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文檔簡介
1、供配電系統(tǒng)實驗指導書李英姿 龔靜 陰振勇 編制北京建筑工程學院供電實驗室2009年8月實驗一 電磁型電流繼電器和電壓繼電器實驗一實驗?zāi)康?熟悉DL型電流繼電器和DY 型電壓繼電器的實際結(jié)構(gòu),工作原理、基本特性。2掌握動作電流、動作電壓參數(shù)的整定。二預習與思考1電流繼電器的返回系數(shù)為什么恒小于1?2動作電流(壓),返回電流(壓)和返回系數(shù)的定義是什么?3實驗結(jié)果如返回系數(shù)不符合要求,你能正確地進行調(diào)整嗎?4返回系數(shù)在設(shè)計繼電保護裝置中有何重要用途?三原理說明DL-20C系列電流繼電器和DY-20C系列電壓繼電器為電磁式繼電器。由電磁系統(tǒng)、整定裝置、接觸點系統(tǒng)組成。當線圈導通時,銜鐵克服游絲的反作
2、用力矩而動作,使動合觸點閉合。轉(zhuǎn)動刻度盤上的指針,可改變游絲的力矩,從而改變繼電器的動作值。改變線圈的串聯(lián)并聯(lián),可獲得不同的額定值。DL-20C系列電流繼電器銘牌刻度值,為線圈并聯(lián)時的額定值。繼電器用于反映發(fā)電機,變壓器及輸電線短路和過負荷的繼電保護裝置中 。DY-20C系列電壓繼電器銘牌刻度值,為線圈串聯(lián)時的額定值。繼電器用于反映發(fā)電機、變壓器及輸電線路的電壓升高(過壓保護)或電壓降低(低電壓起動)的繼電保護裝置中。四實驗設(shè)備序號設(shè)備名稱使 用 儀 器 名 稱數(shù)量1控制屏12EPL-20變壓器及單相可調(diào)電源13EPL-04繼電器(一)DL-21C電流繼電器14EPL-05繼電器(二)DY-2
3、8C電壓繼電器15EPL-11交流電壓表16EPL-12交流電流表17EPL-18直流電源及母線18EPL-13光示牌1五實驗內(nèi)容1. 整定點的動作值、返回值及返回系數(shù)測試 實驗接線圖1-2、圖1-4分別為過流繼電器及低壓繼電器的實驗接線。(1)電流繼電器的動作電流和返回電流測試:a .選擇EPL-04組件的DL-21C過流繼電器(額定電流為6A),確定動作值并進行整定。本實驗整定值為2.7A及5.4A兩種工作狀態(tài)。注意:本繼電器在出廠時已把轉(zhuǎn)動刻度盤上的指針調(diào)整到2.7A,學生也可以拆下玻璃罩子自行調(diào)整電流整定值。b .根據(jù)整定值要求對繼電器線圈確定接線方式;注意:(1)過流繼電器線圈可采用
4、串聯(lián)或并聯(lián)接法,如右圖所示。其中串聯(lián)接法電流動作值可由轉(zhuǎn)動刻度盤上的指針所對應(yīng)的電流值讀出,并聯(lián)接法電流動作值則為串聯(lián)接法的2倍。(2)串并聯(lián)接線時需注意線圈的極性,應(yīng)按照要求接線,否則得不到預期的動作電流值。c .按圖1-2接線(采用串聯(lián)接法),調(diào)壓器T、變壓器T2和電阻R均位于EPL-20,220V直流電源位于EPL-18,交流電流表位于EPL-12,量程為10 A。并把調(diào)壓器旋鈕逆時針調(diào)到底。d檢查無誤后,合上主電路電源開關(guān)和220V直流電源船型開關(guān),順時針調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器,增大輸出電流,并同時觀察交流電流表的讀數(shù)和光示牌的動作情況。注意:當電流表的讀數(shù)接近電流整定值時,應(yīng)緩慢對自耦調(diào)壓器
5、進行調(diào)節(jié),以免電流變化太快。當光示牌由滅變亮時,說明繼電器動作,觀察交流電流表并讀取電流值。記入表1-2,用起動電流表示(能使繼電器動作的最小電流值)。e繼電器動作后,反向緩慢調(diào)節(jié)調(diào)壓器降低輸出電流,當光示牌由亮變滅時,說明繼電器返回。記錄此時的電流值稱為返回電流 ,用表示(能使繼電器返回的最大電流值),記入表1-2,并計算返回系數(shù):繼電器的返回系數(shù)是返回與動作電流的比值,用Kf表示。 過流繼電器的返回系數(shù)在0.85-0.9之間。當小于0.85或大于0.9時,應(yīng)進行調(diào)整,調(diào)整方式見附。f改變繼電器線圈接線方式(采用并聯(lián)接法),重復以上步驟。表1-2 過流繼電器實驗結(jié)果記錄表整定電流I(安)2.
6、7A線圈接線方式為5.4A線圈接線方式為測試序號123123實測起動電流Idj實測返回電流Ifj返回系數(shù)Kf起動電流與整定電流誤差%(2)低壓繼電器的動作電壓和返回電壓測試a選EPL-05中的DY-28C型低壓繼電器(額定電壓為30V),確定動作值并進行初步整定。本實驗整定值為12V及24V兩種工作狀態(tài)。注意:本繼電器在出廠時已把轉(zhuǎn)動刻度盤上的指針調(diào)整到24V,學生也可以拆下玻璃罩子自行調(diào)整電壓整定值。b根據(jù)整定值需求確定繼電器接線方式。注意:(1)低壓繼電器線圈可采用串聯(lián)或并聯(lián)接法,如右圖所示。其中并聯(lián)接法電壓動作值可由轉(zhuǎn)動刻度盤上的指針所對應(yīng)的電壓值讀出,串聯(lián)接法電壓動作值則為并聯(lián)接法的2
7、倍。(2)串并聯(lián)接線時需注意線圈的極性,應(yīng)按照要求接線,否則得不到預期的動作電壓值。c按圖1-3接線(采用串聯(lián)接法),調(diào)壓器T位于EPL-20,220V直流電源位于EPL-18,交流電壓表位于EPL-11,量程為200V。并把調(diào)壓器旋鈕逆時針調(diào)到底。d順時針調(diào)節(jié)自耦變壓器,增大輸出電壓,并同時觀察交流電壓表的讀數(shù)和光示牌的動作情況。當光示牌由滅變亮后,再逆時針調(diào)節(jié)自耦變壓器逐步降低電壓,并觀察光示牌的動作情況。注意:當電壓表的讀數(shù)接近電壓整定值時,應(yīng)緩慢對自耦調(diào)壓器進行調(diào)節(jié),以免電壓變化太快。當光示牌由亮變滅時,說明繼電器舌片開始跌落。記錄此時的電壓稱為動作電壓。e再緩慢調(diào)節(jié)自耦變壓器升高電壓
8、,當光示牌由滅變亮時,說明繼電器舌片開始被吸上。記錄此時的電壓稱為返回電壓,將所取得的數(shù)值記入表1-3并計算返回系數(shù)。返回系數(shù)為 低壓繼電器的返回系數(shù)不大于1.2。將所得結(jié)果記入表1-3。f改變繼電器線圈接線方式(采用并聯(lián)接法),重復以上步驟。表1-3 低壓繼電器實驗結(jié)果記錄表整定電壓U(伏)12V線圈接線方式為24V線圈接線方式為測試序號123123實測起動電壓Udj實測返回電壓Ufj返回系數(shù)Kf起動電壓與整定電壓誤差%六實驗報告實驗結(jié)束后,針對過電流,低壓繼電器實驗要求及相應(yīng)動作返回值、返回系數(shù)的具體整定方法,按實驗報告編寫的格式和要求寫出過流繼電器,低壓繼電器實驗報告和實驗體會,并書面解
9、答本實驗思考題。附一 返回系數(shù)和動作值的調(diào)整一返回系數(shù)的調(diào)整返回系數(shù)不滿足要求時應(yīng)予以調(diào)整。影響返回系數(shù)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(shù)的調(diào)整方法有:1調(diào)整舌片的起始角和終止角:調(diào)節(jié)繼電器右下方起始位置限制螺桿,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(diào)整動作電流和返回系數(shù)。舌片起始位置離開磁極的距離愈大,返回系數(shù)愈小,反之,返回系數(shù)愈大。調(diào)節(jié)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
10、終止角來調(diào)整返回電流和返回系數(shù)。舌片終止角與磁極的間隙愈大,返回系數(shù)愈大;反之,返回系數(shù)愈小。2不調(diào)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(diào)整返回系數(shù)的目的。該距離越大返回系數(shù)也越大;反之返回系數(shù)越小。3適當調(diào)整觸點壓力也能改變返回系數(shù),但應(yīng)注意觸點壓力不宜過小。二動作值的調(diào)整1繼電器的整定指示器在最大刻度值附近時,主要調(diào)整舌片的起始位置,以改變動作值。為此可調(diào)整右下放的舌片起始位置的限制螺桿。當動作值偏小時,調(diào)節(jié)限制螺桿使舌片起始位置遠離磁極;反之則靠近磁極。2繼電器的整定指示器在最小刻度附近時,主要調(diào)整彈簧,以改變動作值。3適當調(diào)整觸點壓力也
11、能改變動作值,但應(yīng)注意觸點壓力不宜過小。附二 DL-20C系列電流繼電器一規(guī)格型號1.繼電器額定值與整定值范圍如下:型號最大整定電流(A)額定電流(A)長期允許電流(A)電流整定范圍(A)動作電流(A)最小整值時的功率消耗(VA)線圈串聯(lián)線圈并聯(lián)線圈串聯(lián)線圈并聯(lián)線圈串聯(lián)線圈并聯(lián)DL-21C66126121.561.53360.55236480.520.51120.50.612120.150.60.150.30.30.60.52.接觸系統(tǒng)的組合形式如下:型號觸點數(shù)量動合動斷DL-21C1二技術(shù)數(shù)據(jù)1.整定值的動作誤差不超過±6%。2.動作時間:過電流繼電器在施加1.1倍整定值電流時,動
12、作時間不大于0.12s;在施加2倍整定值電流時,動作時間不大于0.04s。3.返回系數(shù):不小于0.8。4.觸點斷開容量:在電壓不超過250V及電流不超過2A,時間常數(shù)為5×10-3s的直流有感負荷電路中為50W,在交流電路中為250VA。5.繼電器能耐受交流電壓2kV,50Hz歷時1min的介質(zhì)強度試驗。6.繼電器重量:約為0.5kg。附三 DY-20C系列電壓繼電器一規(guī)格型號1.繼電器額定值與整定值范圍如下:型號最大整定電壓(V)額定電壓(V)長期允許電壓(V)電壓整定范圍(V)動作電壓(V)最小整定值時的功率消耗(VA)線圈并聯(lián)線圈串聯(lián)線圈并聯(lián)線圈串聯(lián)線圈并聯(lián)線圈串聯(lián)DY-28C
13、483060357012481224244812.接觸系統(tǒng)的組合形式如下:型號觸點數(shù)量動合動斷DY-28C11二技術(shù)數(shù)據(jù)1.整定值的動作誤差不超過±6%。2.動作時間:低壓繼電器在施加0.5倍整定值電壓時,動作時間不大于0.15s。3.返回系數(shù):不大于1.25。4.觸點斷開容量:在電壓不超過250V及電流不超過2A,時間常數(shù)為5×10-3s的直流有感負荷電路中為50W,在交流電路中為250VA。5.繼電器能耐受交流電壓2kV,50Hz歷時1min的介質(zhì)強度試驗。實驗二 電磁型時間繼電器實驗一實驗?zāi)康氖煜S-20C系列時間繼電器的實際結(jié)構(gòu),工作原理,基本特性,掌握時限的整定
14、和試驗調(diào)整方法,二預習與思考1影響起動電壓、返回電壓的因素是什么?2在某一整定點的動作時間測定,所測得數(shù)值大于或(小于)該點的整定時間,并超出允許誤差時,將用什么方法進行調(diào)整?3根據(jù)你所學的知識說明時間繼電器常用在那些繼電保護裝置電路?三原理說明DS-20系列時間繼電器為帶有延時機構(gòu)的吸入式電磁繼電器。繼電器具有一付瞬時轉(zhuǎn)換觸點,一付滑動延時動合主觸點和一付終止延時動合主觸點。當電壓加在繼電器線圈兩端時,唧子(鐵芯)被吸入,瞬時動合觸點閉合,瞬時動斷觸點斷開,同時延時機構(gòu)開始起動。在延時機構(gòu)拉力彈簧作用下,經(jīng)過整定時間后,滑動觸點閉合。再經(jīng)過一定時間后,終止觸點閉合。從電壓加到線圈的瞬間起,到
15、延時動合觸點閉合止的這一段時間,可借移動靜觸點的位置以調(diào)整之,并由指針直接在繼電器的標度盤上指明。當線圈斷電時,唧子和延時機構(gòu)在塔形反力彈簧的作用下,瞬時返回到原來的位置。DS-20系列時間繼電器用于各種繼電保護和自動控制線路中,使被控制元件按時限控制進行動作。四實驗設(shè)備序號設(shè)備名稱使 用 儀 器 名 稱數(shù)量1控制屏12EPL-05繼電器(二)DS-21時間繼電器13EPL-14按鈕及電阻盤14EPL-15電秒表、相位儀15EPL-18直流電源及母線16EPL-19直流儀表1五實驗內(nèi)容1內(nèi)部結(jié)構(gòu)檢查(1)觀察繼電器內(nèi)部結(jié)構(gòu),檢查各零件是否完好,各螺絲固定是否牢固,焊接質(zhì)量及線頭壓接應(yīng)保持良好。
16、(2)銜鐵部分檢查手按銜鐵使其緩慢動作應(yīng)無明顯摩擦,放手后塔形彈簧返回應(yīng)靈活自如,否則應(yīng)檢查銜鐵在黃銅套管內(nèi)的活動情況,塔形彈簧在任何位置不許有重疊現(xiàn)象。(3)時間機構(gòu)檢查當銜鐵壓入時,時間機構(gòu)開始走動,在到達刻度盤終止位置,即觸點閉合為止的整個動作過程中應(yīng)走動均勻,不得有忽快忽慢,跳動或中途卡住現(xiàn)象,如發(fā)現(xiàn)上述不正?,F(xiàn)象,應(yīng)先調(diào)整鐘擺軸螺絲,若無效可在老師指導下將鐘表機構(gòu)解體檢查。(4)接點檢查a當用手壓入銜鐵時,瞬時轉(zhuǎn)換觸點中的常閉觸點應(yīng)斷開,常開觸點應(yīng)閉合。b時間整定螺絲整定在刻度盤上的任一位置,用手壓入銜鐵后經(jīng)過所整定的時間,動觸點應(yīng)在距離靜觸點首端的1/3處開始接觸靜觸點,并在其上滑
17、行到1/2處,即中心點停止。可靠地閉合靜觸點,釋放銜鐵時,應(yīng)無卡澀現(xiàn)象,動觸點也應(yīng)返回原位。c動觸點和靜觸點應(yīng)清潔無變形或燒損,否則應(yīng)打磨修理。2.動作電壓、返回電壓測試實驗接線見圖2-1,選用EPL-05掛箱的DS-21型繼電器,整定范圍(0.25-1.25s)。Rp采用EPL-14的900W電阻盤(分壓器接法),注意圖2-1中Rp的引出端(A3、A2、A1)接線方式,不要接錯,并把電阻盤調(diào)節(jié)旋鈕逆時針調(diào)到底。開關(guān)S采用EPL-14的按鈕開關(guān)SB1,處于彈出位置,即斷開狀態(tài)。直流電壓表位于EPL-19。數(shù)字電秒表的使用方法:“啟動”兩接線柱接通,開始計時,“停止” 兩接線柱接通,結(jié)束計時。(
18、1)動作電壓Ud的測試合上220V直流電源船型開關(guān)和按鈕開關(guān)SB1,順時針調(diào)節(jié)可變電阻Rp使輸出電壓從最小位置慢慢升高,并觀察直流電壓表的讀數(shù)。當電壓超過70V左右時,注意觀察時間繼電器的動作情況,直到時間繼電器銜鐵完全吸入為止。然后彈出開關(guān)S,再瞬時按下開關(guān)S,看繼電器能否動作。如不能動作,調(diào)節(jié)可變電阻R加大輸出電壓。在給繼電器突然加入電壓時,使銜鐵完全被吸入的最低電壓值,即為最低動作電壓Ud。彈出S,將動作電壓Ud 填入表2-1內(nèi)。(2)返回電壓Uf的測試按下S,加大電壓到額定值220V,然后漸漸調(diào)節(jié)可變電阻Rp降低輸出電壓,使電壓降低到觸點開啟,即繼電器的銜鐵返回到原來位置的最高電壓即為
19、Uf,斷開S,將Uf填入表2-1內(nèi)。表2-1 時間繼電器動作電壓、返回電壓測試測量值為額定電壓的%動作電壓Ud(V)返回電壓Uf(V)3動作時間測定動作時間測定的目的是檢查時間繼電器的控制延時動作的準確程度。測定是在額定電壓下,取所試驗繼電器允許時限整定范圍內(nèi)的大、中、小三點的整定時間值(見表2-2),在 每點測三次。用秒表測定動作時間的實驗接線圖見圖2-2。開關(guān)S采用EPL-14的按鈕開關(guān)SB1,處于斷開狀態(tài)。電秒表位于EPL-15。其余同圖2-1。(1)合上220V直流電源船型開關(guān)和電秒表船型開關(guān),按下按鈕開關(guān)SB1,順時針調(diào)節(jié)可變電阻Rp使直流電壓表的讀數(shù)到220V。然后斷開開關(guān)S(再按
20、一下按鈕開關(guān)SB1)和220V直流電源船型開關(guān)。(2)拆下有機玻璃罩子對延時時間進行調(diào)整,使刻度盤上的指針指向0.25s。(3)對數(shù)字電秒表進行復位并把量程置于ms檔(按下電秒表的毫秒按鈕開關(guān))。(4)合上220V直流電源船型開關(guān),按下按鈕開關(guān)SB1,觀察電秒表的讀數(shù)變化,并記錄最后的穩(wěn)定讀數(shù)填入表2-2。然后斷開開關(guān)S(再按一下按鈕開關(guān)SB1)。(5)兩次重復步驟3、4,分別把電秒表的讀數(shù)填入表2-2。(6)把延時時間分別調(diào)整到0.75s、1.25s,重復以上步驟。注意:當延時時間為1.25s時,數(shù)字電秒表量程置于s檔。表2-2 時間繼電器動作時間測定測量值整定值t(s) 1230.250.
21、751.25六實驗報告實驗報告結(jié)束后,結(jié)合時間繼電器的各項測試內(nèi)容及時限整定的具體方法,寫出時間繼電器實驗報告和本次實驗體會,并書面解答本實驗的思考題。附 DS-20系列時間繼電器一型號規(guī)格型號時間整定范圍(S)直流額定電壓(V)交流額定電壓(V)DS-21,DS-21/C0.21.524,48,110,220注:C為長期帶電型二技術(shù)參數(shù)1.繼電器的動作值:對于交流繼電器不大于70%額定電壓,對于長期帶電的直流繼電器不大于75%額定電壓。2.繼電器的返回值:不小于5%額定電壓。3.繼電器主觸點的延時一致性,不大于下表中的規(guī)定延時整定范圍(s)延時一致性(s)0.21.50.07注:(1)延時一
22、致性系指在同一時間整定點上,測量10次中最大和最小動作時間之差。(2)1、2、3條中規(guī)定的參數(shù)系環(huán)境溫度為+20±2的條件下測試。4.繼電器主觸點延時整定值平均誤差應(yīng)符合下列規(guī)定:平均誤差不超過±5%。5.熱穩(wěn)定性:當周圍介質(zhì)溫度為+40時,對于直流繼電器的線圈耐受110%額定電壓歷時1min,線圈溫升不超過65K;對于長期帶電直流繼電器的線圈長期耐受110%額定電壓,線圈溫升不超過65K。6.額定電壓下的功率消耗:對于直流繼電器不大于10W,對于長期帶電直流繼電器不大于7.5W。7.觸點斷開容量:在電壓不大于250V、電流不大于1A、時間常數(shù)不超過0.005s的直流有感負
23、荷電路中,主觸點和瞬動觸點的斷開容量為50W。8.延時主觸點長期允許通過電流為5A。9.介質(zhì)強度:繼電器導電部分與非導電部分之間,以及線圈電路與觸點電路之間的絕緣應(yīng)耐受交流50Hz、電壓2kV歷時1min試驗而無擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。10.電壽命:5000次11.繼電器在環(huán)境溫度為-20到+40的范圍內(nèi)可靠地工作。12.繼電器重量:不大于0.7kg。實驗三 反時限過流繼電器特性實驗一實驗?zāi)康?掌握反時限過流繼電器的工作原理、基本參數(shù)、反時限特性、速斷特性及其實驗整定方法。2學會如何擴大反時限過流繼電器的整定范圍。二預習與思考1何為反時限過流繼電器的始動電流?為何要檢測始動電流?2反時限過流繼電器集成
24、了常規(guī)過流保護中哪幾種繼電器的功能?3反時限過流繼電器的動作值,返回值與普通電流繼電器同名值有何區(qū)別?4反時限的具體概念是什么?為什么該繼電器具有反時限功能?三原理說明在工廠供電系統(tǒng)中,廣泛采用感應(yīng)式電流繼電器來作為電流保護兼電流速斷保護,因為感應(yīng)式電流繼電器兼有上述電磁式電流繼電器、時間繼電器、信號繼電器和中間繼電器的功能,從而可大大簡化繼電保護裝置。而且采用感應(yīng)式電流繼電器組成的保護裝置采用交流操作,可進一步簡化二次系統(tǒng),減少投資,因此它在中小變配電所中應(yīng)用非常普遍。1基本結(jié)構(gòu)工廠供電系統(tǒng)常用的GL-10、20系列感應(yīng)式電流繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。這種電流繼電器有兩組元件構(gòu)成,一組
25、為感應(yīng)元件,另一組為電磁元件。感應(yīng)元件主要包括線圈1、帶短路環(huán)3的電磁鐵2及裝在可偏轉(zhuǎn)框架6上的轉(zhuǎn)動鋁盤4。電磁元件主要包括線圈1、電磁鐵2和銜鐵15。線圈1和電磁鐵2是兩組元件共用的。2工作原理和特性感應(yīng)式電流繼電器的工作原理可用圖3-2來說明。當線圈1有電流IKA通過時,電磁鐵2在短路環(huán)3的作用下,產(chǎn)生相位一前一后的兩個磁通1和2,穿過鋁盤4。這時作用于鋁盤上的轉(zhuǎn)矩為式中,是1和2之間的相位差。上式通常稱為感應(yīng)是機構(gòu)的基本轉(zhuǎn)矩方程。由于,而為常數(shù),因此鋁盤在轉(zhuǎn)矩M1作用下轉(zhuǎn)動,同時切割永久磁鐵8的磁通,在鋁盤上感應(yīng)出渦流。渦流又與永久磁鐵的磁通作用,產(chǎn)生一個與M1反向的制動方向力矩M2。制
26、動力矩M2與鋁盤轉(zhuǎn)速n成正比,即當鋁盤轉(zhuǎn)速n增大到某一定值時,M1M2,這時鋁盤勻速轉(zhuǎn)動。繼電器的鋁盤在上述M1和M2的共同作用下,鋁盤受力有使框架繞軸順時針方向偏轉(zhuǎn)的趨勢,但受到彈簧7的阻力。當繼電器線圈電流增大到繼電器的動作電流值Iop時,鋁盤受到的力也增大到可克服彈簧的阻力,使鋁盤帶動框架前偏,使蝸桿10與扇行齒輪9嚙合,使扇行齒輪沿著蝸桿上升,最后使觸點12切換,同時使信號牌(圖2-1上未示出)掉下,使觀察孔可看到紅色或白色的信號指示,表示繼電器已經(jīng)動作。繼電器線圈中的電流越大,鋁盤轉(zhuǎn)得越快,扇行齒輪沿蝸桿上升的速度也越快,因此動作時間越短,這也就是感應(yīng)式電流繼電器的“反時限(即反比延
27、時)特性”,如圖3-3所示的曲線abc,這一特性時其感應(yīng)元件所產(chǎn)生的。當繼電器線圈電流進一步增大到整定的速斷電流Iqb時,電磁鐵瞬時將銜鐵吸下,使觸點12瞬時切換,同時也使信號牌掉下。電磁元件“電流速斷特性”,如圖3-3所示曲線bbd。因此該電磁元件又稱電流速斷元件。速斷電流 Iqb與感應(yīng)元件動作電流Iop的比值,稱為速斷電流倍數(shù),即GL10、20系列電流繼電器的速斷電流倍數(shù)nqb28。速斷電流Iqb的含義,是指繼電器線圈中使電流速斷元件動作的最小電流。感應(yīng)式電流繼電器的上述有一定限度的反時限特性,稱為“有限反時限特性”。3動作電流和時限的調(diào)節(jié)繼電器的動作電流(整定電流)Iop,可利用插銷16
28、(參看圖3-1)以改變線圈匝數(shù)來進行級進調(diào)節(jié),也可利用調(diào)節(jié)彈簧7的拉力來進行平滑的細調(diào)。繼電器的速斷電流倍數(shù)nqb,可利用螺釘14來改變銜鐵15與電磁鐵之間的氣隙來調(diào)節(jié)。氣隙越大,nqb越大。繼電器感應(yīng)元件的動作時限,可利用時限調(diào)節(jié)螺桿13來改變扇行齒輪頂桿行程所起點,以使動作的特性曲線上下移動。不過注意,繼電器的動作時限調(diào)節(jié)螺桿的標度尺,是以10倍動作電流的動作時間來標度的。因此繼電器實際的動作時間,與實際通過繼電器線圈的電流大小有關(guān),需從相應(yīng)的動作特性曲線上去查得。四實驗設(shè)備序號設(shè)備名稱使 用 儀 器 名 稱數(shù)量1控制屏12EPL-12交流電流表13EPL-14按鈕及電阻盤14EPL-17
29、三相電源15EPL-20變壓器及單相可調(diào)電源16EPL-29反時限過流繼電器1五實驗內(nèi)容與步驟1反時限繼電器機械部分的檢查與調(diào)整(1) 將繼電器的外殼取下(實際工程實驗時,在取下外殼之前必須用干凈的擦布將繼電器擦干凈,取下外殼后要清除繼電器內(nèi)聚集的灰塵,特別要注意清除圓盤與磁極間隙中的灰塵和鐵屑)。(2) 檢查繼電器各部螺釘、螺帽的松緊程度,彈簧接點的可靠性,應(yīng)特別注意檢查接點的固定情況、接線螺桿接觸情況及彈簧的彈性是否良好。(3) 檢查軸承眼(方框與圓盤的軸承眼)是否清潔,但檢查過程中特別要注意眼內(nèi)滾珠有否脫落,軸承應(yīng)光滑無磨損,軸尖在軸承內(nèi)的活動范圍約0.2毫米左右,無論哪個軸承和軸尖均不
30、允許涂潤滑油(若繼電器無異?,F(xiàn)象,可不必作此檢查)。(4) 檢查圓盤轉(zhuǎn)動情況,要確保使圓盤在一周及連續(xù)轉(zhuǎn)動過程中與電磁鐵、永久磁鐵間無磨損,圓盤在任何位置其間隙都不小于0.2毫米,圓盤在水平轉(zhuǎn)動過程中應(yīng)保持與電磁鐵垂直。(5) 扇形齒輪的頂桿應(yīng)接觸于瞬動鐵心頂板的中心。在最上位置時,動鐵心右端按下,扇形齒輪的頂桿與瞬動鐵心的頂板之間的距離應(yīng)不小于2毫米。2動作電流與返回電流的實驗實驗接線如圖3-4所示。在實驗過程中應(yīng)注意信號牌,每次均恢復正常位置,速斷部分放在最大位置,銘牌不能拆下,開始可將電阻放在最大位置。A、B為三相調(diào)壓器的A相、B相輸出,位于EPL-17,變壓器T1位于EPL-20,交流
31、電流表的量程為10A,開關(guān)S選用EPL-14的SB1。(1) 始動電流檢測a. 將繼電器電流整定端子放在標度2A插孔內(nèi),時間刻度置于2s位置,速斷標度為2倍處。b. 按圖3-1接線,將桌面上的三相調(diào)壓器旋鈕逆時針旋到底,并檢查接線確保正確無誤。c. 按下線路電源控制“閉合”開關(guān)和開關(guān)SB1,同時順時針緩慢調(diào)節(jié)桌面上的三相調(diào)壓器,觀察交流電流表的讀數(shù)和過流繼電器的圓盤,記錄使圓盤不間斷轉(zhuǎn)動時的最小電流稱為始動電流,計算始動電流與整定電流的比值,將數(shù)據(jù)記錄于表3-1中。反時限繼電器在整定值的15%-30%時即開始轉(zhuǎn)動,當超過此值時,應(yīng)進行機械部分的檢查及調(diào)整。如軸承及軸尖是否不清楚及磨損,軸是否歪
32、曲。(2) 啟動電流與返回電流試驗在試驗時間應(yīng)檢測各個標度電流插頭位置的啟動返回電流。對于運行使用的反時限繼電器進行定期檢測,可只試驗整定位置的啟動電流,返回電流值,本實驗可選整定電流標度2A插孔。合上電源開關(guān)SB1,調(diào)節(jié)桌面上的三相調(diào)壓器,均勻地增加繼電器的電流,直至使扇形齒輪與螺旋桿吻合,并一直均勻上升,使接點動作的電流稱為感應(yīng)元件的啟動電流或動作電流。一般在繼電器動作后扇形齒輪即應(yīng)一直均勻上升,如有中途停止則證明尚有摩擦等問題存在。動作電流與整定值的誤差不應(yīng)超過5%,否則應(yīng)調(diào)整彈簧5。拉緊彈簧則增加電流,放松則減小電流。返回電流測試應(yīng)在扇形齒輪與螺旋桿吻合上升快接觸可動鐵心10時開始減小
33、加入繼電器的電流。當電流減小只于扇形齒輪與螺旋桿離開時的電流即使為返回電流,此時應(yīng)注意可動鐵心應(yīng)未動作,否則,將受磁路變更而影響感應(yīng)元件的返回電流測試值。返回電流與啟動電流之比值稱為返回系數(shù),此系數(shù)為檢查繼電器的質(zhì)量之一,GL-25型返回系數(shù)應(yīng)為0.800.90,如低于此數(shù)應(yīng)按下列方法之一或結(jié)合幾種方法進行調(diào)整。a. 變更舌形彈簧片與電磁鐵的距離,距離小返回系數(shù)低,反之則高。b. 調(diào)整扇形齒輪與螺旋桿的吻合深度,深度大返回系數(shù)低,反之則高。但容易造成圓盤中途停滯不轉(zhuǎn)及不復歸的可能。因此在調(diào)整后反應(yīng)反復試驗,觀察有無上述情況發(fā)生。c. 調(diào)整永久磁鐵磁極間隙,減小間隙時,返回系數(shù)增高,反之降低。d
34、. 檢查軸承是否良好。在用a調(diào)整返回系數(shù)時,將影響啟動電流,故每次調(diào)整后均應(yīng)復校啟動電流。啟動電流與返回電流校驗后,若在運行中需要改變定值,應(yīng)對所有標度電流整定端子進行校驗,否則只需進行某個使用的整定端子的啟動電流,返回電流校驗。在運行中帶電改變定值時,為了避免變流器開路,必須首先將備用螺釘(位于界限座無標號的插孔中)擰入所需插孔中,而后擰出另外的螺釘,并且把它插入插孔中。不允許兩個調(diào)整螺釘同時留在標號插孔中,以免繼電器拒絕動作。3感應(yīng)元件時間特性試驗 (1) 反時限特性曲線測試: 校驗時間特性時,速斷部分置于最大位置、信號牌等其他要求都應(yīng)與前面的2項相同。反時限過流保護如在運行中,不改變時間
35、定值可以只校驗整定端子的時間特性曲線(如需運行中改變時間定值時,對所有整定點均應(yīng)進行校驗)。a. 將繼電器的動作時間分別整定為2秒和4秒,整定電流置于2A插孔,在時限的最大和最小位置分別通入不同倍數(shù)的動作電流,錄取反時限特性曲線,實驗接線見圖3-4。b. 按圖接線,分別加入2,2.5,3,3.5,4,4.5,5A標度整定電流(本實驗為2),分別測試對應(yīng)電流的時間記錄于表3-1中,并繪制出二條反時限特性曲線。表3-1動作電流整定范圍動作時間整定范圍速斷倍數(shù)整定范圍動作電流整定值A(chǔ)動作時間整定值秒速斷倍數(shù)整定值感應(yīng)元件始動電流A始動電流/整定電流%啟動電流A返回電流A返回系數(shù)實驗時速斷元件整定于最
36、大值感應(yīng)元件反時限特性記錄表(實驗電流=整定電流´倍數(shù))實驗電流值(A)456789102秒時的動作時間(s)4秒時的動作時間(s)實驗時將框架塞住速斷元件檢測記錄表(實驗時速斷標度倍數(shù)可選擇2倍)電流整定標度2A2.5A3A3.5A4A4.5A5A速斷電流標度計算值(A)實測值(A)誤差(%)時間特性的調(diào)整可通過調(diào)節(jié)阻尼磁鐵位置來實現(xiàn),當時間特性前半段(動作電流?。﹦幼鲿r間太長,則將阻尼永久磁鐵向內(nèi)移,反之向外移,不過阻尼磁鐵向外移動時,有一定的限度即整個磁鐵仍在圓盤面積以內(nèi),若越過轉(zhuǎn)盤面積以外時,將阻尼磁鐵向外移動則反使前段時間縮短。另外還可調(diào)整時間刻度盤,適當改變時間特性。4.
37、 速斷元件刻度盤的檢測實驗時速斷元件的動作電流應(yīng)用沖擊電流的方式試驗,返回電流則用逐漸減小的方式測的。(1) 將繼電器電流整定端子放在標度某個定值的插孔內(nèi)(見表3-1),時間刻度放在2秒處,速斷標度在2倍處,桌面上的三相調(diào)壓器旋鈕置于逆時針到底位置。(2) 合上開關(guān)SB1,調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器旋鈕使繼電器電流到電磁元件動作,然后稍稍減小電流打開SB1。(3) 將框架塞住,然后沖擊地合上開關(guān)SB1,重復幾次找出瞬動元件的動作電流。若動作電流與速斷刻度值相差太大(超出表3-2的規(guī)定)可通過調(diào)整旋鈕改變磁極間隙的方法進行調(diào)整。調(diào)整旋鈕順時針轉(zhuǎn)動時動作電流減小,逆時針轉(zhuǎn)動時動作電流增大,調(diào)整合適后用螺絲固定
38、。表3-2允許誤差規(guī)定值整定電流倍數(shù)2468允許誤差(%)±12±14±14+25、-15(4) 沖擊地加入0.9倍速斷啟動值的電流,速斷元件不應(yīng)動作。(5) 通入1.1倍的繼電器速斷起動值的電流。再打開SB1,然后沖擊地加上1.1倍速動起動電流,其動作時間不應(yīng)大于0.15s(實驗接線見圖3-1)。5重復檢查并假封印繼電器檢測整定后,應(yīng)重復檢查所有的螺釘、螺帽是否已擰緊,磁極間有沒有雜物等,然后將外殼蓋好并加封印。繼電器需搬運時,應(yīng)將感應(yīng)元件可動部分扎住,用紙將速斷元件可動銜鐵卡住,運輸?shù)浆F(xiàn)場后在由現(xiàn)場負責人將扎線及紙去掉,檢查機械部分后重新封印訪可投入運行。六、
39、技術(shù)數(shù)據(jù)及說明1 繼電器的額定數(shù)值與調(diào)整范圍列于表3-3中。表3-3型號規(guī)格額定電流(A)整定值動作電流(A)10倍整定動作電流下動作時間(s)瞬動電流倍數(shù)GL-21/10104,5,6,7,8,9,100.5,1,2,3,42,4,6,8GL-25/10GL-21/552,2.5,3,3.5,4,4.5,5GL-25/5GL-22/10104,5,6,7,8,9,102,4,8,12,16GL-22/552,2.5,3,3.5,4,4.5,5GL-23/10104,5,6,7,8,9,102,3,4GL-23/552,2.5,3,3.5,4,4.5,5GL-24/10104,5,6,7,8,
40、9,108,12,16GL-26/10GL-24/552,2.5,3,3.5,4,4.5,5GL-26/52繼電器線圈的長期允許電流為110%額定電流。3繼電器的返回系數(shù),對于GL-21、22型應(yīng)不小于0.85,對于GL-23、24、25、26型應(yīng)不小于0.8。4當電流為繼電器的整定電流時,繼電器的功率消耗不大于15VA。5觸點性能(1)動合主觸點性能動合主觸點在電壓不大于250V時,能接通直流或交流5A,但是斷開它所接通的電路,應(yīng)當由其它觸點擔任(例如:油開關(guān)的輔助觸點)。(2)動斷主觸點性能動斷主觸點在電壓不大于250V,電流不大于0.5A的直流有感負荷電路(電路的時間常數(shù)為5±
41、0.75ms)中,斷開功率為50W;在電壓不大于250V,電流不大于2A的交流電路(電路的功率因數(shù)為0.4±0.1)中,斷開功率為250VA。如果被控電路系由變流器供電并與繼電器主觸點并聯(lián),且當電流為4A時,其總阻抗不大于4,則繼電器的主觸點在電流不大于50A情況下能夠?qū)⑦@個電路分流接通與分流斷開。(3)繼電器的過渡轉(zhuǎn)換主觸點控制電路由變流器供電,且其阻抗值在電流為3.5A時不大于4.5,當電流增至150A時,繼電器主觸點能夠?qū)⑦@個電路分流接通與分流斷開。(4)輔助觸點性能繼電器的動合輔助觸點,在電壓不大于250V時能接通或斷開電流不大于0.2A的直流無感電路或電流不大于0.5A的交
42、流電路。6繼電器重量約為5kg。實驗四 具有燈光監(jiān)視的斷路器控制回路實驗一實驗?zāi)康?掌握具有燈光監(jiān)視的斷路器控制回路的工作原理,電路的功能特點。2理解為使斷路器控制回路能安全可靠地工作,所必須滿足對合閘及分閘監(jiān)視的基本要求及其重要性。3結(jié)合萬能轉(zhuǎn)換控制開關(guān)的觸點圖表,學會開關(guān)的使用、控制回路的接線和動作試驗方法。4理解閃光繼電器的使用。二預習和思考1為什么控制回路能監(jiān)視回路本身的完整性和操作電源的情況?上述電路中如何實現(xiàn)斷路器在合閘位置時能監(jiān)視跳閘回路的完整性;斷路器在跳閘位置時也能監(jiān)視合閘回路的?2斷路器的分、合閘時間都很短(分閘時間不大于0.1s;合閘時間不大于0.6s),操作機構(gòu)的分、合
43、閘線圈都按短時通電設(shè)計,若通電時間過長,就可能燒毀。請分析上述控制電路中,在分、合閘動作時是如何實現(xiàn)短時接通的,當動作完成后,分、合閘回路是如何自動斷開的?3上述控制電路中紅燈、綠燈的平光以及閃光分別表示斷路器在什么狀態(tài)?三實驗原理1控制開關(guān)以LW2-Z型為例作簡單說明。表4-1為LW2-Z-1a、4、6a、40、20、20/F8型控制開關(guān)的外形及觸點位置圖表。LW2-Z型控制開關(guān)有六個操作位置,即“預備合閘”、“合閘”、“合閘后”、“預備跳閘”、“跳閘”、“跳閘后”,其中,“合閘后”和“跳閘后”為兩個固定位置,即手柄在垂直位置和水平位置?!邦A備合閘”和“預備跳閘”為兩個預備位置,手柄在垂直位
44、置或水平位置,暫時停留,僅作為一種過渡位置?!昂祥l”和“跳閘”為兩個自動復歸位置,即操作手柄從垂直位置或水平位置順時針或反時針旋轉(zhuǎn)45度,當操作人員松開手柄時,手柄在彈簧的作用下,又自動反方向復歸45度回到固定位置。斷路器合閘時,按照“預備合閘”、“合閘”、“合閘后”的順序順時針操作手柄;斷路器跳閘時,按照“預備跳閘”、“跳閘”、“跳閘后”的順序逆時針操作手柄。具體操作順序如下:合閘操作時,操作手柄從水平位置(“跳閘后”位置)順時針旋轉(zhuǎn)90度至垂直位置(固定位置),即為“預備合閘”位置,再順時針旋轉(zhuǎn)45度時(復歸位置),即為“合閘”位置;松開手柄時,又自動反方向(逆時針)復歸45度回到垂直位置
45、,即為“合閘后”位置;跳閘操作時,操作手柄從垂直位置(“合閘后”位置)逆時針旋轉(zhuǎn)90度,其他過程類似,敘述從略。圖表中“”表示觸點為接通狀態(tài),“-”表示觸點為斷開狀態(tài)。表4-1 LW2-Z-1a、4、6a、40、20、20/F8型控制開關(guān)觸點位置圖手柄和觸點盒型式F81a46a402020觸點號1-32-45-86-79-109-1210-1113-1414-1513-1617-1917-1818-2021-2321-2222-24位置分閘后預備合閘合閘合閘后預備合閘分閘控制開關(guān)觸點通斷情況除了用觸點位置圖表表示外,另一種表示方法是直接在斷路器的控制電路中標出,即在控制開關(guān)的觸點圖形符號上畫出
46、四條或六條垂直虛線,分別表示控制開關(guān)的位置狀態(tài),而在觸點圖形符號下方的位置豎線上畫黑點,表示控制開關(guān)SA左右兩側(cè)標有OFF和ON,分別表示跳閘操作和合閘操作;而兩側(cè)虛線上標出的箭頭(左邊位置標為“”和右邊位置標為“”)方向表示控制開關(guān)SA手柄自動返回的方向,六條垂直線代表控制開關(guān)手柄六種位置狀態(tài),從左至右分別為“跳閘后”、“跳閘”、“預備跳閘”,“預備合閘”、“合閘”、“合閘后”。利用虛線和黑點表示各對觸點對應(yīng)控制開關(guān)手柄在不同位置時的狀態(tài),這種方法看圖具有直觀、簡單、方便、明了的特點,在電氣設(shè)備控制電路圖中,完全可以省去控制開關(guān)觸點位置圖表。2閃光信號裝置閃光信號裝置用于給閃光小母線WF提供
47、脈動電壓。當斷路器事故跳閘或者自動投入時,綠燈GN或紅燈RD通過接上閃光小母線WF而閃光。圖4-1是由閃光繼電器DX-3構(gòu)成的一種直流閃光裝置電路。當斷路器事故跳閘或者自動投入時,斷路器的控制回路使指示燈接通閃光小母線WF,閃光繼電器通電動作,同時指示燈WH亮。但繼電器線圈通電動作后,其常閉觸點斷開,使WF小母線的正電源消失,從而使指示燈WH滅。繼電器線圈斷電后,其常閉觸點返回閉合,又使WF小母線獲得正電源,從而使指示燈WH又亮。由于閃光繼電器交替動作,使閃光小母線WF獲得脈動的正電源,從而使指示燈閃光。3具有燈光監(jiān)視的斷路器控制和信號回路具有燈光監(jiān)視的斷路器控制和信號回路如圖4-2所示,控制
48、開關(guān)SA采用LW2-Z-1a、4、6a、40、20、20/F8型控制開關(guān),其觸點位置圖表如表4-1所示。斷路器控制回路動作過程如下:(1)合閘過程。設(shè)斷路器處于跳閘狀態(tài), SA在“跳閘后”位置,觸點SA10-11閉合。這時,回路由+WC觸點SA10-11綠燈HG附加電阻R斷路器輔助觸點QF1斷路器的合閘線圈YO1-WC接通,綠燈亮,發(fā)平光。綠燈HG發(fā)平光,不僅表示斷路器處于跳閘位置,而且表明控制回路的電源和合閘回路處于完好狀態(tài)。由于綠燈及附加電阻R的分壓,合閘線圈上的電壓不足以使斷路器的觸點閉合。R不僅可以降低信號燈額定電壓,還可以避免因信號燈短路而引起斷路器誤合。進行合閘操作時,首先,將控制
49、開關(guān)SA順時針旋轉(zhuǎn)90度,置于“預備合閘”位置,觸點SA9-10接通,回路由+WFSA9-10綠燈HG附加電阻R斷路器輔助觸點QF1斷路器的合閘線圈YO1-WC接通,將綠燈HG接于閃光母線+WF上,綠燈HG閃光,表明控制開關(guān)的位置與斷路器的位置狀態(tài)不一致,提醒運行人員核對操作對象是否正確。如檢查無誤后,再將控制開關(guān)SA繼續(xù)順時針旋轉(zhuǎn)45度置于“合閘”位置。這時,觸點SA5-8接通,回路由+WC觸點SA5-8斷路器輔助觸點QF1斷路器的合閘線圈YO1-WC接通,使合閘線圈YO1接通于+WC和-WC之間,YO1動作,斷路器合閘。斷路器合閘后,QF1斷開使綠燈熄滅QF2閉合,觸點SA13-16接通,
50、綠燈HR發(fā)光。當松開控制開關(guān)SA后,操作手柄自動復歸,回到“合閘后”位置,而觸點SA13-16仍接通,使紅燈一直發(fā)出平光。紅燈發(fā)平光,不僅表明斷路器已合閘,而且表明控制回路的電源和跳閘回路處于完好狀態(tài),同時觸點SA9-10接通,為故障跳閘做好使綠燈閃光準備(此時QF1斷開)。(2)跳閘過程。設(shè)斷路器處于合閘狀態(tài),其輔助觸點QF1、QF2分別處在斷開和閉合狀態(tài)。SA在“合閘后”位置,紅燈發(fā)平光。表明斷路器處于合閘狀態(tài)。紅燈及附加電阻R的作用與綠燈及其附加電阻的作用相同。運行跳閘操作時,首先,將控制開關(guān)SA逆時針旋轉(zhuǎn)90度,置于“預備跳閘”位置,觸點SA13-16斷開,而觸點SA13-14接通于閃
51、光母線,使紅燈HR發(fā)出閃光。紅燈閃光的作用與綠燈閃光相同。將控制開關(guān)SA繼續(xù)旋轉(zhuǎn)45度,置于“跳閘”位置,觸點SA6-7接通,將紅燈和附加電阻短接,因而流過跳閘線圈YR1的電流增大,使操動機構(gòu)脫扣,斷路器分閘。斷路器分閘后,一方面其輔助動合觸點QF2斷開,使分閘線圈回路斷開;另一方面其輔助動斷觸點QF1閉合,使合閘線圈YO1及綠燈回路經(jīng)觸點SA11-10接通,綠燈發(fā)平光。隨后操作人員松開控制開關(guān)SA手柄,SA自動復歸回到“跳閘后“位置。這時,觸點SA6-7斷開,觸點SA10-11仍接通,綠燈一直發(fā)平光,表明斷路器已經(jīng)處于跳開狀態(tài)。(3)自動合閘。斷路器自動合閘時,由自動裝置動作,如自動重合閘裝
52、置ARD動作,觸點ARD閉合,將綠燈和附加電阻短接,使合閘線圈YO1帶電,斷路器合閘,斷路器輔助觸點QF1閉合。這時,控制開關(guān)SA仍在“跳閘后”位置,觸點SA14-15接通,與閃光電源相連,故自動合閘后,紅燈發(fā)閃光。(4)事故分閘。運行中一次電路發(fā)生故障時,繼電保護動作,出口繼電器KM閉合,觸點SA6-7被短接,斷路器輔助觸點QF1處于閉合狀態(tài),YR1通電,斷路器跳閘,而控制開關(guān)在“合閘后”位置,綠燈HG發(fā)出閃光。與KM串聯(lián)的KS為信號繼電器電流型線圈,電阻很小。KS通電后將發(fā)出信號,表明斷路器因故障跳閘??梢姡瑪嗦菲鞯氖鹿市盘柣芈肪褪抢每刂崎_關(guān)的觸點與斷路器輔助觸點構(gòu)成“不對應(yīng)”關(guān)系,當滿足“不對應(yīng)”條件時,就發(fā)出事故跳閘信號;而正常跳、合閘操作,則不會誤發(fā)事故跳閘閃光信號和音響信號。同理,運行人員得知事故跳閘信號后,可將控制開關(guān)(手柄)扳向“跳閘后”位置,使兩者位置重新“對應(yīng)”,事故跳閘閃光和音響信號立即解除。四實驗設(shè)備序號設(shè)備名稱使 用 儀 器 名 稱數(shù)量1控制屏12EPL-01A站保護13EPL-07繼電器(
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