电流保护用的继电器
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U
“1”
“0”
I
I re.r
I opr
由于继电器在动作过程 中存在很大的剩余转矩， 所以继电器从起始位置 至最终位置动作是突发 性的，不可能停留在中 间某一个中间位置上， 这种动作特性称为继电 器的继电特性。
机械工业出版社
DL-10型继电器内部接线
图3-5DL-10型继电器内部接线 （a）动合触点，两绕组串联接法；(b)动合触点，两绕组并联接法 机械工业出版社
I＞
低功率继电 器
P＜
=IEC
低电压起动 的过电流保护
I＞ U＜
低阻抗继电 器
Z＜
=IEC
复合电压起动的 过电流保护
I＞ ＜ ＞
功率方向继电
P
线路纵量 机械工业出版社
PP
器
的过电流保护
低阻抗继电 器
常用继电器和保护装置示例
Z＜ =IEC 复合电压起动的 过电流保护 I＞ ＜ ＞ P 线路纵量 差动保护 PP
功率方向继电 器
接地距离保护
Z
距离保护
Z
定子接地保护
差动保护 S Id
转子接地保护
零序电流差动保护 R I
机械工业出版社
（2）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 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DL-10系列电 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。
DX-11型信号继电器结构图
机械工业出版社
DXM-2A型信号继电器
DXM-2A型信号继电 器如图2-22所示。用 磁力自保持代替机械 自保持。用灯光指示 代替信号掉牌，能实 现远方复归。
图2-22 DXM-2A型信号继电器工作原理图 1-干簧密封触点；2-工作绕组磁通；3-释放绕组磁通； 4-释放绕组；5-永久磁铁；6-工作绕组 机械工业出版社
动作电流调整方法：
1)改变线圈的 连接方式
2)通过调整把 手改变弹簧 的反作用力 矩 3）改变舌片 初始位置
绕组串联4-6；
1 2
绕组并联2-4，6-8
3
机械工业出版社
4 6 8
（3）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 量为电压。 电磁力矩为： M K I 2 K (U r ) 2 K U 2 1 r 1 2 r
教材配套电子教案
电力系统继电保护
刘学军 编制
机械工业出版社
2.1.2 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、电磁型继电器 （1）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
电磁型继电器磁路结构
• 电磁转矩
Z
返回系数 : K re 电压继电器分类：过电压继电器Kre<1、低电压继电 器Kre>1。注意事项：低电压继电器动作、返回定 义与过电压继电器不同。
机械工业出版社
U rer U opr
（四）时间继电器
• 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。
机械工业出版社
（5）时间继电器
• 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 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， 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返回电 流。 机械工业出版社
（5）中间继电器
• 继电器启动可以由主继 电器的动合触点或动触 点控制。用动合触点， 可接在端子11、13 之 间，可串入信号继电器。 如用动断触点，则应接 在端子7、9之间，并应 将端子11、13短接或 只接信号继电器。当主 继电器的动合触点闭合 或动断触点断开时， ZJ6继电器绕组通过整 流后直流，使其动作。
DS-100时间继电器
机械工业出版社
（5）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。
直流操作的中间继电器如DZB-10系列有一个电压绕组和几个电流绕组。 BZB-11B\DZB-12B\DZB-13B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。DZS-10B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， 从而获得继电器的动作延时或返回延时。
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
机械工业出版社
使继电器动作的最小电流，称为继电器的动作 电流IOP。 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Ire。 返回系数 ：
I re .r K re I op.r
DL型继电器取0.85~0.9 GL型继电器取0.8~0.85
机械工业出版社
继电器的继电特性
• 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
DS-100时间继电器
机械工业出版社
2 r2
k
r1
k
k
1
M K11 2 sin K2 I r2
M I , Ir M t
2 r
k
E K
机械工业出版社
（1）感应元件工作原理
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 定值的30～40%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12闭合这段时间称为继电器动作时间。
DXM-2A型信号继电器
DXM-2A型信号继电 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 器分为电流型和电 .I .U .U .U 压型两种。其内部 接线如图3-14，电 流型又称为串联型， 通常串接在中间继 电器或跳闸绕组回 10 9 8 7 6 6 10 9 8 7 路中；电压型又称 为并联型，常与两 绕组并联。 图3-14 DXM-2A型信号继电器内部
机械工业出版社
3.LL-10系列反时限电流继电器
UA—电流变换器； ST—启动触点； V1~V5—二极管； V6~V7—单结晶体 管； VS1~VS2—稳压 二极管； RP1~RP3—电位 器； XJ —测试插口
图2-27 LL-13A、14A 型电流继电器 内部结构与接线图
机械工业出版社
3、LL-10系列反时限电流继电器
机械工业出版社
（1）感应元件工作原理
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 Ir 生短路磁通从图2-25b向量图中 在空间相差一 和 可以看出， 2 1 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， 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 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 产生旋转转矩。
交流操作的中间继电器如ZJ5\ZJ6型电磁式中间继电器，器内部接线如 图3—11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 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 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 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2.5A， 并联时为5A 机械工业出版社
机械工业出版社
DL-10\11电流继电器
机械工业出版社
DL-10\11电流继电器
机械工业出版社
（2）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
M e K1 K 2
2
I
2 r 2
当转矩大于反作用力 矩和摩擦力矩时，常 开触点闭合。常闭触 点断开。
机械工业出版社
电流继电器的动作电流及返回电流
接线图
机械工业出版社
2、感应型电流继电器
三、感应型电流继 电器 结构：由电磁元 件和感应元件构 成。如图2-24， GL-10型电流继 电器，具有反时 限动作特性，见 图2-24a。
图2-24a 反时限特性
机械工业出版社
三、感应型电流继电器 （一)GL-10系列感应型电流继电器
图2-24b GL-10型电流继电器的结构
(2)电磁源自文库件
• 电磁元件由装在电磁 铁上侧衔铁10和电 磁铁芯、绕组构成， 衔铁左端有摇把。由 它瞬时闭合触点12。 调整瞬动电流倍数的 螺丝（即调整磁路空 气隙长度）可改变瞬 动电流的大小。 • 瞬动电流倍数为：
n I qd I opr 2~8
图2-24GL-10系列电流继电器内部 结构及接线
1 3 5 7 9 11 13 2 4 6 8 10 12 14
图3-11 ZJ6型交流中间继电 器内部接线
机械工业出版社
DZ-10中间继电器
机械工业出版社
DZ-10中间继电器
机械工业出版社
（6）信号继电器
作用：保护装置动 作的信号指示，接 通声光信号回路。 特点：动作后触点 自保持，应手动复 归。
LL-10 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UA，一次绕组W1有7个抽头，用以改变 继电器动作电流值，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 换启动触点ST。
正常时，由其动断触点ST短接电容C2，，电阻R4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V6 触发时，中间继电器KM动作，其一对触点用于自保持，另一对触点 去发信号。当V7触发时，KM2动作，接通出口继电器KM的绕组，由 其触点去跳闸。
E I r K K K
1 r1 k 2 r2 k
2
机械工业出版社
（1）感应元件工作原理
E I I r r K K K
•
k
2
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1 r1 k
机械工业出版社
（三）LL-10系列反时限电流继电器
当流经变流器UA一次绕组电流达到整定值时，Z形 舌片被吸动，ST触点转换，电容C2开始充电，经 充电延时后，触发V6，C2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RP1上的压 降。流入电流正比于（故障电流）越大，RP1上 压降也越大，C2的充电延时就越短，这就是所谓 反时限特性。 如果流入继电器电流超过速断整定值，RP2上的压 降则达到V7分压比的第一值，V7立即导通，接通 继电器KM2,使KM2得电发出跳闸脉冲。当高压断 路器跳闸后，UA一次绕组电流消失后，继电器返 回。
机械工业出版社
继电器的文字符号及图形符号
名 称 图形符号 说 明 名 称 图形符号 说 明
继电器线圈
=IEC
机械保持继 电器的线圈
=IEC
具有两个线 圈的继电器
=IEC 组合表示法
极化继电 器的线圈
=IEC
=IEC 分离表示法
动合（常开） 触点
=IEC
缓慢释放继 电器的线圈
=IEC
动断（常闭） 触点
=IEC
缓慢吸合继 电器的线圈
=IEC
先合后断的 转换触点
=IEC
快速继电 器的线圈
=IEC
被吸合时延时闭 合的动合触点
=IEC
机械工业出版社
常用继电器和保护装置示例
名 称 图形符号 说 明 名 称 图形符号 说 明
低电压继电 器
U＜
=IEC
瞬时过电 流保护
I＞
过电压继电 器
=IEC U＞
延时过电 流保护
M e K1 2 K 2
2
I r2
a.螺管绕组式；
(b)吸引衔铁式；
(c)转动舌片式
机械工业出版社
继电器的文字符号及图形符号
（1）电流继电器KA （2）电压继电器KV （3）时间继电器KT （4）中间继电器KM （5）信号继电器KS DL-10 DJ-131 DS-100 DZ-10 DX-11
“1”
“0”
I
I re.r
I opr
由于继电器在动作过程 中存在很大的剩余转矩， 所以继电器从起始位置 至最终位置动作是突发 性的，不可能停留在中 间某一个中间位置上， 这种动作特性称为继电 器的继电特性。
机械工业出版社
DL-10型继电器内部接线
图3-5DL-10型继电器内部接线 （a）动合触点，两绕组串联接法；(b)动合触点，两绕组并联接法 机械工业出版社
I＞
低功率继电 器
P＜
=IEC
低电压起动 的过电流保护
I＞ U＜
低阻抗继电 器
Z＜
=IEC
复合电压起动的 过电流保护
I＞ ＜ ＞
功率方向继电
P
线路纵量 机械工业出版社
PP
器
的过电流保护
低阻抗继电 器
常用继电器和保护装置示例
Z＜ =IEC 复合电压起动的 过电流保护 I＞ ＜ ＞ P 线路纵量 差动保护 PP
功率方向继电 器
接地距离保护
Z
距离保护
Z
定子接地保护
差动保护 S Id
转子接地保护
零序电流差动保护 R I
机械工业出版社
（2）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 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DL-10系列电 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。
DX-11型信号继电器结构图
机械工业出版社
DXM-2A型信号继电器
DXM-2A型信号继电 器如图2-22所示。用 磁力自保持代替机械 自保持。用灯光指示 代替信号掉牌，能实 现远方复归。
图2-22 DXM-2A型信号继电器工作原理图 1-干簧密封触点；2-工作绕组磁通；3-释放绕组磁通； 4-释放绕组；5-永久磁铁；6-工作绕组 机械工业出版社
动作电流调整方法：
1)改变线圈的 连接方式
2)通过调整把 手改变弹簧 的反作用力 矩 3）改变舌片 初始位置
绕组串联4-6；
1 2
绕组并联2-4，6-8
3
机械工业出版社
4 6 8
（3）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 量为电压。 电磁力矩为： M K I 2 K (U r ) 2 K U 2 1 r 1 2 r
教材配套电子教案
电力系统继电保护
刘学军 编制
机械工业出版社
2.1.2 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、电磁型继电器 （1）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
电磁型继电器磁路结构
• 电磁转矩
Z
返回系数 : K re 电压继电器分类：过电压继电器Kre<1、低电压继电 器Kre>1。注意事项：低电压继电器动作、返回定 义与过电压继电器不同。
机械工业出版社
U rer U opr
（四）时间继电器
• 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。
机械工业出版社
（5）时间继电器
• 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 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， 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返回电 流。 机械工业出版社
（5）中间继电器
• 继电器启动可以由主继 电器的动合触点或动触 点控制。用动合触点， 可接在端子11、13 之 间，可串入信号继电器。 如用动断触点，则应接 在端子7、9之间，并应 将端子11、13短接或 只接信号继电器。当主 继电器的动合触点闭合 或动断触点断开时， ZJ6继电器绕组通过整 流后直流，使其动作。
DS-100时间继电器
机械工业出版社
（5）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。
直流操作的中间继电器如DZB-10系列有一个电压绕组和几个电流绕组。 BZB-11B\DZB-12B\DZB-13B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。DZS-10B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， 从而获得继电器的动作延时或返回延时。
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本节内容结束
机械工业出版社
本章内容结束
机械工业出版社
使继电器动作的最小电流，称为继电器的动作 电流IOP。 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Ire。 返回系数 ：
I re .r K re I op.r
DL型继电器取0.85~0.9 GL型继电器取0.8~0.85
机械工业出版社
继电器的继电特性
• 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
DS-100时间继电器
机械工业出版社
2 r2
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r1
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1
M K11 2 sin K2 I r2
M I , Ir M t
2 r
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机械工业出版社
（1）感应元件工作原理
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 定值的30～40%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12闭合这段时间称为继电器动作时间。
DXM-2A型信号继电器
DXM-2A型信号继电 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 器分为电流型和电 .I .U .U .U 压型两种。其内部 接线如图3-14，电 流型又称为串联型， 通常串接在中间继 电器或跳闸绕组回 10 9 8 7 6 6 10 9 8 7 路中；电压型又称 为并联型，常与两 绕组并联。 图3-14 DXM-2A型信号继电器内部
机械工业出版社
3.LL-10系列反时限电流继电器
UA—电流变换器； ST—启动触点； V1~V5—二极管； V6~V7—单结晶体 管； VS1~VS2—稳压 二极管； RP1~RP3—电位 器； XJ —测试插口
图2-27 LL-13A、14A 型电流继电器 内部结构与接线图
机械工业出版社
3、LL-10系列反时限电流继电器
机械工业出版社
（1）感应元件工作原理
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 Ir 生短路磁通从图2-25b向量图中 在空间相差一 和 可以看出， 2 1 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， 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 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 产生旋转转矩。
交流操作的中间继电器如ZJ5\ZJ6型电磁式中间继电器，器内部接线如 图3—11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 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 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 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2.5A， 并联时为5A 机械工业出版社
机械工业出版社
DL-10\11电流继电器
机械工业出版社
DL-10\11电流继电器
机械工业出版社
（2）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
M e K1 K 2
2
I
2 r 2
当转矩大于反作用力 矩和摩擦力矩时，常 开触点闭合。常闭触 点断开。
机械工业出版社
电流继电器的动作电流及返回电流
接线图
机械工业出版社
2、感应型电流继电器
三、感应型电流继 电器 结构：由电磁元 件和感应元件构 成。如图2-24， GL-10型电流继 电器，具有反时 限动作特性，见 图2-24a。
图2-24a 反时限特性
机械工业出版社
三、感应型电流继电器 （一)GL-10系列感应型电流继电器
图2-24b GL-10型电流继电器的结构
(2)电磁源自文库件
• 电磁元件由装在电磁 铁上侧衔铁10和电 磁铁芯、绕组构成， 衔铁左端有摇把。由 它瞬时闭合触点12。 调整瞬动电流倍数的 螺丝（即调整磁路空 气隙长度）可改变瞬 动电流的大小。 • 瞬动电流倍数为：
n I qd I opr 2~8
图2-24GL-10系列电流继电器内部 结构及接线
1 3 5 7 9 11 13 2 4 6 8 10 12 14
图3-11 ZJ6型交流中间继电 器内部接线
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DZ-10中间继电器
机械工业出版社
DZ-10中间继电器
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（6）信号继电器
作用：保护装置动 作的信号指示，接 通声光信号回路。 特点：动作后触点 自保持，应手动复 归。
LL-10 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UA，一次绕组W1有7个抽头，用以改变 继电器动作电流值，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 换启动触点ST。
正常时，由其动断触点ST短接电容C2，，电阻R4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V6 触发时，中间继电器KM动作，其一对触点用于自保持，另一对触点 去发信号。当V7触发时，KM2动作，接通出口继电器KM的绕组，由 其触点去跳闸。
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机械工业出版社
（1）感应元件工作原理
E I I r r K K K
•
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（三）LL-10系列反时限电流继电器
当流经变流器UA一次绕组电流达到整定值时，Z形 舌片被吸动，ST触点转换，电容C2开始充电，经 充电延时后，触发V6，C2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RP1上的压 降。流入电流正比于（故障电流）越大，RP1上 压降也越大，C2的充电延时就越短，这就是所谓 反时限特性。 如果流入继电器电流超过速断整定值，RP2上的压 降则达到V7分压比的第一值，V7立即导通，接通 继电器KM2,使KM2得电发出跳闸脉冲。当高压断 路器跳闸后，UA一次绕组电流消失后，继电器返 回。
机械工业出版社
继电器的文字符号及图形符号
名 称 图形符号 说 明 名 称 图形符号 说 明
继电器线圈
=IEC
机械保持继 电器的线圈
=IEC
具有两个线 圈的继电器
=IEC 组合表示法
极化继电 器的线圈
=IEC
=IEC 分离表示法
动合（常开） 触点
=IEC
缓慢释放继 电器的线圈
=IEC
动断（常闭） 触点
=IEC
缓慢吸合继 电器的线圈
=IEC
先合后断的 转换触点
=IEC
快速继电 器的线圈
=IEC
被吸合时延时闭 合的动合触点
=IEC
机械工业出版社
常用继电器和保护装置示例
名 称 图形符号 说 明 名 称 图形符号 说 明
低电压继电 器
U＜
=IEC
瞬时过电 流保护
I＞
过电压继电 器
=IEC U＞
延时过电 流保护
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2
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a.螺管绕组式；
(b)吸引衔铁式；
(c)转动舌片式
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继电器的文字符号及图形符号
（1）电流继电器KA （2）电压继电器KV （3）时间继电器KT （4）中间继电器KM （5）信号继电器KS DL-10 DJ-131 DS-100 DZ-10 DX-11