電磁型電流繼電器和電壓繼電器實驗
一、實驗目的
熟悉DL型電流繼電器和DY型電壓繼電器的實際結構、工作原理、基本特性；掌握動作電流值、動作電壓值及其相關參數的整定方法。
二、預習與思考
1、電流繼電器的返回系數為什么恒小于１？
2、動作電流（壓）、返回電流（壓）和返回系數的定義是什么？
3、實驗結果如返回系數不符合要求，你能正確地進行調整嗎？
4、返回系數在設計繼電保護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電機、變壓器及輸電線路短路和過負荷的繼電保護裝置中。
DY—20c系列電壓繼電器用于反映發電機、變壓器及輸電線路的電壓升高（過電壓保護）或電壓降低（低電壓起動）的繼電保護裝置中。
DL—20c、DY—20c系列繼電器的內部接線圖見圖1一1。

圖1-1電流（電壓）繼電器內部接線圖
上述繼電器是瞬時動作的電磁式繼電器，當電磁鐵線圈中通過的電流達到或超過整定值時，銜鐵克服反作用力矩而動作，且保持在動作狀態。
過電流（壓）繼電器：當電流（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，電壓繼電器兩線圈并聯時標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和串聯時，則整定值為指示值的2倍。
轉動刻度盤上指針，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、實驗設備

序號	設備名稱	使  用  儀  器  名  稱	數量
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	單相自耦調壓器	1
		變流器	1
		觸點通斷指示燈	1
		單相交流電源	1
		可調電阻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過解體檢修后，必須進行絕緣測試，對于額定電壓為100伏及以上者，應用1000伏兆歐表測定絕緣電阻；對于額定電壓為100 伏以下者，則應用500伏兆歐表測定絕緣電阻。
測定絕緣電阻時，應根據繼電器的具體接線情況，注意把不能承受高壓的元件（如半導體元件、電容器等）從回路中斷開或將其短路。
本實驗是用1000伏兆歐表測定導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不小于50兆歐。
（2）各線圈對觸點及各觸點間的絕緣電阻應不小于50兆歐。
（3）各線圈間絕緣電阻應不小于50兆歐。
將測得的數據記入表1--1，并做出絕緣測試結論。
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)	結論	電阻值 （兆歐）	結論
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，鐵芯指繼電器內部的導磁體。
2、整定點的動作值、返回值及返回系數測試
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，可根據下述實驗要求分別進行。
實驗參數電流值（或電壓值）可用單相自耦調壓器、變流器、變阻器等設備進行調節。實驗中每位學生要注意培養自己的實踐操作能力，調節中要注意使參數平滑變化。
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，確定動作值并進行初步整定。本實驗整定值為2A及4A的兩種工作狀態見表1－2。
b、根據整定值要求對繼電器線圈確定接線方式（串聯或并聯）；查表1－5。
c、按圖1--4接線，檢查無誤后，調節自耦調壓器及變阻器，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，反向調節自耦調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；繼電器的返回系數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在0.85～0.9之間。當小于0.85或大于0.9時，應進行調整，調整方法詳見本節第（4）點。
表1-2電流繼電器實驗結果記錄表

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，即實驗參數取150V并進行初步整定。
b、根據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，調節自耦調壓器，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Kf。返回系數的含義與電流繼電器的相同。返回系數不應小于0.85，當大于0.9時，也應進行調整。
（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，即實驗參數取70V并進行初步整定。
b、根據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，調節自耦調壓器，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，將所取得的數值記入表1－3并計算返回系數。返回系數Kf為:
           Ufj
Kf =-----
          Udj
低電壓繼電器的返回系數不大于1.2，用于強行勵磁時不應大于1.06。
以上實驗，要求平穩單方向地調節電流或電壓實驗參數值，并應注意舌片轉動情況。如遇到舌片有中途停頓或其他不正�，F象時，應檢查軸承有無污垢、觸點位置是否正常、舌片與電磁鐵有無相碰等現象存在。
動作值與返回值的測量應重復三次，每次測量值與整定值的誤差不應大于±3%。否則應檢查軸承和軸尖。
在實驗中，除了測試整定點的技術參數外，還應進行刻度檢驗。
用整定電流的1.2倍或額定電壓1.1倍進行沖擊試驗后，復試定值，與整定值的誤差不應超過±3%。否則應檢查可動部分的支架與調整機構是否有問題，或線圈內部是否層間短路等。
（3）返回系數的調整
返回系數不滿足要求時應予以調整。影響返回系數的因素較多，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。
返回系數的調整方法有：
a、調整舌片的起始角和終止角：
調節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整動作電流和返回系數。舌片起始位置離開磁極的距離愈大，返回系數愈小，反之，返回系數愈大。
調節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整返回電流和返回系數。舌片終止角與磁極的間隙愈大，返回系數愈大；反之，返回系數愈小。
b、不調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，也能達到調整返回系數的目的。該距離越大返回系數也越大；反之返回系數越小。
c、適當調整觸點壓力也能改變返回系數，但應注意觸點壓力不宜過小。
（4）動作值的調整
    a、繼電器的整定指示器在最大刻度值附近時，主要調整舌片的起始位置，以改變動作值，為此可調整右下方的舌片起始位置限制螺桿。當動作值偏小時，調節限制螺桿使舌片的起始位置遠離磁極；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，主要調整彈簧，以改變動作值。
c、適當調整觸點壓力也能改變動作值，但應注意觸點壓力不宜過小。
3、觸點工作可靠性檢驗
應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、如整定值設在刻度盤始端，當試驗電流（或電壓）接近于動作值或整定值時，發現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，以至接觸不良產生火花。此時應更換彈片。
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生振動。此時可用鑷子將靜觸點彈片適當調整。
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、當用大電流（或高電壓）檢查時產生振動，其原因和消除方法如下：
當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。
消除方法是調整彈片的彎曲度，適當地縮短彈片的有效部分，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，亦易使觸點產生振動。此時應適當調整其間隙距離。
繼電器轉軸在軸承中的橫向間隙過大，亦易使觸點產生振動。此時應適當調整橫向間隙或修理軸尖和選取與軸尖大小適應的軸承。
調整右側限制螺桿的位置，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對舌片的相對位置不適當所致。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一個不大的角度，然后再將螺絲擰緊。調整時應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，由于轉矩較大，繼電器舌片可能按二倍電源頻率振動，導致軸尖和軸承或觸點的磨損。因此需要細致地調整，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整靜觸點彈片和觸點位置,或調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。此時應注意觸點橋與靜觸點有無卡住，返回系數是否合乎要求等。
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，則可以將舌片轉軸取下，將舌片端部向內彎曲。
(3)電壓繼電器觸點應滿足下列要求
a、在額定電壓下，繼電器觸點應無振動。
b、低電壓繼電器，當從額定電壓均勻下降到動作電壓和零值時，觸點應無振動和鳥啄現象。
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，觸點應無振動和鳥啄現象。
表1-3電壓繼電器實驗結果記錄表

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)電流繼電器觸點應滿足下列要求
以1.05倍動作電流或保護出現的最大故障電流沖擊時，觸點應無振動和鳥啄現象。