继电保护装置及二次回路第三章
10kv变、配电所继电保护中常用的继电器
10kV变、配电所继电保护中常用的继电器
10kV变、配电所一般容量不大，供电范围有限，故而常采用比较简单的继电保护装置，例如，过流保护、速断保护等。这里仅重点介绍一些构成过流、速断保护用的继电器。常用继电器内部接线如图4-5所示。
一、感应型GL电流继电器
GL继电器应用于10kV系统的变、配电所，作为线路变压器、电动机的电流保护。
GL型电流继电器是根据电磁感应原理而工作的，主要由圆盘感应部分和电磁瞬动部分构成。由于继电器既有根据感应原理构成的反时限特性的部分，又有电磁式瞬动部分，所以称为有限、反时限电流继电器。但是，这种继电器是以反时限特性部分为主。GL系列电流继电 器的构造如图4-6所示。
1.GL型电流继电器的结构
（1）电流线圈是由绝缘铜线绕制而成，有分别连接到一些插座的插头，以改变线圈匝数。继电器整定电流的调整，主要是改变电流线圈匝数，从而改变继电器的动作电流值(整定电流值)。
（2）铁芯及衔铁:是继电器的主要磁通路，又是继电器的操动部分，继电器的电磁瞬动部分就是通过继电器铁芯与衔铁之间的作用而构成的，在铁芯的极面与衔铁之间有气隙，调整气隙的大小可以改变速断电流的数值，铁芯是由硅钢片叠装而成的，在衔铁上嵌有短路环。
（3）圆盘(铝盘)及其带螺杆的轴:是继电器的驱动部分，也是构成继电器反时限特性的主要部分。
（4）门型框架(也称可动框架）：用做继电器圆盘、蜗杆轴的固定部分。
（5）扇形齿轮:是继电器的机械传动部分，又是构成继电器反时限特性的主要组成部分。
（6）永久磁铁:是使继电器圆盘匀速旋转而产生电磁阻尼力矩的制动部分。
（7）时间调整螺杆:是继电器动作时限的调整部件。
此外,还有产生反作用力矩的弹簧、继电器动作指示信号牌以及外壳等。
2.GL型电流继电器的工作原理
在继电器铁芯的极面上嵌有短路环，使得继电器电流线圈产生的磁通分两部分穿过圆盘。 当继电器的线圈中有电流流过时，铁芯中的磁通分成两部分,即穿过短路环的部分和未穿过短路环的部分，这两个磁通在相位上差
，穿过夹在铁芯间隙中的圆盘的两个不同的位置。根据电磁感应原理，圆盘在磁通穿过的部分产生涡流，从而使圆盘在磁通和涡流的相互作用下产生旋转力矩(转矩)。圆盘的转矩与电流的平方成正比，圆盘的旋转速度由转矩的大小决定。由于圆盘夹在永久磁铁的两极之间,在圆盘旋转时，同时切割永久磁铁的磁通，所以在圆盘中也产生涡流，这个涡流与永久磁铁的磁通相互作用产生力矩，根据左手定则可判断出这个转矩与圆盘的旋转方向相反，对圆盘的旋转起到了阻尼作用，这种作用称为电磁阻尼，阻尼转矩的大小与圆盘的转速有关，这样可使圆盘转速完全对应于电流的大小而不会自行加速，使得圆盘匀速转动。
当线圈中通过的电流达到继电器整定电流时，圆盘受力达到了使门型框架足以克服反作用力弹簧的拉力，使得扇形齿轮与圆盘轴上的螺杆啮合，随着圆盘的旋转,扇形齿轮不断上升， 经过一定的时间后使扇形齿轮上的挑杆挑起电磁衔铁上的杠杆，致使衔铁与铁芯间隙减小而加速吸向铁芯,使继电器的动合触点闭合（或动断触点打开），杠杆同时把信号牌挑下，表示继电器已经动作。触点闭合后，接通断路器的掉闸回路，断路器掉闸。
3.GL型电流继电器的特点
继电器圆盘的转速主要取决于继电器线圈中流过电流的大小，而圆盘的转速又决定了继电器动作的时间，这样就形成了继电器的反时限特性，特性曲线如图4-7所示。曲线中abc为反时限特性部分，cc′d为定时限特性部分。
继电器的电磁瞬动部分主要是由铁芯与衔铁组成。电磁部分的动作不需要时间，当继电器线圈的电流足够大时，衔铁靠铁芯中产生的漏磁通很快将衔铁吸下来，使继电器的触点瞬时闭合。它的动作时间一般为0.05s ~0. 1s。电磁瞬动部分的动作电流整定倍数可借助于衔铁右端上面的气隙调整螺丝来调节。
GL型电流继电器，具有速断和过电流两种功能，有信号掉牌指示，触点容量大就可以无需中间继电器。继电器触点可做成动合式（用直流操作电源）、动断式和一对动合、一对动断触 点等形式。
此种继电器结构复杂、精度不高，调整时误差较大，电磁部分的调整误差更大，返冋系数低。
二、电磁型DL系列电流继电器
它是根据电磁原理而工作的瞬动式电流继电器，是一种定时限过流保护和速断保护的主要继电器。这种继电器动作准确，电流的调整分粗调与细调两种方式，粗调靠改变电流线圈的串、并联方式，细调靠改变螺旋弹簧的松紧力。继电器为一对动合触点，触点容量小时需要靠时间或中间继电器的触点去执行操作。
三、电磁型DJ系列电压继电器
这种继电器的构造和工作原理与DL系列电流继电器相似，是一种过电压和低电压以及零序电压保护的主要继电器。
四、电磁型DZ系列交、直流中间继电器
它是继电保护中起辅助和操作用的继电器，通常又称为辅助继电器，是一种执行元件，型号较多，触点的对数也较多，有动合触点和动断触点，继电器的额定电压应根据操作电源的额定电压来选择。
五、电磁型DS系列时间继电器
它是一种构成定时限过流保护的时间继电器,继电器的时间机构可以依据整定值进行调 整,是过电流保护和过负荷保护中的重要组成部分。
六、电磁型DX系列信号继电器
这种继电器的结构简单，是作为继电保护装置中的信号单元。继电器动作时，掉牌自动落下，同时有触点，可以接通音响、警报及信号灯部分。通过信号继电器的指示，反映故障性质和动作保护的类别。此种继电器可分为电压型和电流型，选择时必须注意这一点。