.2 倍或额定电压 1.1 倍进行冲击试验后，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支架与调整机构是否有问题，或 线圈内部是否层间短路等。返回系数的调整 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

13、置。返回系数的调整方法有： 调整舌片的起始角和终止角： 调节继电器右下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。故可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。 调节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。故可用改变舌片的终止角来调整返回电流和返回系数。舌片终止角与磁极的间隙愈大，返回系数愈大；反之，返回 系数愈小。 b、不调整舌片的起始角和终止角位置，而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

14、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。c、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。 动作值的调整a、继电器的整定指示器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，为此可调整右下方的舌片起始位置限制螺杆。当动作值偏小时， 调节限制螺杆使舌片的起始位置远离磁极；反之则靠近磁极。 b、继电器的整定指示器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。3、触点工作可靠性检验 应着重检查和消除触点的振动。 (1)过电流或过电压继电器触点振动的消除a、如整定值设在刻度盘始端，当

15、试验电流（或电压）接近于动作值或整定 值时，发现触点振动可用以下方法消除。 静触点弹片太硬或弹片厚度和弹性不均，容易在不同的振动频率下引起弹片的 振动，或由于弹片不能随继电器本身抖动而自由弯曲，以至接触不良产生火花。 此时应更换弹片。 静触点弹片弯曲不正确，在继电器动作时，静触点可能将动触点桥弹回而产生 振动。此时可用镊子将静触点弹片适当调整。 如果可动触点桥摆动角度过大，以致引起触点不容许的振动时，可将触点桥的 限制钩加以适当弯曲消除之。 变更触点相遇角度也能减小触点的振动和抖动。此角度一般约为 55°65°。 b、当用大电流（或高电压）检查时产生振动，其原因和消除方法如

16、下： 当触点弹片较薄以致弹性过弱，在继电器动作时由于触点弹片过度弯曲，很容 易使舌片与限制螺杆相碰而弹回，造成触点振动。继电器通过大电流时，可能 使触点弹片变形，造成振动。消除方法是调整弹片的弯曲度，适当地缩短弹片的有效部分，使弹片变硬些。 若用这种方法无效时，则应将静触点片更换。在触点弹片与防振片间隙过大时，亦易使触点产生振动。此时应适当调整 其间隙距离。继电器转轴在轴承中的横向间隙过大，亦易使触点产生振动。此时应适当 调整横向间隙或修理轴尖和选取与轴尖大小适应的轴承。调整右侧限制螺杆的位置，以变更舌片的行程，使继电器触点在电流近于 动作值时停止振动。然后检查当电流增大至整定电流的 1.2

17、倍时，是否有振动。过分振动的原因也可能是触点桥对舌片的相对位置不适当所致。为此将可 动触点夹片座的固定螺丝拧松，使可动触点在轴上旋转一个不大的角度，然后 再将螺丝拧紧。调整时应保持足够的触点距离和触点间的共同滑行距离。另外改变继电器纵向串动大小，也可减小振动。(2)全电压下低电压继电器振动的消除 低电压继电器整定值都较低，而且长时间接入额定电压，由于转矩较大，继电器舌片可能按二倍电源频率振动，导致轴尖和轴承或触点的磨损。因此需 要细致地调整，以消除振动。其方法如下：a、按上述消除触点振动的方法来调整静触点弹片和触点位置,或调整纵向 串动的大小以消除振动。b、将继电器右上方舌片终止位置的限制螺杆

18、向外拧，直到继电器在全电压 下舌片不与该螺杆相碰为止。此时应注意触点桥与静触点有无卡住，返回系数 是否合乎要求等。 c、在额定电压下，松开铝框架的固定螺丝，上下移动铝框架调整磁间隙，以找 到一个触点振动最小的铝框架位置，再将铝框架固定，也就是人为地使舌片和 磁极间的上下间隙不均匀（一般是上间隙大于下间隙）来消除振动。但应注意 该间隙不得小于 0.5 毫米，并防止舌片在动作过程中卡塞。 d、仅有常闭触点的继电器，可使舌片的起始位置移近磁极下面，以减小振动。 e、若振动仍未消除，则可以将舌片转轴取下，将舌片端部向内弯曲。 (3)电压继电器触点应满足下列要求a、 在额定电压下，继电器触点应无振动。b

19、、低电压继电器，当从额定电压均匀下降到动作电压和零值时，触点应无振动 和鸟啄现象。c、过电压继电器，以 1.05 倍动作电压和 1.1 倍额定电压冲击时，触点应无振 动和鸟啄现象。表 1-3 电压继电器实验结果记录表继电器种类过电压继电器低电压继电器整定电压 U（伏）150V继电器两 线圈的接 线方式选 择为：并联70V继电器两 线圈的接 线方式选 择为：串联测试序号123123实测起动电压 Udj144.6144.914570.270.570.4实测返回电压 Ufj120120120.260.86161返回系数 Kf=Ufj/Udj1.211.211.211.151.161.15求每次实测动

20、作电压与整定电压的误差%3.6%3.4%3.33%0.29%0.71%0.57%(4)电流继电器触点应满足下列要求b、 以 1.05 倍动作电流或保护出现的最大故障电流冲击时，触点应无振动和鸟啄现 象。图 14 低电压继电器实验接线图六、技术数据1、继电器触点系统的组成形式见表 14继电器型号继电器中触点数量常开触点常闭触点DL21c. DY21c. DY26c1DL22c. DY22c1DL23c. DY23c. DY28c11DL24c. DY24c. DY29c2DL25c. DY25c2 2、动作时间：过电流（或电压）继电器在 1.2 倍整定值时，动作时间不大于0.15 秒；在 3 倍

21、整定值时，动作时间不大于 0.03 秒。低电压继电器在 0.5倍整定值时，动作时间不大于 0.15 秒。3、接点断开容量：在电压不大于 250 伏，电流不大于 2 安时的直流有感 负荷电路（时间常数不大于 5×103 秒）中断开容量为 40 瓦；在交流电路中 为 200 伏安。 4、重量：约为 0.5 公斤。 七、实验报告 实验结束后，针对过电流、过电压、低电压继电器实验要求及相应动作值、返回值、返回系数的具体整定方法，按实验报告编写的格式和要求及时写出电流继电器、电压继电器实验报告和本次实验的体会，并书面解答本实验思 考题。 二、电磁型时间继电器实验一、实验目的熟悉 DS20 系列

22、时间继电器的实际结构，工作原理，基本特性，掌握时 限的整定和试验调整方法。二、预习与思考1、 绝缘测试时发现绝缘电阻下降，且不符合要求，是什么原因引起的？ 答：绝缘有损伤，绝缘受潮，受潮的可能性居多，加热烘干。2、 影响起动电压、返回电压的因素是什么？答：（1）唧子和铁芯的配合角度，唧子和铜管的光洁度，反力弹簧的力度，线圈的阻值这些都会影响电磁型时间继电器动作值的。 （2）电磁式继电器是一种电子控制器件,在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。一般是由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。 （3）继电器（英文名称：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

23、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（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）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。三、原理说明DS20 系列时间继电器用于各种继电保护和自动控制线路中，使被 控制元件按时限控制原则进行动作。DS20 系列时间继电器是带有延时机构的吸入式电磁继电器，其中 DS21DS24 是内附热稳定限流电阻型时间继电器(线圈适于短时工作)， DS21/cDS24/c 是外附热稳定限流电阻型时间继电器(线圈适于长时工 作)。DS2528

24、 是交流时间继电器。该继电器具有一付瞬时转换触点，一付滑动主触点和一付终止主触 点。继电器内部接线见图 2-1。D S -2 1 2 2时间继D S -2 1 / C 2 2 / C 时间继电器正面内部接 线图电器正面内部接线 图 图 2-1 时间继电器内部接线图当加电压于线圈两端时，衔铁克服塔形弹簧的反作用力被吸入，瞬时常 开触点闭合，常闭触点断开，同时延时机构开始启动，先闭合滑动常开主触 点，再延时后闭合终止常开主触点，从而得到所需延时，当线圈断电时，在 塔形弹簧作用下，使衔铁和延时机构立刻返回原位。 从电压加于线圈的瞬间起到延时闭合常开主触点止，这段时间就是继电器的 延时时间，可通过整定

25、螺钉来移动静接点位置进行调整，并由螺钉下的指针 在刻度盘上指示要设定的时限。四、实验设备序号设备名称使用仪器名称数量1ZB13DS23 时间继电器12ZB43800 可调电阻13ZB03数字电秒表14ZB31直流电压、电流表各 15DZB01可调直流操作电源1 路61000V 兆欧表17万用表1五、实习步骤和要求1、内部结构检查（1）观察继电器内部结构，检查各零件是否完好，各螺丝固定是否牢固，焊 接质量及线头压接应保持良好。（2）衔铁部分检查 手按衔铁使其缓慢动作应无明显磨擦，放手后靠塔形弹簧返回应灵活自如， 否则应检查衔铁在黄铜套管内的活动情况，塔形弹簧在任何位置不许有重迭 现象。（3）时间

26、机构检查 当衔铁压入时，时间机构开始走动，在到达刻度盘终止位置，即触点闭合为 止的整个动作过程中应走动均匀，不得有忽快忽慢，跳动或中途卡住现象， 如发现上述不正常现象，应先调整钟摆轴承螺丝，若无效可在老师指导下将 钟表机构解体检查。（4）接点检查a、当用手压入衔铁时，瞬时转换触点中的常闭触点18 17 应断开，常开 触点17 16 应闭合。b、时间整定螺丝整定在刻度盘上的任一位置，用手压入衔铁后经过所整 定的时间，动触点应在距离静触点首端的 1/3 处开始接触静触点，并在其上 滑行到 1/2 处，即中心点停止。可靠地闭合静触点，释放衔铁时，应无卡涩 现象，动触点也应返回原位。c、动触点和静触点

27、应清洁无变形或烧损，否则应打磨修理。2、绝缘测试用 1000 伏兆欧表测试导电回路对铁芯或磁导体的绝缘电阻及互不连接 的回路之间的绝缘电阻，并将测得数据记入表 21 进行比较，做出绝缘测试 结论。（绝缘电阻测试要求同实验一）3、动作电压，返回电压测试实验接线见图 2-2，选用 ZB13 挂箱的 DS23 型时间继电器，整定范围（2.5s10s）动作电压 Ud 的测试编号测试项目电阻值（兆欧）测试结论1磁导体滑动主接点（3）（4）2磁导体终止主接点（5）（6）3磁导体瞬时转换接点（16）（17）（18）4磁导体线圈（1）（13）5线圈（13）-触点（3）（5）（16）（18）6触点（3）-（4）

28、7触点（5）-（6）8触点（16）-（18）按图 2-2 接好线，将可变电阻 R 置于输出电压最小位置，合上 S1 及 S2，调节 可变电阻 R 使输出电压由最小位置慢慢地升高到时间继电器的衔铁完全被吸 入为止，可变电阻 R 保持不变，断开开关 S1，然后迅速合上开关 S1，以冲击 方式使继电器动作，如不能动作，再调整可变电阻 R，增大输出电压，用冲 击方式使继电器衔铁瞬时完全被吸入的最低冲击电压即为继电器的最低动作 电压 Ud，断开开关 S1,将动作电压 Ud 填入表 2-3 内。Ud 应不大于 70%Ued（154v）。对于 DS21/c24/c 型应不大于 75%Ued，DS-25DS-

29、28 型应不大于85%Ued。图 2-2时间继电器实验接线图表 2-1DS-23 型时间继电器绝缘测试记录表注：测试上表第 6、7 项绝缘电阻时 ，DS-23 型时间继电器的时间整定螺钉均固定 10s 位置。返回电压 Uf 的测试合上 S1、S2 加大电压至额定值 220V，然后渐渐的调节可变电阻 R 降低 输出电压，使电压降低到触点开启即继电器的衔铁返回到原来位置的最高电 压即为 Uf，断开开关 S1，将 Uf 填入表 23 内。应使 Uf 不低于 0.05 倍额定 电压（11v）。若动作电压过高，则检查返回弹簧力量是否过强，衔铁在黄铜套管内摩 擦是否过大，衔铁是否生锈或有污垢，线圈是否有匝

30、间短路现象。若返回电压过低 ，检查摩擦是否过大，返回弹簧力量是否过弱。4、动作时间测定 动作时间测定的目的是检查时间继电器的控制延时动作的准确程度，也能间接发现时间继电器的机械部分所存在的问题。 测定是在额定电压下，取所试验继电器允许时限整定范围内的大、中、小四点的整定时间值（见表 22），在每点测定三次，其误差应符合表 2-2。 用电秒表测定动作时间的实验接线见图 2-2。表 2-2型号整定时间 (s)整定值误 差(s)型号整定时间 (s)整定值误差(s)DS21/CDS21DS250.2±0.05DS22/CDS22DS261.2±0.110.5±0.062.

31、5±0.151±0.083.7±0.201.5±0.155±0.25DS23/CDS23DS272.5±0.13DS24/CDS24DS285±0.25±0.2010±0.37.5±0.2515±0.410±0.3020±0.5按图 22 接好线后，将继电器定时标度放在较小刻度上（如 DS23 型可整定在 2.5s）。合上开关 S1、S2，调节可变电阻器 R，使加在继电器上的电压为 额定电压 Ued（本实验所用时间继电器额定电压为直流 220v）拉开 S2，合上 电秒表工作电源开关，并将电秒表复位，然后投入 S2，使继电器与电秒表同时起动，继电器动作后经一定时限，触点（5）（6）闭合