电流保护用的继电器剖析.pptx

机械工业出版社教材配套电子教案电力系统继电保护电力系统继电保护刘学军 编制机械工业出版社机械工业出版社2.1.2 2.1.2 电流保护用的继电器电流保护用的继电器电流保护常用继电器有电磁型、静态型和感应型。1 1、电磁型继电器、电磁型继电器（1 1）电磁型继电器的结构和工作原理）电磁型继电器的结构和工作原理电磁型继电器按其结构分为螺管绕组式、吸引衔铁式和转动舌片式三种。机械工业出版社机械工业出版社电磁型继电器磁路结构电磁型继电器磁路结构电磁转矩a.a.螺管绕组式；螺管绕组式；螺管绕组式；螺管绕组式；(b)(b)吸引衔铁式；吸引衔铁式；吸引衔铁式；吸引衔铁式；(c)(c)转动舌片式转动舌片式转动舌片式转动舌片式机械工业出版社机械工业出版社继电器的文字符号及图形符号继电器的文字符号及图形符号（1 1）电流继电器）电流继电器KA DL-10KA DL-10（2 2）电压继电器）电压继电器KV DJ-131KV DJ-131（3 3）时间继电器）时间继电器KT DS-100KT DS-100（4 4）中间继电器）中间继电器KM DZ-10KM DZ-10（5 5）信号继电器）信号继电器KS DX-11KS DX-11机械工业出版社机械工业出版社继电器的文字符号及图形符号机械工业出版社机械工业出版社常用继电器和保护装置示例常用继电器和保护装置示例机械工业出版社机械工业出版社常用继电器和保护装置示例常用继电器和保护装置示例机械工业出版社机械工业出版社（2）电磁型电流继电器）电磁型电流继电器电流继电器在电流保护中用作测量和启动电流继电器在电流保护中用作测量和启动元件，它是反应电流超过某一定值而动作元件，它是反应电流超过某一定值而动作的继电器。在电流保护中常用的继电器。在电流保护中常用DL-10DL-10系列电系列电流继电器。它是一种转动舌片式的电磁继流继电器。它是一种转动舌片式的电磁继电器。其外形及结构见下图。电器。其外形及结构见下图。机械工业出版社机械工业出版社DL-1011电流继电器电流继电器机械工业出版社机械工业出版社DL-1011电流继电器电流继电器机械工业出版社机械工业出版社（2）电磁型电流继电器）电磁型电流继电器线圈通过电流时，产生电磁力，力矩表示为当转矩大于反作用力当转矩大于反作用力矩和摩擦力矩时，常矩和摩擦力矩时，常开触点闭合。常闭触开触点闭合。常闭触点断开。点断开。机械工业出版社机械工业出版社电流继电器的动作电流及返回电流电流继电器的动作电流及返回电流l使继电器动作的最小电流，称为继电器的动作电使继电器动作的最小电流，称为继电器的动作电使继电器动作的最小电流，称为继电器的动作电使继电器动作的最小电流，称为继电器的动作电流流流流I IOPOP。l使继电器由动作状态返回到起始位置的最大电流，使继电器由动作状态返回到起始位置的最大电流，使继电器由动作状态返回到起始位置的最大电流，使继电器由动作状态返回到起始位置的最大电流，称为继电器的返回电流称为继电器的返回电流称为继电器的返回电流称为继电器的返回电流I Irere。l返回系数返回系数返回系数返回系数 ：lDLDL型继电器取型继电器取型继电器取型继电器取0.850.90.850.9lGLGL型继电器取型继电器取型继电器取型继电器取0.80.850.80.85机械工业出版社机械工业出版社继电器的继电特性继电器的继电特性由于继电器在动作过程由于继电器在动作过程中存在很大的剩余转矩，中存在很大的剩余转矩，所以继电器从起始位置所以继电器从起始位置至最终位置动作是突发至最终位置动作是突发性的，不可能停留在中性的，不可能停留在中间某一个中间位置上，间某一个中间位置上，这种动作特性称为继电这种动作特性称为继电器的器的继电特性继电特性。机械工业出版社机械工业出版社DL-10型继电器内部接线型继电器内部接线 图图3-5DL-10型继电器内部接线型继电器内部接线（a）动合触点，两绕组串联接法；）动合触点，两绕组串联接法；(b)动合触点，两绕组并联接法动合触点，两绕组并联接法机械工业出版社机械工业出版社动作电流调整方法：动作电流调整方法：1)改变线圈的改变线圈的连接方式连接方式 2)通过调整把通过调整把手改变弹簧手改变弹簧的反作用力的反作用力矩矩 3）改变舌片）改变舌片初始位置初始位置2 4 6 8 1 3绕组串联绕组串联绕组串联绕组串联4-64-6；绕组并联绕组并联绕组并联绕组并联2-42-4，6-86-8机械工业出版社机械工业出版社（3）电磁型电压继电器）电磁型电压继电器特点：结构与电流继电器相同，线圈匝数多，输入特点：结构与电流继电器相同，线圈匝数多，输入特点：结构与电流继电器相同，线圈匝数多，输入特点：结构与电流继电器相同，线圈匝数多，输入量为电压。量为电压。量为电压。量为电压。电磁力矩为：电磁力矩为：电磁力矩为：电磁力矩为：返回系数返回系数返回系数返回系数 :电压继电器分类：过电压继电器电压继电器分类：过电压继电器电压继电器分类：过电压继电器电压继电器分类：过电压继电器K Krere111。注意事项注意事项注意事项注意事项：低电压继电器动作、返回定：低电压继电器动作、返回定：低电压继电器动作、返回定：低电压继电器动作、返回定义与过电压继电器不同。义与过电压继电器不同。义与过电压继电器不同。义与过电压继电器不同。机械工业出版社机械工业出版社（四）时间继电器（四）时间继电器作用：保护装置获得所要求时限作用：保护装置获得所要求时限。时间继电器结构与内部接线。时间继电器结构与内部接线。机械工业出版社机械工业出版社（5）时间继电器）时间继电器为了缩小继电器尺寸，它的绕组一般不按长期通电设计。如需要长时间（大于30秒）必需在绕组回路串一电阻R，如图3-9所示。在正常情况，电阻R被动断触点短接，继电器启动后该触点立即断开，电阻R串入绕组回路，以限制电流，提高继电器的热稳定性能。机械工业出版社机械工业出版社DS-100时间继电器时间继电器机械工业出版社机械工业出版社DS-100时间继电器时间继电器机械工业出版社机械工业出版社（5）中间继电器）中间继电器特点：触点容量大，触点数量多，可直接接通跳闸回路。可实现小延时。特点：触点容量大，触点数量多，可直接接通跳闸回路。可实现小延时。直流操作的中间继电器直流操作的中间继电器如如DZB-10系列有一个电压绕组和几个电流绕组。系列有一个电压绕组和几个电流绕组。BZB-11BDZB-12BDZB-13B为电压启动电流保持的中间继电器，为电压启动电流保持的中间继电器，DZB-14B为电流启动电压保持的中间继电器。为电流启动电压保持的中间继电器。DZS-10B系列中间继系列中间继电器在其绕组上面或下面装有阻尼环，用以阻碍主磁通的增加或减少，电器在其绕组上面或下面装有阻尼环，用以阻碍主磁通的增加或减少，从而获得继电器的动作延时或返回延时。从而获得继电器的动作延时或返回延时。交流操作的中间继电器交流操作的中间继电器如如ZJ5ZJ6型电磁式中间继电器，器内部接线如型电磁式中间继电器，器内部接线如图图311所示。这种继电器可以直接接在电流互感器二次回路。它与所示。这种继电器可以直接接在电流互感器二次回路。它与直流中间继电器不同的是串联中间继电器绕组实际是经过桥式整流接直流中间继电器不同的是串联中间继电器绕组实际是经过桥式整流接入饱和变流器的二次回路。再由饱和变流器一次绕组接入电流互感器入饱和变流器的二次回路。再由饱和变流器一次绕组接入电流互感器二次回路。所以流入继电器绕组的电流并非交流而是直流，故其动作二次回路。所以流入继电器绕组的电流并非交流而是直流，故其动作情况和直流中间继电器相同。其饱和变流器的作用是使输出电流趋于情况和直流中间继电器相同。其饱和变流器的作用是使输出电流趋于稳定。为了削减电压峰值，在饱和稳定。为了削减电压峰值，在饱和 变流器二次绕组两端并接一只电容变流器二次绕组两端并接一只电容器。饱和变流器具有两个二次绕组，串联时继电器动作电流为器。饱和变流器具有两个二次绕组，串联时继电器动作电流为2.5A，并联时为并联时为5A机械工业出版社机械工业出版社（5）中间继电器）中间继电器继电器启动可以由主继继电器启动可以由主继电器的动合触点或动触电器的动合触点或动触点控制。用动合触点，点控制。用动合触点，可接在端子可接在端子11、13 之之间，可串入信号继电器。间，可串入信号继电器。如用动断触点，则应接如用动断触点，则应接在端子在端子7、9之间，并应之间，并应将端子将端子11、13短接或只短接或只接信号继电器。当主继接信号继电器。当主继电器的动合触点闭合或电器的动合触点闭合或动断触点断开时，动断触点断开时，ZJ6继电器绕组通过整流后继电器绕组通过整流后直流，使其动作。直流，使其动作。图图3-11 ZJ6型交流中间继电型交流中间继电器内部接线器内部接线机械工业出版社机械工业出版社DZ-10中间继电器中间继电器机械工业出版社机械工业出版社DZ-10中间继电器中间继电器机械工业出版社机械工业出版社（6）信号继电器）信号继电器l作用：保护装置动作用：保护装置动作的信号指示，接作的信号指示，接通声光信号回路。通声光信号回路。l特点：动作后触点特点：动作后触点自保持，应手动复自保持，应手动复归归。DX-11型信号继电器结构图型信号继电器结构图机械工业出版社机械工业出版社DXM-2A型信号继电器型信号继电器 图图2-22 DXM-2A型信号继电器工作原理图型信号继电器工作原理图 1-干簧密封触点；干簧密封触点；2-工作绕组磁通；工作绕组磁通；3-释放绕组磁通；释放绕组磁通；4-释放绕组；释放绕组；5-永久磁铁；永久磁铁；6-工作绕组工作绕组DXM-2A型信号继电型信号继电器如图器如图2-22所示。用所示。用磁力自保持代替机械磁力自保持代替机械自保持。用灯光指示自保持。用灯光指示代替信号掉牌，能实代替信号掉牌，能实现远方复归。现远方复归。机械工业出版社机械工业出版社DXM-2A型信号继电器型信号继电器 DXM-2A型信号继电型信号继电器分为电流型和电器分为电流型和电压型两种。其内部压型两种。其内部接线如图接线如图3-14，电，电流型又称为串联型，流型又称为串联型，通常串接在中间继通常串接在中间继电器或跳闸绕组回电器或跳闸绕组回路中；电压型又称路中；电压型又称为并联型，常与两为并联型，常与两绕组并联。绕组并联。图图3-14 DXM-2A型信号继电器内部型信号继电器内部接线图接线图机械工业出版社机械工业出版社2 2、感应型电流继电器、感应型电流继电器三、感应型电流继三、感应型电流继电器电器 结构：由电磁元结构：由电磁元件和感应元件构件和感应元件构成。如图成。如图2-24，GL-10型电流继型电流继电器，具有反时电器，具有反时限动作特性，见限动作特性，见图图2-24a。图图2-24a 反时限特性反时限特性 机械工业出版社机械工业出版社三、感应型电流继电器三、感应型电流继电器（一（一)GL-10系列感应型电流继电器系列感应型电流继电器图图2-24b GL-10型电流继电器的结构型电流继电器的结构机械工业出版社机械工业出版社（1）感应元件工作原理）感应元件工作原理输入电流产生磁通，在短路环中产输入电流产生磁通，在短路环中产生感应电势，产生感应电流，产生感应电势，产生感应电流，产生短路磁通从图生短路磁通从图2-25b向量图中向量图中可以看出，可以看出，和和 在空间相差一在空间相差一个电角度，而在时间上又相差一个电角度，而在时间上又相差一个电角度。根据电机学理论可知，个电角度。根据电机学理论可知，两个在空间、时间上有电角差的两个在空间、时间上有电角差的磁势必然合成一个旋转磁场，即磁势必然合成一个旋转磁场，即铝盘被旋转磁场切割，相似于异铝盘被旋转磁场切割，相似于异步电动机的笼型转子的作用。故步电动机的笼型转子的作用。故产生旋转转矩。产生旋转转矩。机械工业出版社机械工业出版社（1）感应元件工作原理）感应元件工作原理 机械工业出版社机械工业出版社（1）感应元件工作原理）感应元件工作原理l感应元件的工作原理感应元件的工作原理通入继电器绕组的电流越大，铝盘转动速度越快，当通入的电流为整通入继电器绕组的电流越大，铝盘转动速度越快，当通入的电流为整定值的定值的3040%时，圆形铝盘就开始转动，从轴上蜗杆与扇形齿片相时，圆形铝盘就开始转动，从轴上蜗杆与扇形齿片相咬合到触点咬合到触点12闭合这段时间称为继电器动作时间。闭合这段时间称为继电器动作时间。通入继电器电流越大，铝盘转速越快，继电器的动作时间越短，这种通入继电器电流越大，铝盘转速越快，继电器的动作时间越短，这种特性称为反时限特性。当通入电流大到一定程度，使铁芯饱和，铝盘特性称为反时限特性。当通入电流大到一定程度，使铁芯饱和，铝盘的转速不再随电流增加而加快时，继电器动作时间便成为定值。的转速不再随电流增加而加快时，继电器动作时间便成为定值。感应元件的感应元件的动作电流动作电流Iop.r是指继电器铝盘轴上蜗杆与扇形齿片啮合时，是指继电器铝盘轴上蜗杆与扇形齿片啮合时，绕组所需通入的最小电流值。绕组所需通入的最小电流值。使扇形齿片脱离蜗杆返回到原位置的最大电流称为感应系统的使扇形齿片脱离蜗杆返回到原位置的最大电流称为感应系统的返回电返回电流流。机械工业出版社机械工业出版社(2)电磁元件电磁元件电磁元件由装在电磁电磁元件由装在电磁铁上侧衔铁铁上侧衔铁10和电和电磁铁芯、绕组构成，磁铁芯、绕组构成，衔铁左端有摇把。由衔铁左端有摇把。由它瞬时闭合触点它瞬时闭合触点12。调整瞬动电流倍数。调整瞬动电流倍数的螺丝（即调整磁路的螺丝（即调整磁路空气隙长度）可改变空气隙长度）可改变瞬动电流的大小。瞬动电流的大小。瞬动电流倍数为：瞬动电流倍数为：图图2-24GL-102-24GL-10系列电流继电器内部系列电流继电器内部结构及接线结构及接线机械工业出版社机械工业出版社3.LL-103.LL-10系列反时限电流继电器系列反时限电流继电器UA电流变换器；ST启动触点；V1V5二极管；V6V7单结晶体管；VS1VS2稳压二极管；RP1RP3电位器；XJ 测试插口图图2-27 LL-13A、14A 型电流继电器型电流继电器内部结构与接线图内部结构与接线图机械工业出版社机械工业出版社3 3、LL-10LL-10系列反时限电流继电器系列反时限电流继电器LL-10 LL-10 系列整流型电流继电器工作原理系列整流型电流继电器工作原理系列整流型电流继电器工作原理系列整流型电流继电器工作原理继电器内部有一个电流变换器继电器内部有一个电流变换器UA，一次绕组，一次绕组W1有有7个抽头，用以改变继个抽头，用以改变继电器动作电流值，二次绕组电器动作电流值，二次绕组W2输出接整流滤波电路，提供直流电源输出接整流滤波电路，提供直流电源供给继电器直流逻辑回路。电流变换器铁芯可以吸动供给继电器直流逻辑回路。电流变换器铁芯可以吸动Z形舌片，切换形舌片，切换启动触点启动触点ST。正常时，由其动断触点正常时，由其动断触点ST短接电容短接电容C2，电阻，电阻R4与稳压管与稳压管VS1、VS2 组成稳压电路，供给单结晶体管稳定的基极电压。当单结晶体管组成稳压电路，供给单结晶体管稳定的基极电压。当单结晶体管V6触触发时，中间继电器发时，中间继电器KM动作，其一对触点用于自保持，另一对触点去动作，其一对触点用于自保持，另一对触点去发信号。当发信号。当V7触发时，触发时，KM2动作，接通出口继电器动作，接通出口继电器KM的绕组，由其的绕组，由其触点去跳闸。触点去跳闸。机械工业出版社机械工业出版社（三）（三）LL-10LL-10系列反时限电流继电器系列反时限电流继电器当流经变流器当流经变流器UA一次绕组电流达到整定值时，一次绕组电流达到整定值时，Z形形舌片被吸动，舌片被吸动，ST触点转换，电容触点转换，电容C2开始充电，经开始充电，经充电延时后，触发充电延时后，触发V6，C2上充电电压达到单结晶上充电电压达到单结晶体管分压比电压时，取决于启动后在体管分压比电压时，取决于启动后在RP1上的压上的压降。流入电流正比于（故障电流）越大，降。流入电流正比于（故障电流）越大，RP1上上压降也越大，压降也越大，C2的充电延时就越短，这就是所谓的充电延时就越短，这就是所谓反时限特性。反时限特性。如果流入继电器电流超过速断整定值，如果流入继电器电流超过速断整定值，RP2上的压上的压降则达到降则达到V7分压比的第一值，分压比的第一值，V7立即导通，接通立即导通，接通继电器继电器KM2,使使KM2得电发出跳闸脉冲。当高压断得电发出跳闸脉冲。当高压断路器跳闸后，路器跳闸后，UA一次绕组电流消失后，继电器返一次绕组电流消失后，继电器返回。回。机械工业出版社本节内容结束机械工业出版社本章内容结束