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第二章 继电保护装置常用元件及基本电路 一、概念 继电器是一种能够自动动作的电器,当控制它的输入量达到一定数值时动作,并且有电路控制的功能。 继电器是继保的基本组成元件。 二、继电器的类型 按反映的物理量分:电量、非电量 反映非电量继电器分为:瓦斯继电器、热继电器、压力继电器等。 反映电量继电器: 按用途分: 测量继电器(电流、电压、频率、差动等) 辅助继电器(中间、时间、信号等). 按结构原理: 机电型(电磁型、感应型、极化型、干簧)、整流型、晶体管型 (一)电磁型继电器
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第二章 继电保护装置常用元件及基本电路 一、概念 继电器是一种能够自动动作的电器,当控制它的输入量达到一定数值时动作,并且有电路控制的功能。 继电器是继保的基本组成元件。 二、继电器的类型 按反映的物理量分:电量、非电量 反映非电量继电器分为:瓦斯继电器、热继电器、压力继电器等。 反映电量继电器: 按用途分: 测量继电器(电流、电压、频率、差动等) 辅助继电器(中间、时间、信号等)
按结构原理: 机电型(电磁型、感应型、极化型、干簧)、整流型、晶体管型 (一)电磁型继电器 运用广泛,原理简单,成本低,运行可靠,运行经验丰富。 1、常用继电器的表示符号 继电器与外部电路相连的部件有:线圈、触点,继电器的线圈、触点一般连接在不同回路中。 ①图形符号 归总图:一个方框上面加半圆弧 方框内→表示装有继电器的感受元件(如铁芯线圈) 半圆弧内→标志继电器的触点
展开图:线圈和触点分开表示 线圈表示方法 触点表示方法及常开触点、常闭触点含义 各种类型触点新、旧符号对照 ②文字符号 常见继电器(电流、电压、时间、信号、中间、 差动等)新、旧符号对照 ③型号 由动作原理代号、主要功能代号、设计序号及主要规格代号等组成。
表示形式: 12—34 1—动作原理代号,以汉拼字母表示 2—主要功能代号,以汉拼字母表示 3—设计序号,以阿拉伯数字表示 4—主要规格代号,以阿拉伯数字表示,通常表示继电器触点的型式及数量 1:表示一对常开触点 2:表示一对常闭触点 3:表示一对常开触点,一对常闭触点 例:DL-13型继电器 D:按电磁原理构成 L:电流继电器 1:设计序号 3:触点规格→一对常开,一对常闭
2、结构和动作原理 电磁型继电器按其结构型式可分:螺管线圈式、吸引衔铁式、转动舌片式 电磁型继电器构成:电磁铁、可动衔铁、线圈、触点、反作用弹簧等 电磁型继电器适用于交流和直流 3、动作电流、返回电流、返回系数的概念(以吸引衔铁式继电器为例) ①过量继电器(常开触点) 反映输入量增加而动作,如过电流继电器、过电压继电器 动作电流:继电器刚好动作(衔铁吸起,触点闭合)时的最小电流Idz
返回电流:继电器刚好返回(衔铁释放,触点断开)时的最大电流Ih返回电流:继电器刚好返回(衔铁释放,触点断开)时的最大电流Ih 返回系数:继电器返回电流与动作电流的比值Kh Kh=Ih/Idz 过量继电器Kh<1 ②低量继电器(常闭触点) 反映输入量减小而动作,如低电压继电器 动作值:正常时衔铁处于吸起状态,触点断开。输入量减小时,衔铁释放,触点闭合,称继电器动作,此时输入量的最大值即为继电器的动作值。 返回值:输入量重新增加,继电器返回原来的状态(衔铁吸起,触点断开)此时输入量的最小值称为继电器的返回值。
返回系数:返回值与动作值的比值,低量继电器Kh>1 返回系数:返回值与动作值的比值,低量继电器Kh>1 无论过量还是低量继电器,一般要求Kh≈1 4、改变继电器动作电流的方法 ①改变空气隙δ(正比) ②改变继电器线圈匝数(反比) ③改变弹簧的反作用力矩,即弹簧的松紧程度(正比) 较常用的为后两种 复习提问: 1、电磁型继电器的组成、结构型式及工作原理 2、常开触点、常闭触点的区别 3、动作值、返回值、返回系数的概念(过量继 电器、低量继电器)
5、常用电磁型继电器 ①电流继电器 用途:过电流保护中作为启动和测量元件 结构:转动舌片式(DL-10型) 原理:线圈I=0或较小——不动作 I>Idz——动作 I<Idz——返回 一般Kh=0.85 线圈分成两组——可作串、并联 动作电流的调整:改变调整把手位置(弹簧松紧度) 改变线圈的连接方法(并联时动作电流为串串联的两倍)
内部接线:串联——外部引出端子4、6连接 并联——外部引出端子2、4连接,6、8连接 ②电压继电器 结构:转动舌片式(DJ-100) 线圈匝数多,导线较细,并接在YH二次侧 类型:过电压继电器、低电压继电器 原理:继电器的动作与否,取决于电网电压 过电压继电器:Kh=0.85(常开触点) 低电压继电器:Kh≯1.25(常闭触点) 动作电压的调整:改变调整把手位置 改变线圈的连接方法(串联时动作电压为并联的两倍) 内部接线:与电流继电器(DL-10型相同)
③时间继电器 用途:在继保中作为时间元件,用来建立所需要的动作延时。 结构:螺管线圈式 DS-100系列(直流) DS-120系列(交流) 由电磁驱动机构、钟表机构等组成 原理: 线圈无电压→弹簧1(螺管)压缩→弹簧2(传动机构)拉伸 线圈加电压→连杆释放→传动齿轮转动→摩擦离合器→主传动齿轮→延时机构→ 9a恒速转动(延时机构摆卡摆锤作用)
线圈电压消失→弹簧1作用→衔铁、连杆立即返回原位(摩擦离合器使主传动轮不能带动延时机构,复归不延时) 动作时间整定:改变静触点位置(9a与9b之间距离) 特点:线圈短时通电(可缩小继电器尺寸),若通电时间>30s,需在线圈回路串接一个附加电阻(P121图8-7) 正常起动→Rf被短接 动作后→Rf串接,保证热稳定 ④中间继电器 用途:增加触点数量和容量,动作和返回可带不大 的延时,可以构成自保持回路 结构:吸引衔铁式(DZ-10系列)
原理:线圈电压>60~70%Ue动作 线圈无电压或很低返回 常见类型: DZ型——一般电磁型 DZJ型——交流电磁型 DZB型——带自保持线圈型(工作线圈、自保持线圈或电压、电流线圈)继电器动作后,只要自保持线圈有电就能维持动作。 DZS型——接点具有延时动作或延时返回型 接入电路的几种方式: 无自保持; 带自保持,手动复归; 带自保持线圈,自动复归。
⑤信号继电器 用途:用来指示保护装置的动作,同时接通灯光、音响信号。 结构:吸引衔铁式(DX-11型) 原理:线圈通电动作(触点闭合,掉牌) 自保持(机械自保持),手动复归 类型:串联信号继电器(电流型) 并联信号继电器(电压型) DXM-2A:磁力自保持灯光显示代替机械掉牌 干簧触点工作线圈、复归线圈(极性不能反接)
复习提问: 1、电流、电压继电器的结构型式、动作值的调整方法 2、时间继电器的结构型式、附加电阻的串接方法、作用 3、中间继电器的结构型式、常见类型 4、信号继电器的结构型式、原理特点
(二)感应型电流继电器(GL-10) 1、原理:电磁感应现象——载流导体处于运动磁场(旋转磁场或移进磁场)之中,会受到磁场的作用力,力图阻止磁场相对于导体运动,迫使导体追随磁场作相应运动。 2、结构:感应原理部分——反时限特性 电磁铁(带短路环)、圆盘、永久性磁铁 电磁原理部分——瞬时动作,电磁铁、衔铁、磁分路铁芯 机械显示部分——动作信号 3、动作电流 感应部分——使螺杆与扇形齿轮啮合的最小电流 。 整定方法:粗调,继电器线圈若干抽头分插到插座板的插环上 。
电磁部分——使衔铁瞬时吸下的最小电流(为感应部分的2~8倍) 整定方法:速断整定螺丝,改变衔铁右端与铁芯间的气隙来实现。 4、返回电流 感应部分——扇形齿轮与螺杆分开时刻,继电器线圈中的最大电流一般,感应部分 Kfh=0.8~0.85 5、动作时限 兼有瞬时和延时两部分 6、时限特性 继电器的动作时间与线圈电流的关系曲线分成三部分: 反时限特性——动作时间与电流平方成反比
定时限特性——动作时间与电流成水平直线关系(磁路饱和)定时限特性——动作时间与电流成水平直线关系(磁路饱和) 速断特性——动作时间瞬时 例:P126图8-14 曲线1——定时限整定为2s,速断电流倍数为8 曲线2——定时限整定为4s,速断电流倍数大于10 图中:t——动作时间 IJ——继电器线圈电流 Idz——继电器感应部分动作电流
试验1:电磁型电流、电压继电器 一、熟悉结构、找出相应端子 DL-31/10型端子排列: 1 5 2 6 3 4 其中: 5、6——常开触点端子 1、2、3、4——线圈端子 (2、3连接——串联;) (1、2连接,3、4连接——并联)
DY-36/160型端子排列: 1 5 2 6 3 7 4 8 其中:5、6——常开触点端子 7、8——常闭触点端子 1、2、3、4——线圈端子 (串、并联连接方法同上)
二、按照试验步骤进行 1、看懂接线图 2、注意: ①电流继电器 若继电器动作磁势一定,线圈并联时的动作电流为串联的2倍,且Kh<1 (Idz>If) 例: DL-31/10——动作电流整定范围2.5~10A 线圈串联时,动作电流整定范围2.5~5A 线圈并联时,动作电流整定范围5~10A
②电压继电器 低电压继电器:动作电压、返回电压的定义 若继电器动作磁势一定,线圈串联时的动作电压为并联的2倍,且Kh>1 (Udz<Uf) 例: DY-36/160——动作电压整定范围40~160V 线圈并联时,动作电压整定范围40~80V 线圈串联时,动作电压整定范围80~160V
试验2:电磁型时间继电器 一、熟悉结构,找出相应端子 DS-33型端子排列: 1 2 3 4 5 6 7 8 11 10 9 12 其中:1、2——线圈 3、4——延时触点(5、6) 7、8——常开触点(10、11) 8、9——常闭触点(11、12)
二、按实验步骤进行 注意: ①试验时用冲击法加入电压,使继电器动作。 ②时间继电器:直流电源 秒表:交流电源 ③DS-33、DS-110型:线圈耐压时间只有两分 钟,每次试验完毕,应立即拉开三相闸刀。 DS-31、32、33C型、DS-111、112、112C型: 可长期加额定电压(有附加电阻)。
试验3:电磁型信号继电器/电磁型中间继电器 一、信号继电器 1、熟悉结构,找出相应端子 DX-31型端子排列: 1 2 3 4 5 6 其中:5、6——线圈 1、2——常开触点 3、4——常开触点 2、按试验步骤进行 注意:①只做电流型,不做电压型 ②冲击电流动作。
二、中间继电器 1、熟悉结构,找出相应端子 DZB-214型端子排列: 5 6 7 8 9 10 11 12 3 1 4 2 其中:1、2——电压线圈 3、4——电流线圈 5、6——常开触点(7、8) 9、10——常闭触点(11、12) 2、按试验步骤进行 其中(二)继电器保持值的校验不做 DZB-214型,即可电压起动,又可电流起动。