繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)

1、繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)四川大學(xué)電氣信息學(xué)院課程名稱：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：電流繼電器特性實(shí)驗(yàn)LG_10系列功率方向繼電器特性實(shí)驗(yàn)專業(yè)班級(jí)：電氣工程及其自動(dòng)化2021級(jí)108班學(xué)號(hào)：1143031056姓名：郭焱林實(shí)驗(yàn)一、電流繼電器特性實(shí)驗(yàn)1、了解繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理；2、掌握繼電器的調(diào)試方法。二、構(gòu)造原理及用途繼電器由電磁鐵、線圈、Z型舌片、彈簧、動(dòng)觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)、整定把手、刻度盤、軸承、限制螺桿等組成。繼電器動(dòng)作的原理：當(dāng)繼電器線圈中的電流增加到一定值時(shí)，該電流產(chǎn)生的電磁力矩能夠克服彈簧反作用力矩和摩擦力矩，使Z型舌片沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)靜接點(diǎn)接通，繼電器動(dòng)作。當(dāng)線圈的電流中斷或減小到一定值時(shí)

2、，彈簧的反作用力矩使繼電器返回。利用連接片可將繼電器的線圈串聯(lián)或并聯(lián)，再加上改變調(diào)整把手的位置可使其動(dòng)作值的調(diào)整范圍變更四倍。繼電器的內(nèi)部接線圖如下：圖一為動(dòng)合觸點(diǎn)，圖二為動(dòng)斷觸點(diǎn)，圖三為一動(dòng)合一動(dòng)斷觸點(diǎn)。圖1繼電器內(nèi)部接線圖電流繼電器用于發(fā)電機(jī)、變壓器、線路及電動(dòng)機(jī)等的過負(fù)荷和短路保護(hù)裝置。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1.1外部檢查檢查外殼與底座間的接合應(yīng)牢固、緊密；外罩應(yīng)完好，繼電器端子接線應(yīng)牢1.2內(nèi)部和機(jī)械部分檢查a.檢查轉(zhuǎn)軸縱向和橫向的活動(dòng)范圍，該范圍不得大于0.150.2mm,檢查舌片與極間的間隙，舌片動(dòng)作時(shí)不應(yīng)與磁極相碰，且上下間隙應(yīng)盡量相同，舌片上下端部彎曲的程度亦相同，舌片的

3、起始和終止位置應(yīng)合適，舌片活動(dòng)范圍約為7度左右。b.檢查刻度盤把手固定可靠性，當(dāng)把手放在某一刻度值時(shí)，應(yīng)不能自由活動(dòng)。c.檢查繼電器的螺旋彈簧：彈簧的平面應(yīng)與轉(zhuǎn)軸嚴(yán)格垂直，彈簧由起始位置轉(zhuǎn)至刻度最大位置時(shí)，其層間不應(yīng)彼此接觸且應(yīng)保持相同的間隙。d.檢查接點(diǎn)：動(dòng)接點(diǎn)橋與靜接點(diǎn)橋接觸時(shí)所交的角度應(yīng)為5565度，且應(yīng)在距靜接點(diǎn)首端約1/3處開始接觸，并在其中心線上以不大的摩擦阻力滑行，其終點(diǎn)距接點(diǎn)末端應(yīng)小于1/3。接點(diǎn)間的距離不得小于2mm兩靜接點(diǎn)片的傾斜應(yīng)一致，并與動(dòng)接點(diǎn)同時(shí)接觸，動(dòng)接點(diǎn)容許在其本身的轉(zhuǎn)軸上旋轉(zhuǎn)1015度，并沿軸向移動(dòng)0.20.3mm,繼電器的靜接點(diǎn)片裝有一限制振動(dòng)的防振片，防振片

4、與靜接點(diǎn)片剛能接觸或兩者之間有一不大于0.10.2mm的間隙。2電氣特性的檢驗(yàn)及調(diào)整2.1實(shí)驗(yàn)原理圖如下：圖2電氣特性檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)接線圖：繼電器有2個(gè)線圈，2和6對(duì)應(yīng)1個(gè)線圈，4和8對(duì)應(yīng)一個(gè)線圈。一個(gè)繼電器刻度盤上對(duì)應(yīng)的是2.5-5A，而我們做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候是先串聯(lián)后并聯(lián)，串聯(lián)的時(shí)候，動(dòng)作電流可設(shè)定為2.5-5A，并聯(lián)的時(shí)候動(dòng)作電流設(shè)定為5-10A，圖3串聯(lián)方式接線圖圖4并聯(lián)方式接線圖2.2動(dòng)作電流和返回電流的檢查將繼電器線圈串聯(lián)，并將整定把手放在某一整定值上，調(diào)壓器的手柄放在輸出電壓的最小位置（或?qū)⒋腚娐返幕€可變電阻放在電阻最大位置）。合上電源開關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器的輸出電壓（調(diào)節(jié)可變電阻），

5、慢慢地增加繼電器電流，直至繼電器動(dòng)作，停止調(diào)節(jié)，記下此時(shí)的電流數(shù)值，即為繼電器的動(dòng)作電流Idj,再重復(fù)二次，將其值填入表1-1，求其平均值。繼電器動(dòng)作后，均勻地減小調(diào)壓器的輸出電壓（增加可變電阻阻值使流入繼電器電流減?。┲敝晾^電器的常開接點(diǎn)剛剛打開，記下這時(shí)的電流，即為返回電流Ihj，重復(fù)二次將其值填入表1-1，求其平均值。根據(jù)動(dòng)作電流和返回電流算出返回系數(shù)Kf：Kf=Ihj/Idj動(dòng)作值于返回值的測(cè)量應(yīng)重復(fù)三次，每次測(cè)量值與整定值誤差不超過3%，否則應(yīng)檢查軸承和軸尖。過電流繼電器的返回系數(shù)應(yīng)不小于0.85，當(dāng)大于0.9時(shí)，應(yīng)注意接點(diǎn)壓力。a.將整定把手放在其它刻度時(shí)，重復(fù)上述試驗(yàn)。b.將繼電

6、器線圈改為并聯(lián)接法，按上述步驟重新進(jìn)行檢驗(yàn)。在運(yùn)行中如需改變定值，除檢驗(yàn)整定點(diǎn)外，還應(yīng)進(jìn)行刻度檢驗(yàn)或檢驗(yàn)所需改變的定值。用保護(hù)安裝處最大故障電流進(jìn)行沖擊試驗(yàn)后，復(fù)試定值與整定值的誤差不應(yīng)超過3%，否則，應(yīng)檢查可動(dòng)部分的固定和調(diào)整是否有問題，或線圈內(nèi)部有無(wú)層間短路等。2.3返回系數(shù)的調(diào)整返回系數(shù)不滿足要求時(shí)應(yīng)予調(diào)整，影響返回系數(shù)的因素較多，如軸尖的光潔度、軸承清潔情況、靜觸點(diǎn)位置等，但影響較顯著的是舌片端部與磁極間的間隙和舌片的位置。改變舌片的起始角與終止角，調(diào)整繼電器左上方的舌片起始位置限制螺桿，以改變舌片起始位置角，此時(shí)只能改變動(dòng)作電流，而對(duì)返回電流幾乎沒有影響，故用改變舌片的起始角來(lái)調(diào)整動(dòng)

7、作電流和返回系數(shù)。舌片起始位置離開磁極的距離愈大，返回系數(shù)愈??；反之，返回系數(shù)愈大。變更舌片兩端的彎曲程度以改變舌片與磁極間的距離，也能達(dá)到調(diào)整返回系數(shù)的目的。該距離越大返回系數(shù)也越大；反之，返回系數(shù)越小。適當(dāng)調(diào)整觸點(diǎn)壓力也能改變返回系數(shù)，但應(yīng)注意觸點(diǎn)壓力不宜過小。2.4動(dòng)作值的調(diào)整繼電器的調(diào)整把手在最大刻度值附近時(shí)，主要調(diào)整舌片的起始位置，以改變動(dòng)作值。為此，可調(diào)整左上方的舌片起始位置限制螺桿，當(dāng)動(dòng)作值偏小時(shí)，使舌片的起始位置遠(yuǎn)離磁極；反之，則靠近磁極。繼電器的調(diào)整把手在最小刻度值附近時(shí)，主要調(diào)整彈簧，以改變動(dòng)作值。適當(dāng)調(diào)整觸點(diǎn)壓力也能改變動(dòng)作值，但應(yīng)注意觸點(diǎn)壓力不宜過小。四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及

8、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表：由實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)計(jì)算出各動(dòng)作電流和返回電流的平均值，并由平均值計(jì)算出返回系數(shù)，計(jì)算公式為：Kf=Ihj/Idj技術(shù)數(shù)據(jù)：DL-30系列電流繼電器的返回系數(shù)不應(yīng)低于0.85。由上表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及計(jì)算結(jié)果可以得出，該電流繼電器的返回系數(shù)均大于0.85，滿足要求，并且返回系數(shù)很大，均高于0.9。切出故障后由于有很高的返回系數(shù)，繼電器能很快返回。同時(shí)線圈的連接方式對(duì)返回系數(shù)有一定的影響，串聯(lián)時(shí)返回系數(shù)較高。計(jì)算每次測(cè)量值與整定值的誤差，誤差=（測(cè)量值-整定值）/整定值*100%，計(jì)算得結(jié)果如下表：由表可以看出，當(dāng)整定值為4A和5A時(shí)，誤差值較小，符合不超過3%勺要求；當(dāng)整定值為2

9、.5A時(shí)，誤差較大，超過了允許范圍。五、實(shí)驗(yàn)收獲及改進(jìn)意見實(shí)驗(yàn)收獲：通過這次實(shí)驗(yàn)，加深了對(duì)電流繼電器的結(jié)構(gòu)的了解，對(duì)其動(dòng)作特性也有了進(jìn)一步的了解，對(duì)測(cè)試電流繼電器特性的軟件和儀器有了初步的了解。給我最大的收獲就是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是整個(gè)系統(tǒng)的強(qiáng)大支撐，而現(xiàn)在大電網(wǎng)運(yùn)行下，計(jì)算機(jī)技術(shù)又是整個(gè)繼保系統(tǒng)的技術(shù)武裝，因此，計(jì)算機(jī)技術(shù)或者說(shuō)二次設(shè)備測(cè)量技術(shù)的發(fā)展使得電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的智能化邁進(jìn)了新的一步。改進(jìn)意見：在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，由于實(shí)驗(yàn)儀器極少和人數(shù)極多，造成只有少數(shù)同學(xué)能夠真正參加到實(shí)驗(yàn)中去。我覺得繼電保護(hù)這種具有極大實(shí)踐意義的課程更應(yīng)該給學(xué)生們更多的機(jī)會(huì)參與到實(shí)際的保護(hù)系統(tǒng)的一些基本維護(hù)、運(yùn)行、檢

10、修過程的實(shí)踐中去。希望以后學(xué)院能夠多向?qū)W生們開放更多的時(shí)間參與到實(shí)驗(yàn)中去，為以后實(shí)際工作打下一定的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)二、LG_10系列功率方向繼電器特性試驗(yàn)了解繼電器的原理及構(gòu)造（采用整流式原理，嵌入式結(jié)構(gòu)）2.掌握繼電器的檢驗(yàn)方法（主要部分）3.掌握移相器和相位表的使用方法繼電器的原理接線圖如下：圖5功率方向繼電器接線圖繼電器采用整流式原理比較電流電壓綜合量的絕對(duì)值，當(dāng)繼電器加入電流Ij與電壓Uj以后，首先經(jīng)過電壓形成回路，該回路分成電流及電壓回路兩部分。1.電流回路：電流Ij通過DKB勺一次繞組W1在其兩個(gè)二次繞組W2W3上得到相等同的電壓Ud=KiIj,KiIj超前Ij的相位角為丫，止匕丫可以用

11、DKB的W線組回路電阻R1和R2來(lái)調(diào)節(jié)，丫的余角為“，稱之為繼電器的內(nèi)角，LG-11型繼電器的內(nèi)角有兩個(gè)數(shù)值，一個(gè)是30、另一個(gè)是45。電壓回路：LG-11型繼電器的電壓Uj加到中間變壓器YB,YB的一次繞組設(shè)有抽頭,另外還有一附加繞組，改變YB的6、7、8三個(gè)抽頭位置，加入或減去9、10小繞組可以對(duì)諧振回路進(jìn)行調(diào)整。YB的一次側(cè)有一電容C1,C1與YB一次繞組構(gòu)成對(duì)50Hz的串聯(lián)諧振回路主要作用有二個(gè)：其一是經(jīng)諧振回路在電感上取得電壓，使電壓移相90，其二是在保護(hù)安裝處正方向三相短路時(shí)，依靠諧振回路的記憶作用使繼電器能可靠動(dòng)作，從而消除了死區(qū)。三、實(shí)驗(yàn)步驟及調(diào)試方法按以下實(shí)驗(yàn)接線圖接好線路：

12、圖6功率方向繼電器實(shí)驗(yàn)接線圖電流潛動(dòng)和電壓潛動(dòng)的檢查，要求電流和電壓均無(wú)潛動(dòng)a.電流潛動(dòng)：電壓回路、端經(jīng)20Q電阻端接，電流回路、端子通入額定電流5A,測(cè)量極化繼電器線圈上的電壓（即、端子上的電壓），測(cè)得的電壓應(yīng)接近于0V（或不大于0.1v）,如電壓不為零，可調(diào)整電位器Rp1使電壓為零。b.電壓潛動(dòng)：電流回路、端開路，在電壓回路、端子加電壓100v,測(cè)量極化繼電器線圈上的電壓，測(cè)得的電壓應(yīng)接近于0v（或不大于0.1v）,如電壓不為0,可調(diào)整電位器Rp2,使電壓為0o反復(fù)調(diào)整電壓及電流潛動(dòng)，使極化繼電器線圈上的電壓均接近于0，然后突然加入及切除額定電流5A及額定電壓100v,繼電器接點(diǎn)不應(yīng)有短時(shí)

13、動(dòng)作現(xiàn)象。在電流回路開路情況下突然加入或切除（電壓回路）100v,繼電器觸點(diǎn)同樣要求不應(yīng)有瞬時(shí)閉合現(xiàn)象。若發(fā)現(xiàn)觸點(diǎn)有瞬時(shí)接通現(xiàn)象，可更換比較回路的電阻核電容，使制動(dòng)回路電容放電時(shí)間常數(shù)不小于工作回路電容放電時(shí)間常數(shù)。更換后應(yīng)重新進(jìn)行潛動(dòng)調(diào)整。潛動(dòng)調(diào)整結(jié)束后，將電位器鎖緊。3.動(dòng)作區(qū)和最大靈敏角檢查在額定電流及額定電壓下，用移相器改變電流和電壓之間的相角，讀出動(dòng)作邊界的兩個(gè)角度01和02（即繼電器接點(diǎn)閉合和斷開的兩個(gè)邊界交度）如圖7所示，按下式求最大靈敏角：6m=（e1+e）/2式中：01、02加在繼電器端子上的電流和電壓之間的相角，電流滯后電壓時(shí)，角度為正值，電流超前電壓時(shí)，角度為負(fù)值。圖7最

14、大靈敏角測(cè)試原理對(duì)于LG-11型繼電器，當(dāng)連接片HP接到-45位置時(shí)，要求m=455,當(dāng)HP改接到-30位置時(shí)，要求m=-305。如上述要求達(dá)不到，可以改變諧振繞組的抽頭及加減一小繞組來(lái)達(dá)到。如改變?cè)褦?shù)仍達(dá)不到要求時(shí)，則應(yīng)檢查諧振回路。測(cè)量電容上電壓和電感上電壓，要求Uc-UL=10v15v,如電壓差過大則允許在電容C1上并聯(lián)0.1uf0.47uf耐壓為400v的電容。4.動(dòng)作電壓檢查在靈敏角及額定電流下，測(cè)量繼電器的動(dòng)作電壓，要求動(dòng)作電壓不大于2v,返回系數(shù)不小于0.45，如發(fā)現(xiàn)動(dòng)作電壓過大，則應(yīng)檢查諧振回路電感線圈，有無(wú)短路匝存在，在正常情況下，在電壓回路加100v電壓時(shí)，電感線圈上電壓U

15、L應(yīng)達(dá)到80v90v,如發(fā)現(xiàn)返回系數(shù)過小，則應(yīng)檢查潛動(dòng)是否調(diào)好，以及極化繼電器的動(dòng)作電流及返回電流。5.記憶特性檢查在靈敏角下突然加0.5倍額定電流和10倍額定電流，電壓自100v突然降到零，繼電器應(yīng)可靠動(dòng)作。做此項(xiàng)檢驗(yàn)，模擬突然短路，因電流大，故需拆除相位表，為能做到10倍的額定電流，可采用升流器來(lái)調(diào)節(jié)電流，可以減輕調(diào)壓器負(fù)擔(dān)。動(dòng)作區(qū)和最大靈敏角檢查結(jié)果：分析：從圖中可以讀出當(dāng)連接片HP接到-30。時(shí)，最大靈敏角為-30.18;當(dāng)連接片HP接到-45,最大靈敏角為-42.6為了檢驗(yàn)繼電器在正方向出口短路時(shí)，是否能可靠動(dòng)作？在靈敏角下，必須使加入繼電器的電流由某一電流（例如額定電流）突然增加至

16、另一電流（例如10倍額定電流），與此同時(shí)，電壓由100v突然降到零，繼電器應(yīng)可靠動(dòng)作。答：在在最大靈敏角-42.6下，繼電器在正方向出口短路時(shí)，繼電器會(huì)動(dòng)作。因?yàn)槌霈F(xiàn)短路時(shí)電流會(huì)達(dá)到動(dòng)作電流，而電壓本來(lái)數(shù)值不大，影響就很小了，使得|KiIj+KuUj|KiIj-KuUj|，那么繼電器會(huì)動(dòng)作。為了檢驗(yàn)繼電器在反方向出口短路時(shí)，是否能可靠不動(dòng)作，在靈敏角反向處，所加電流、電壓同于a,繼電器應(yīng)可靠不動(dòng)作。答：在在最大靈敏角-42.6下，繼電器在反方向出口短路時(shí)，繼電器會(huì)動(dòng)作。因?yàn)槌霈F(xiàn)短路時(shí)電流會(huì)達(dá)到動(dòng)作電流，而電壓數(shù)值不大，而雖然是反方向出口短路，但是仍然使得|KiIj+KuUj|KiIj-KuUj|，那么繼電器會(huì)動(dòng)作。六、實(shí)驗(yàn)收獲