教學(xué)設(shè)備

電磁型電流繼電器和電壓繼電器實驗
一、實驗?zāi)康?br /> 熟悉DL型電流繼電器和DY型電壓繼電器的實際結(jié)構(gòu)、工作原理、基本特性；掌握動作電流值、動作電壓值及其相關(guān)參數(shù)的整定方法。
二、預(yù)習(xí)與思考
1、電流繼電器的返回系數(shù)為什么恒小于１？
2、動作電流（壓）、返回電流（壓）和返回系數(shù)的定義是什么？
3、實驗結(jié)果如返回系數(shù)不符合要求，你能正確地進(jìn)行調(diào)整嗎？
4、返回系數(shù)在設(shè)計繼電保護(hù)裝置中有何重要用途？
三、原理說明
DL—20c系列電流繼電器用于反映發(fā)電機(jī)、變壓器及輸電線路短路和過負(fù)荷的繼電保護(hù)裝置中。
DY—20c系列電壓繼電器用于反映發(fā)電機(jī)、變壓器及輸電線路的電壓升高（過電壓保護(hù)）或電壓降低（低電壓起動）的繼電保護(hù)裝置中。
DL—20c、DY—20c系列繼電器的內(nèi)部接線圖見圖1一1。

圖1-1電流（電壓）繼電器內(nèi)部接線圖
上述繼電器是瞬時動作的電磁式繼電器，當(dāng)電磁鐵線圈中通過的電流達(dá)到或超過整定值時，銜鐵克服反作用力矩而動作，且保持在動作狀態(tài)。
過電流（壓）繼電器：當(dāng)電流（壓）升高至整定值（或大于整定值）時，繼電器立即動作，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。
低電壓繼電器：當(dāng)電壓降低至整定電壓時，繼電器立即動作，常開觸點斷開，常閉觸點閉合。
繼電器的銘牌刻度值是按電流繼電器兩線圈串聯(lián)，電壓繼電器兩線圈并聯(lián)時標(biāo)注的指示值等于整定值；若上述二繼電器兩線圈分別作并聯(lián)和串聯(lián)時，則整定值為指示值的2倍。
轉(zhuǎn)動刻度盤上指針，以改變游絲的作用力矩，從而改變繼電器動作值。

圖1-2電流繼電器實驗接線圖

圖1-3過電壓繼電器實驗接線圖
四、實驗設(shè)備

序號	設(shè)備名稱	使  用  儀  器  名  稱	數(shù)量
1	DL07	DL--24C/6電流繼電器	1
2	DL11	DY--28C/160電壓繼電器	1
3	DL18	交流電流表	1
4	DL19	交流電壓表	1
5	DLZ01--1	單相自耦調(diào)壓器	1
		變流器	1
		觸點通斷指示燈	1
		單相交流電源	1
		可調(diào)電阻R1  6.3Ω/10A	1
6		1000伏兆歐表	1

五、驗步驟和要求
1、絕緣測試
單個繼電器在新安裝投入使用前或經(jīng)過解體檢修后，必須進(jìn)行絕緣測試，對于額定電壓為100伏及以上者，應(yīng)用1000伏兆歐表測定絕緣電阻；對于額定電壓為100 伏以下者，則應(yīng)用500伏兆歐表測定絕緣電阻。
測定絕緣電阻時，應(yīng)根據(jù)繼電器的具體接線情況，注意把不能承受高壓的元件（如半導(dǎo)體元件、電容器等）從回路中斷開或?qū)⑵涠搪贰?br /> 本實驗是用1000伏兆歐表測定導(dǎo)電回路對鐵芯的絕緣電阻及不連接的兩回路間的絕緣電阻，要求如下：
（1）全部端子對鐵芯或底座的絕緣電阻應(yīng)不小于50兆歐。
（2）各線圈對觸點及各觸點間的絕緣電阻應(yīng)不小于50兆歐。
（3）各線圈間絕緣電阻應(yīng)不小于50兆歐。
將測得的數(shù)據(jù)記入表1--1，并做出絕緣測試結(jié)論。
表1一 1 絕緣電阻測定記錄表

編 號	測試項目	電流繼電器		電壓繼電器
		電阻值 (兆歐)	結(jié)論	電阻值 （兆歐）	結(jié)論
1	鐵心—線圈⑤
2	鐵心—線圈⑥
3	鐵心—接點①
4	鐵心—接點③
5	線圈⑤--線圈⑥
6	線圈⑤--接點①

注：上表①③⑤⑥為繼電器引出的接線端號碼，鐵芯指繼電器內(nèi)部的導(dǎo)磁體。
2、整定點的動作值、返回值及返回系數(shù)測試
實驗接線圖1－2、圖1－3、（圖1－4）分別為電流繼電器及過（低）電壓繼電器的實驗接線，可根據(jù)下述實驗要求分別進(jìn)行。
實驗參數(shù)電流值（或電壓值）可用單相自耦調(diào)壓器、變流器、變阻器等設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)。實驗中每位學(xué)生要注意培養(yǎng)自己的實踐操作能力，調(diào)節(jié)中要注意使參數(shù)平滑變化。
電流繼電器的動作電流和返回電流測試
a、選擇DL07繼電器組件中的DL—24C/6型電流繼電器，確定動作值并進(jìn)行初步整定。本實驗整定值為2A及4A的兩種工作狀態(tài)見表1－2。
b、根據(jù)整定值要求對繼電器線圈確定接線方式（串聯(lián)或并聯(lián)）；查表1－5。
c、按圖1--4接線，檢查無誤后，調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器及變阻器，增大輸出電流，使繼電器動作。讀取能使繼電器動作的最小電流值，即使常開觸點由斷開變成閉合的最小電流，記入表1－2；動作電流用Idj表示。繼電器動作后，反向調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器及變阻器降低輸出電流，使觸點開始返回至原來位置時的最大電流稱為返回電流，用Ifj表示，讀取此值并記入表1--2，并計算返回系數(shù)；繼電器的返回系數(shù)是返回電流與動作電流的比值，用Kf 表示。
Ifj
Kf =-----
         Idj
過電流繼電器的返回系數(shù)在0.85～0.9之間。當(dāng)小于0.85或大于0.9時，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整方法詳見本節(jié)第（4）點。
表1-2電流繼電器實驗結(jié)果記錄表

整定電流I（安）	2A			繼電器兩線圈的接線方式選擇為：	4A			繼電器兩線圈的接線方式選擇為：
測試序號	1	2	3		1	2	3
實測起動電流Idj
實測返回電流Ifj
返回系數(shù)Kf=Ifj/Idj
求每次實測起動電流 與整定電流的誤差%

（1）過電壓繼電器的動作電壓和返回電壓測試
a、選擇DL11型繼電器組件中的DY—28c/160型過電壓繼電器，確定動作值為1.5倍的額定電壓，即實驗參數(shù)取150V并進(jìn)行初步整定。
b、根據(jù)整定值要求確定繼電器線圈的接線方式，查表1－6。
c、按圖1--3接線。檢查無誤后，調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器，分別讀取能使繼電器動作的最小電壓Udj及使繼電器返回的最高電壓Ufj，記入表1－3并計算返回系數(shù)Kf。返回系數(shù)的含義與電流繼電器的相同。返回系數(shù)不應(yīng)小于0.85，當(dāng)大于0.9時，也應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。
（2）低電壓繼電器的動作電壓和返回電壓測試
a、選擇DL11繼電器組件中的DY—28c/160型低電壓繼電器，確定動作值為0.7倍的額定電壓，即實驗參數(shù)取70V并進(jìn)行初步整定。
b、根據(jù)整定值要求確定繼電器線圈的接線方式，查表1－6。
c、按圖1--3接線，調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器，增大輸出電壓，先對繼電器加100伏電壓，然后逐步降低電壓，至繼電器舌片開始跌落時的電壓稱為動作電壓Udj，再升高電壓至舌片開始被吸上時的電壓稱為返回電壓Ufj，將所取得的數(shù)值記入表1－3并計算返回系數(shù)。返回系數(shù)Kf為:
           Ufj
Kf =-----
          Udj
低電壓繼電器的返回系數(shù)不大于1.2，用于強(qiáng)行勵磁時不應(yīng)大于1.06。
以上實驗，要求平穩(wěn)單方向地調(diào)節(jié)電流或電壓實驗參數(shù)值，并應(yīng)注意舌片轉(zhuǎn)動情況。如遇到舌片有中途停頓或其他不正�，F(xiàn)象時，應(yīng)檢查軸承有無污垢、觸點位置是否正常、舌片與電磁鐵有無相碰等現(xiàn)象存在。
動作值與返回值的測量應(yīng)重復(fù)三次，每次測量值與整定值的誤差不應(yīng)大于±3%。否則應(yīng)檢查軸承和軸尖。
在實驗中，除了測試整定點的技術(shù)參數(shù)外，還應(yīng)進(jìn)行刻度檢驗。
用整定電流的1.2倍或額定電壓1.1倍進(jìn)行沖擊試驗后，復(fù)試定值，與整定值的誤差不應(yīng)超過±3%。否則應(yīng)檢查可動部分的支架與調(diào)整機(jī)構(gòu)是否有問題，或線圈內(nèi)部是否層間短路等。
（3）返回系數(shù)的調(diào)整
返回系數(shù)不滿足要求時應(yīng)予以調(diào)整。影響返回系數(shù)的因素較多，如軸間的光潔度、軸承清潔情況、靜觸點位置等。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。
返回系數(shù)的調(diào)整方法有：
a、調(diào)整舌片的起始角和終止角：
調(diào)節(jié)繼電器右下方的舌片起始位置限制螺桿，以改變舌片起始位置角，此時只能改變動作電流，而對返回電流幾乎沒有影響。故可用改變舌片的起始角來調(diào)整動作電流和返回系數(shù)。舌片起始位置離開磁極的距離愈大，返回系數(shù)愈小，反之，返回系數(shù)愈大。
調(diào)節(jié)繼電器右上方的舌片終止位置限制螺桿，以改變舌片終止位置角，此時只能改變返回電流而對動作電流則無影響。故可用改變舌片的終止角來調(diào)整返回電流和返回系數(shù)。舌片終止角與磁極的間隙愈大，返回系數(shù)愈大；反之，返回系數(shù)愈小。
b、不調(diào)整舌片的起始角和終止角位置，而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。
c、適當(dāng)調(diào)整觸點壓力也能改變返回系數(shù)，但應(yīng)注意觸點壓力不宜過小。
（4）動作值的調(diào)整
    a、繼電器的整定指示器在最大刻度值附近時，主要調(diào)整舌片的起始位置，以改變動作值，為此可調(diào)整右下方的舌片起始位置限制螺桿。當(dāng)動作值偏小時，調(diào)節(jié)限制螺桿使舌片的起始位置遠(yuǎn)離磁極；反之則靠近磁極。
b、繼電器的整定指示器在最小刻度值附近時，主要調(diào)整彈簧，以改變動作值。
c、適當(dāng)調(diào)整觸點壓力也能改變動作值，但應(yīng)注意觸點壓力不宜過小。
3、觸點工作可靠性檢驗
應(yīng)著重檢查和消除觸點的振動。
(1)過電流或過電壓繼電器觸點振動的消除
a、如整定值設(shè)在刻度盤始端，當(dāng)試驗電流（或電壓）接近于動作值或整定值時，發(fā)現(xiàn)觸點振動可用以下方法消除。
靜觸點彈片太硬或彈片厚度和彈性不均，容易在不同的振動頻率下引起彈片的振動，或由于彈片不能隨繼電器本身抖動而自由彎曲，以至接觸不良產(chǎn)生火花。此時應(yīng)更換彈片。
靜觸點彈片彎曲不正確，在繼電器動作時，靜觸點可能將動觸點橋彈回而產(chǎn)生振動。此時可用鑷子將靜觸點彈片適當(dāng)調(diào)整。
如果可動觸點橋擺動角度過大，以致引起觸點不容許的振動時，可將觸點橋的限制鉤加以適當(dāng)彎曲消除之。
變更觸點相遇角度也能減小觸點的振動和抖動。此角度一般約為 55°～65°。
b、當(dāng)用大電流（或高電壓）檢查時產(chǎn)生振動，其原因和消除方法如下：
當(dāng)觸點彈片較薄以致彈性過弱，在繼電器動作時由于觸點彈片過度彎曲，很容易使舌片與限制螺桿相碰而彈回，造成觸點振動。繼電器通過大電流時，可能使觸點彈片變形，造成振動。
消除方法是調(diào)整彈片的彎曲度，適當(dāng)?shù)乜s短彈片的有效部分，使彈片變硬些。若用這種方法無效時，則應(yīng)將靜觸點片更換。
在觸點彈片與防振片間隙過大時，亦易使觸點產(chǎn)生振動。此時應(yīng)適當(dāng)調(diào)整其間隙距離。
繼電器轉(zhuǎn)軸在軸承中的橫向間隙過大，亦易使觸點產(chǎn)生振動。此時應(yīng)適當(dāng)調(diào)整橫向間隙或修理軸尖和選取與軸尖大小適應(yīng)的軸承。
調(diào)整右側(cè)限制螺桿的位置，以變更舌片的行程，使繼電器觸點在電流近于動作值時停止振動。然后檢查當(dāng)電流增大至整定電流的1.2倍時，是否有振動。
過分振動的原因也可能是觸點橋?qū)ι嗥�的相對位置不適當(dāng)所致。為此將可動觸點夾片座的固定螺絲擰松，使可動觸點在軸上旋轉(zhuǎn)一個不大的角度，然后再將螺絲擰緊。調(diào)整時應(yīng)保持足夠的觸點距離和觸點間的共同滑行距離。
另外改變繼電器縱向串動大小，也可減小振動。
(2)全電壓下低電壓繼電器振動的消除
低電壓繼電器整定值都較低，而且長時間接入額定電壓，由于轉(zhuǎn)矩較大，繼電器舌片可能按二倍電源頻率振動，導(dǎo)致軸尖和軸承或觸點的磨損。因此需要細(xì)致地調(diào)整，以消除振動。其方法如下：
a、按上述消除觸點振動的方法來調(diào)整靜觸點彈片和觸點位置,或調(diào)整縱向串動的大小以消除振動。
b、將繼電器右上方舌片終止位置的限制螺桿向外擰，直到繼電器在全電壓下舌片不與該螺桿相碰為止。此時應(yīng)注意觸點橋與靜觸點有無卡住，返回系數(shù)是否合乎要求等。
c、在額定電壓下，松開鋁框架的固定螺絲，上下移動鋁框架調(diào)整磁間隙，以找到一個觸點振動最小的鋁框架位置，再將鋁框架固定，也就是人為地使舌片和磁極間的上下間隙不均勻（一般是上間隙大于下間隙）來消除振動。但應(yīng)注意該間隙不得小于0.5毫米，并防止舌片在動作過程中卡塞。
d、僅有常閉觸點的繼電器，可使舌片的起始位置移近磁極下面，以減小振動。
e、若振動仍未消除，則可以將舌片轉(zhuǎn)軸取下，將舌片端部向內(nèi)彎曲。
(3)電壓繼電器觸點應(yīng)滿足下列要求
a、在額定電壓下，繼電器觸點應(yīng)無振動。
b、低電壓繼電器，當(dāng)從額定電壓均勻下降到動作電壓和零值時，觸點應(yīng)無振動和鳥啄現(xiàn)象。
c、過電壓繼電器，以1.05倍動作電壓和1.1倍額定電壓沖擊時，觸點應(yīng)無振動和鳥啄現(xiàn)象。
表1-3電壓繼電器實驗結(jié)果記錄表

繼電器種類	過電壓繼電器				低電壓繼電器
整定電壓U（伏）	150V			繼電器兩線圈的接線方式選擇為：	70V				繼電器兩線圈的接線方式選擇為：
測試序號	1	2	3		1	2	3
實測起動電壓Udj
實測返回電壓Ufj
返回系數(shù)Kf=Ufj/Udj
求每次實測動作電壓與整定電壓差

(4)電流繼電器觸點應(yīng)滿足下列要求
以1.05倍動作電流或保護(hù)出現(xiàn)的最大故障電流沖擊時，觸點應(yīng)無振動和鳥啄現(xiàn)象。