文档介绍：实验一电磁型电压、电流继电器的特性实验
1)了解继电器基本分类方法及其结构。
2)熟悉几种常用继电器,如电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器等的构成原理。
3)学会调整、测量电磁型继电器的动作值、返回值和计算返回系数。
4)测量继电器的基本特性。
5)学习和设计多种继电器配合实验。
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
IKA
3
4
F
a
5
6
1
2
7
图2-1 DL系列电流继电器
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 F =
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d。
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IOP>Ire,因而Kre<1。对于不同结构的继电器,Kre不相同,
~。
(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。过电压继电器动作时,衔铁被吸持,返回时,衔铁释放;而低电压继电器则