第一章 电流继电器检验与调试.docx

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第一章电流继电器检验与调试

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第一章电流继电器检验与调试

第一节BL-4A型、BL-4E型电流继电器

用途与原理

BL-4A型、BL-4E型电流继电器主要用于电力系统低频减载装置中，作为闭锁元件。

BL-4A型、4E型继电器背后端子接线图分别见图1.1.1、图1.1.2。

图1.1.2中，当直流额定辅助电压为220V时，电阻R9和R10为外附加阻。

外附电阻的外形及安装尺寸见图1.1.3，型号规格为RXY-D-15W-5.1kΩ。

BL-4A型、BL-4E型电流继电器的原理相同，它们由电流互感器、整流滤波器、触发器、执行元件等组成。

BL-4E型原理图见图1.1.4。

两种继电器的端子对应关系见表1.1.1。

〖请看图片B1，+35mm。

130mm，BP〗图1.1.1BL-4A型电流继电器背后端子接线图图1.1.2BL-4E型电流继电器背后端子接线图

表1.1.1BL-4A型和BL-4E型继电器端子对应关系

型号端子号

BL-4A81619210

BL-4E131141118128126126

继电器工作在带电状态时，经过整流滤波后信号电压加给触发器。

此时三极管V10和V11均处于截止状态，执行元件不动作。

当交流电流消失或降低到低于整定值时，触发器翻转，即V10和V11导通，执行元件动作，动断触点断开，完成继电器的作用。

〖请看图片B2，+33mm。

130mm，BP#〗图1.1.3BL-4E型电流继电器图1.1.4BL-4E的原理图外附电阻安装尺寸（单位：

mm）

检验项目及要求

（1）一般性检查见第一编检验通则。

（2）额定参数：

交流额定电流5A，额定频率50Hz，直流额定辅助电压48、110、220V。

（3）直流回路检查。

（4）整定范围：

0.15～2A。

（5）返回系数：

不大于1.25。

（6）动作时间：

在任意整定值的0.6倍时，动作时间不大于0.1s。

检验与调试

BL-4E型电流继电器检验调试线路见图1.1.5。

〖请看图片B3，+35mm。

80mm，BP#〗图1.1.5BL-4E型电流继电器动作与返回检验接线图

1.直流回路检查

加直流电源（注意正、负极性），检查稳压回路是否正常（稳压电源电压约为18V）。

此时执行元件应动作。

然后将三极管V10的基极和发射极短接，执行元件应立即返回。

2.整定范围检验

在继电器端子131和141加交流电流，改变电位器R7，使继电器在0.15～2A范围内动作。

3.返回系数检验

在继电器的任一整定点，降低输入电流使继电器动作，然后增加电流使继电器返回，计算继电器的返回系数应不大于1.25。

4.动作时间

BL-4E型继电器动作时间的检验接线见图1.1.6。

检验步骤如下：

（1）合上开关S1，调可变电阻R1使电流表读数为继电器的额定电流。

（2）合上开关S2，使接触器K动作。

调可变电阻R2使电流表读数为继电器整定值的0.6倍。

断开开关S2。

〖请看图片B4，+45mm。

90mm，BP#〗图1.1.6BL-4E型电流继电器动作时间检验接线图

（3）合上开关S1，再合上开关S2，从数字毫秒表PT读出继电器的动作时间，应不大于0.1s。

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第二节BP-1A型、BP-1E型平衡继电器

用途与原理

BP-1A型、BP-1E型平衡继电器用于电力系统平行输电线路的电流平衡保护中，作为保护的主要元件。

BP-1A型、BP-1E型继电器背后端子接线图分别见图1.2.1和图1.2.2。

BP-1A型和BP-1E型继电器的原理完全相同。

BP-1E型平衡继电器的原理图见图1.2.3。

BP-1E型与BP-1A型端子对应关系见表1.2.1。

〖请看图片B5，+85mm。

130mm，BP#〗图1.2.1BP-1A型平衡继电器图1.2.2BP-1E型平衡继电器背后端子接线图背后端子接线图

〖请看图片B6，+75mm。

130mm，BP#〗图1.2.3BP-1E型平衡继电器原理电路图

表1.2.1BP-1A型和BP-1E型继电器端子对照

型号端子号

BP-1E131141331341318328118128112111114113

BP-1A81671561419210311

继电器根据被保护平行输电线路同名相中通过电流的绝对值比较原理构成。

电抗变压器TL1、TL2分别接于平行线路同名相电流互感器的二次绕组。

在正常运行或穿越性故障时，两平行线路的电流相等，即电流平衡。

制动回路输出信号大于工作回路输出信号，因此两侧的触发器均不翻转，执行元件不动作。

当某一线路发生短路时，此侧工作回路输出信号大于制动回路输出信号，触发器翻转，执行元件动作，将故障线路切除。

对于另一侧，由于制动回路输出信号大于工作回路输出信号，触发器不翻转，继电器仍处于制动状态，从而保证有选择性地切除故障。

在正常运行或穿越性故障时，两平行线路电流间的相位相同（φ=0°），继电器的制动系数

Kbrk=Iop／Ibrk=1.3（其中Iop为动作电流，Ibrk为制动电流），因而保证了保护具有可靠的制动特性。

在两侧电源时，在小电源侧继电器近处发生短路的不利情况下，电流数值相差可能不大，但由于电流方向相反（φ=180°），继电器的制动系数Kbrk=Iop／Ibrk=1.1，从而提高了保护的灵敏度。

继电器电压变换器TL3的一次接于母线电压互感器的一次电压，电压变换器的两个二次绕组分别并联接于两侧的制动回路。

在额定电压下，当制动电流为零时，继电器的最小动作电流应比两平行线中任一线路的额定电流都要大，以防止保护刚刚投入，仅将一回线合闸或者切除一回线时产生误动作。

但在故障时保护则具有足够的灵敏度。

检验项目及要求

（1）一般性检查见第一编检验通则。

（2）额定参数：

交流额定电压57、100V，交流额定电流1、5A，额定频率50Hz，直流辅助额定电压48、110、220V。

（3）最小动作电流检查。

（4）制动特性检查。

检验与调试

BP-1E型平衡继电器试验接线图如图1.2.4所示。

〖请看图片B7，+55mm。

90mm，BP#〗图1.2.4BP-1E型平衡继电器检验调试接线图

1.最小动作电流检查

利用图1.2.3中的1R7和2R7，可分别调整两条回路的最小动作电流。

具体步骤如下：

（1）将图1.2.4中的开关S2、S3处于断开状态，闭合开关S1，调节自耦调压器TA1，使电流表PA1读数在2.4～2.7A时，监视中间继电器K1应动作。

然后使开关S1、S3处于断开状态，闭合开关S2，调节自耦调压器TA2，使电流表PA2读数在2.4～2.7A时，监视中间继电器K2应动作；

（2）开关S2处于断开状态，闭合开关S1、S3，调节自耦调压器TA3，使电压表读数为100V，再调节TA1，使得电流表PA1读数在7～9A时，监视中间继电器K1应动作。

然后使开关S1处于断开状态，闭合开关S2、S3，调节T3，使电压表读数为100V时，再调节TA2，使电流表PA2在7～9A时监视中间继电器K2应动作。

2.制动特性检查

图1.2.4中，开关S3断开，闭合开关S1、S2。

从开关S1输入工作电流IW，从开关S2输入制动电流Ibrk，调节自耦调压器TA1、TA2，使得Ibrk在10A以上时IW应在表1.2.2所示范围内，监视中间继电器K1动作。

表1.2.2BP-1A型、BP-1E型平衡继电器制动特性

Ibrk（A）范围（A）0°180°Ibrk（A）范围（A）0°180°

1013～1710～14

2026～320.5～26

3038～4831～38.54050.5～6342～51.5

5065～8152.5～64

注：

0°是指IW、Ibrk同相输入；180°是指IW、Ibrk反相输入。

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第三节GL-10型电流继电器

用途与原理

GL-10系列电流继电器为具有反时限特性的继电器，用于发电机、变压器、线路及电动机的过负荷和短路保护，并适用于交流操作的保护装置中。

该型继电器由感应型反时限元件和电磁型速断元件两部分组成，其结构如图1.3.1所示。

〖请看图片a1，+54mm。

90mm，BP#〗图1.3.1继电器内部结构图1.电磁铁；2.短路匝；3.铝质圆盘；4.可动方框；5.拉力弹簧；6.制动永久磁铁；7.蜗母杆；8.扇形齿；9.衔铁杠杆；10.可动衔铁；11.感应铁片；12.触点；13.时间整定旋钮；14.时间指针；15.电流整定板；16.速断整定旋钮；17.可动方框限制螺丝

（一）感应型反时限元件工作原理

感应型反时限元件中的电磁铁1的极面被分成两部分，一部分套有短路匝2。

当电磁铁上的线圈通以电流后，其所产生的磁通，一部分经过套有短路匝的部分（Φ·A），另一部分经过未套短路匝蹬部分（Φ·B），如图1.3.2所示。

Φ·A产生E·k和I·k。

由于短路匝的作用，Φ·A始终落后于Φ·B，所以Φ·A和Φ·B在空间位置和时间上都相差一个角度。

根据电磁感应原理，这两个磁通产生一个始终由领前磁通Φ·B向落后磁通Φ·A方向移动的电磁转矩。

在这个电磁转矩的作用下使铝质圆盘3转动，且始终是由磁极未套有短路匝部分向套有短路匝部分旋转。

其转短公式为

Mem＝K1ΦAΦBsinφ≈KI2

（1）

式中φ——Φ·A与Φ·B之间的夹角，此值为一常数。

〖请看图片a2，+96mm。

55mm，BP#〗图1.3.2继电器的磁路图和相量图（a）磁路图；（b）相量图（部件序号说明见图1.3.1）

此外，在对应于电磁铁的另一侧装有一个产生制动力矩的永久磁铁6。

永久磁铁的制动作用是随圆盘转速的增加而增大的。

这个制动力矩加上机械摩擦力矩，在某一转速下与电磁铁产生的动作力矩相平衡，因而在一定的电流下保持圆盘恒速转动。

圆盘的轴装在可转动方框上，而方框借弹簧的拉力保持在初始位置，此时蜗母杆不与扇形齿接触，当电流增加时，由电磁铁产生的电磁力矩随之增大，并使圆盘转速增大，永久磁铁所产生的制动力矩也随之增大。

这两个力的方向如图1.3.3所示。

图中1～6的含义与图1.3.1中的1～6相同。

当电流增大到动作值时，这两个力克服弹簧的反作用力而将方框及圆盘推出来，使圆盘上的蜗母杆与扇形齿相啮合。

同时电磁铁吸引方框上的感应铁片，又增加了啮合的可靠性。

继而扇形齿杠杆随圆盘的转动向上升起，经一定时限后，把速断元件中的可动衔铁杠顶起，这样就减少了可动衔铁右端与电磁铁之间的空气隙，使衔铁吸引向电磁铁而将触点闭合。

也有用扇形齿杠杆左端直接带动一触点闭合的。

当电流增大时，圆盘的转矩增大使其转速加快，扇形齿杠杆上升速度亦加快，致使继电器动作时间减少。

当电流减小时效果相反。

感应型电流继电器的动作时间随电流增大而减小的特性称作反时限特性。

当电流增大到某一数值时，磁路饱和，电磁转矩不再增加，动作时间保持恒定，此即定时限特性，GL-10系列继电器感应元件的定时限部分约在大于10倍动作电流值时出现。

〖请看图片a3，+46mm。

90mm，BP#〗图1.3.3继电器圆盘作用力示意图（部件序号说明见图1.3.1）

继电器动作电流可用改变电流整定插孔的位置来整定。

动作时间曲线则由改变时间整定把手来整定。

（二）电磁型速断元件工作原理

继电器线圈内的电流超过速断装置的动作电流时，则可动衔铁借电磁铁分路磁铁部分的作用被电磁铁吸引而沿顺时针方向转动，使衔铁杠杆上升，将触点瞬时闭合。

正常情况由于衔铁本身左端的重量比右端大，衔铁杠杆下垂，所以触点是打开的。

利用速断元件整定旋钮改变衔铁右端与电磁铁之间的间隙，可以改变速断元件的动作电流。

此间隙越小，速断元件的动作电流越小，其范围可达感应元件动作电流的2～8倍。

当速断元件整定电流Iret为感应元件动作电流Iop的8倍时，感应元件与速断元件的特性配合如图1.3.4所示。

GL-15型电流继电器具有一对容量较大的过渡切换触点，可用于交流操作的保护装置中。

继电器动作时，动合触点闭合后，动断触点才断开，这样可保证继电器在动作过程中，电流互感器的二次回路不致开路。

〖请看图片a4，+48mm。

65mm，BP#〗图1.3.4继电器时间特性曲线图

GL-11型电流继电器亦可用于交流操作回路，但此时动合触点应改为动断触点。

继电器内部接线如图1.3.5所示。

〖请看图片a5，+53mm。

75mm，BP#〗图1.3.5继电器内部接线图（a）GL-11型、GL-12型；（b）GL-13型；GL-14型；（c）GL-15型；（d）GL-16型

检验项目及要求

（一）一般性检验

机械部分检查还应满足下列要求：

（1）感应型反时限元件的扇形齿与蜗母杆接触时应与其中心线对齐，扇形齿与蜗母杆的啮合深度为扇形齿深的1／3～2／3。

扇形齿在其轴上不能有明显的串动；

（2）圆盘和可动方框的纵向活动范围为0.1～0.2mm；

（3）圆盘平面与磁极平面应平行。

圆盘与永久磁铁以及磁极的上下间隙应不小于0.4mm；

（4）触点间距离应不小于2mm。

（二）检验圆盘的始动电流

检验整定插孔下圆盘的始动电流，其值不应大于感应元件整定电流的40%。

（三）检验感应元件的动作电流和返回电流

检验整定插孔下感应元件的动作电流和返回电流。

要求动作电流与整定值误差不超过±5%，返回系数为0.8～0.9。

在运行中如需改变定值者，尚应检验所需改变的定值。

（四）检验速断元件的动作电流

要求0.9倍速断动作电流时的动作时间，应在反时限特性部分，1.1倍速断动作电流时的动作时间不大于0.15s。

（五）感应元件的时间特性曲线检验

（1）在整定插孔下测定由感应元件动作电流至1.1倍速断元件动作电流的时间特性曲线，要求动作时间与整定值误差不大于±5%，而要求测定的各点应能绘出平滑的曲线。

（2）如速断元件停用，则应检验在继电器安装处最大故障电流时的动作时间，此时速断元件不应动作。

（3）对于没有时间配合要求的继电器，只作整定点的动作时间，而不需作时间特性曲线。

说明：

定期检验时，第

（一）至第（五）项均应作。

检验与调试

由于继电器系由感应原理构成，故要求试验电源为50Hz的正弦波。

实验表明，试验电流波形的畸变主要是由于继电器的铁芯饱和所致。

为克服电流畸变，可使整个试验回路的阻抗远远大于继电器阻抗，此时尽管继电器的铁芯仍饱和，但对整个试验回路影响不大，能使电流波形基本为正弦波。

试验时应注意把信号牌恢复到正常位置，以免影响试验结果。

如继电器为铁质外壳，试验时应将外壳盖上。

继电器特性试验接线如图1.3.6所示。

图中用电阻R调节电流，也可用容量足够大的升流器调节电流。

试验步骤如下：

〖请看图片a6，+51mm。

85mm，BP#〗图1.3.6试验接线图

1.圆盘始动电流试验

继电器铝质圆盘开始不间断转动时的最小电流称为圆盘的始动电流，其值应不大于感应元件整定电流的40%。

过大时应检查圆盘上、下轴承和轴尖是否清洁，圆盘转动过程有否摩擦等。

必要时可更换下轴承内的小钢球。

2.感应元件动作电流和返回电流试验

平滑地通入电流，使继电器的扇形齿与蜗母杆啮合，并保持此电流直到继电器触点动作，该电流即为继电器的动作电流。

若动作电流与整定值误差超过±5%时，可调整拉力弹簧使之满足要求。

将继电器通入动作电流，在扇形齿杠杆上升至将碰而未碰到可动衔铁杠杆以前，就开始减小电流至扇形齿与蜗母杆刚分开时的电流称为返回电流。

要求返回系数为0.8～0.9。

若不能满足要求时，可按下述方法进行调整。

（1）变更感应铁片与电磁铁间的距离。

增大该距离可以提高返回系数。

此方法调整范围不大，但很简单。

（2）调整扇形齿与蜗母杆的啮合深度。

深度大时返回系数降低，深度小时返回系数增大，但深度过小时易造成继电器在动作过程中返回的危险。

所以用此法调整后，应反复多次进行试验，要求均不应出现动作过程中扇形齿与蜗母杆脱离的现象，否则应重新调整啮合深度。

继电器经过这样调整后，应重新试验动作值和返回值。

3.速断元件动作电流试验

试验速断元件的动作电流时，应向继电器通入冲击电流。

如果动作电流与整定值误差过大时，可将刻度固定螺丝松开，旋转整定旋钮，当顺时针旋转时动作电流减小，逆时针旋转时动作电流增大，直至调整合适后用螺丝将旋钮固定。

速断元件的返回电流无严格要求，只要求当电流降至零时，继电器的瞬时动作衔铁能返回原位即可。

0.9倍速断动作电流时的动作时间应在反时限特性部分，1.1倍速断动作电流时的动作时间不大于0.15s。

4.感应元件的时间特性曲线试验

此项试验应按本节检验项目及要求中的第五项要求进行，但要注意在录取曲线的某一点时，应保持电流值不变，否则测出的时间不准确。

若动作时间与整定值误差超过±5%时，可调整永久磁铁的位置。

把永久磁铁向圆盘外缘移动，则时限增加，反之时限减小。

另外，也可移动时间刻度盘来获得时间调整。

此两种方法应互相配合进行。

如受试验设备容量的限制，允许试至定时限部分，即特性曲线上当两个电流值相差不小于20%～25%，而其动作时间相同的部分。

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第一章电流继电器检验与调试

第四节LL-11型、LL-12型电流继电器

用途与原理

LL-11型、LL-12型电流继电器的用途与GL-10系列电流继电器相同。

该继电器具有反时限动〖请看图片a7，+37mm。

51mm，Y#〗图1.4.1变流器原理图

作特性，可用于发电机、变压器、线路及电动机等的过负荷和短路保护，并可用于交流操作的保护装置中。

LL-11型、LL-12型电流继电器均系根据整流原理构成。

继电器内部有一个小型变流器TA（B），其一次绕组W1有抽头，用以改变继电器动作电流整定值，其二次绕组W2感应的电压接至整流桥UB1（1BZ），经整流后的直流电压，供给继电器的直流逻辑回路。

在变流器的铁芯上还装有电磁启动元件AS（Q），如图1.4.1所示，其可动部分和DL-30系列电流继电器相同。

继电器面板上有整定动作电流用的插孔板、分别调整瞬动电流倍数和动作时间的旋钮、执行元件动作信号指示器和反映继电器是否启动的发光二极管等。

在透明的外罩上装有复归动作信号的转柄。

继电器采用插件结构，其电流回路的插座具有短路片，当继电器抽出时能自动接通，以防止电流互感器开路。

继电器的原理接线如图1.4.2所示。

〖请看图片a8，+40mm。

93mm，BP#〗图1.4.2继电器原理接线图

变流器的输出经UB1整流和R1、C2滤波后，接至由R2、RP3（R3）构成的延时回路分压器和由R4、RP5（R5）构成的瞬动回路分压器。

另一路接至由R6、VS1（GWY1）、VS2（GWY2）构成的稳压电路，向单结晶体管V（UJT）供电。

此电压基本上不受变流器一次电流的影响。

RP3的输出电压，向由RP7（R7）、R8、C3组成的充电回路供电。

C3上的电压经二极管VD6（D6）加到单结晶体管V上。

RP5的输出电压，直接经二极管VD7（D7）加到V上。

VD6、VD7组成正脉冲或门电路，当VD6或VD7导通时均可触发V，从而使接于V第一基极回路的微型中间继电器K（J）动作，并自保持。

K动作后使执行元件KI（DZ）随之动作。

VD5（D5）将K-2触点断开时KI线圈所产生的反电动势短路，起保护K-2触点的作用。

正常情况下，启动元件的动断触点AS-1将电容C3短接。

当电流为继电器动作电流时，AS继电器动作，发光二极管VL亮，AS-1断开，C3经RP7、R8开始充电。

此时给C3充电的电压最小，因此达到触发V所需电压的充电时间（即继电器动作时间）最长。

当电流增大时，此时间将相应缩短，形成与GL-10系列感应型电流继电器相似的反时限特性。

调整电位器RP7即可改变继电器动作时间的整定值。

如电流达到瞬动回路所整定的动作电流倍数时，RP5的分压电压直接经VD7去触发V构成继电器的瞬动特性，这相当于GL-10系列继电器速断元件的作用。

调整电位器RP5即可改变瞬动回路的动作电流倍数。

V触发后使K动作，断路器跳闸，电流消失，继电器返回。

如K还未来得及动作，启动元件AS就因电流降低而返回，则继电器不会动作。

检验项目及要求

（一）一般性检验

机械部分检查还应满足下列要求：

（1）对启动元件AS：

①可动系统转轴的纵向活动范围为0.15～0.25mm。

②动、静触点间的总间隙为1.5～2.5mm。

③动触点应沿静触点中心线滑动，偏移不超过0.5mm。

④动断触点闭合时，行程不小于0.1mm。

动合触点闭合时，超行程不小于0.2mm。

动断触点AS-1的接触电阻不大于2Ω。

⑤动合触点闭合过程结束时，防震片才与静接触片接触。

（2）对执行元件KI，动触点应与静触点的中心接触，其偏移不大于0.5mm。

（二）执行元件KI检验

KI动作电压不大于直流20V，返回电压不小于1V。

（三）启动元件AS整定点的动作电流和返回电流检验

要求动作电流与整定值误差不超过±5%，返回系数不小于0.85。

在运行中如需改变定值者，尚应检验所需改变的定值。

（四）瞬动元件动作电流检验

要求在0.9倍动作电流时的动作时间应在反时限特性部分，1.1倍动作电流时应可靠瞬动，且动作时间不大于0.1s。

（五）录取时间特性曲线t＝f（I）

在整定插孔下测定由启动元件动作电流至1.1倍瞬动元件动作电流的时间特性曲线。

动作时间与整定值误差不超过±5%，测定的各点应能绘出平滑的曲线。

如瞬动元件停用时，则应检验在继电器安装处最大故障电流时的动作时间，此时瞬动元件不应动作。

对于没有时间配合要求的继电器，只作整定点下的动作时间，而不需录取时间特性曲线。

说明：

定期检验时，上述第

（一）至（五）项均应作。

检验与调试

（一）机械部分检验

机械部分检验见本章第二节第

（一）项。

（二）执行元件KI的检验

在KI线圈两端加直流电压，测其动作电压不应大于20V，返回电压不小于1V。

（三