DCD-2A型差動(dòng)繼電器
DCD-2A型差動(dòng)繼電器
DCD-2差動(dòng)繼電器
一、用途
DCD-2A型差動(dòng)繼電器(以下簡稱繼電器)用于兩繞組或三繞組電力變壓器以及交流發(fā)電機(jī)的單相差動(dòng)保護(hù)線路中，作為主保護(hù)。
二、結(jié)構(gòu)及工作原理
1、結(jié)構(gòu)
繼電器由具有一付動(dòng)合觸點(diǎn)的高靈敏、高可靠性的電磁型執(zhí)行機(jī)構(gòu)和中間速飽和變流器組成。該執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電磁型繼電器，在
繼電器中被作為出口元件。
中間速飽和變流器具有短路繞組和平衡繞組，它構(gòu)成差動(dòng)繼電器的一些主要技術(shù)性能，如直流偏磁特性消除不平衡電流效應(yīng)的
自耦變流器性能。
變流器的導(dǎo)磁體由“E”形導(dǎo)磁片疊裝而成，有平衡繞組Ⅰ、Ⅱ和短路繞組。此外，中間柱上的短路繞組與右側(cè)邊柱上的短路
繞組通過一瓷盤電位器相連接，二次繞組放在導(dǎo)磁體的另一側(cè)邊柱上。繞組在導(dǎo)磁體的分布如圖1所示。繼電器的內(nèi)部接線及其保
護(hù)三繞組電力變壓器的原理接線圖如圖2所示。由于具有平衡繞組，且每隔一匝有抽頭，便于調(diào)整用以消除由于電流互感器變比不
*等原因引起的不平衡電流的效應(yīng)。具有兩個(gè)平衡繞組就使得繼電器能用于保護(hù)三繞組的電力變壓器。
動(dòng)作電流和平衡作用可通過調(diào)整工作繞組、平衡繞組的匝數(shù)在寬廣范圍內(nèi)進(jìn)行整定。直流偏磁特性可通過改變繼電器內(nèi)的磁盤
電位器的阻值進(jìn)行整定。
繼電器的結(jié)構(gòu)形式外形及安裝尺寸及繼電器端子接線見圖6。
2、原理
繼電器的基本原理是利用非故障時(shí)暫態(tài)電流中的非周期分量來此話變流器的導(dǎo)磁體，提高其飽和程度，從而構(gòu)成躲過勵(lì)磁涌流
及穿越性故障時(shí)不平衡電流的作用。其相應(yīng)的特性曲線為直流偏磁特性曲線簇ε=f(K)。工作繞組接入保護(hù)的差動(dòng)回路；平衡繞組可
以按照實(shí)際需要接入環(huán)回路或工作回路。
具有短路繞組的變流器，其特點(diǎn)是專門利用非周期性電流來磁化導(dǎo)磁體。圖3表示了導(dǎo)磁體內(nèi)部的電磁過程，當(dāng)電力變壓器空
載合閘時(shí)，瞬時(shí)值很大的勵(lì)磁涌流全部流過工作繞組，涌流波形具有偏于時(shí)間軸的磁通。它們在短路線組里產(chǎn)生兩種不同的反應(yīng)，
直流磁通的作用下，導(dǎo)磁體迅速飽和，大大降低了導(dǎo)磁率，這就大大惡化了工作繞組與二次繞組間的電磁感應(yīng)條件，因而顯著增大
了繼電器的動(dòng)作電流，這就是所謂直流偏磁作用。
當(dāng)穿越性短路，短路電流中含有非周期分量電流時(shí)，也產(chǎn)生同樣的作用，因而也能防止當(dāng)穿越性短路切除后、電壓恢復(fù)時(shí)的誤
動(dòng)作。繼電器的這種直流偏磁特性用圖4的曲線簇ε=f(K)來表示。
其中：ε=Icp/Icpo，動(dòng)作電流倍數(shù)，是具有直流分量時(shí)的交流動(dòng)作電流與直流分量等于零時(shí)的交流電流的比值。
K=I-/Icp，偏移系數(shù)，即直流分量與相應(yīng)交流動(dòng)作電流的比值，它表示電流波形對時(shí)間軸的偏移程度。
上述ε=f(K)是繼電器的靜態(tài)特性，它是在工作繞組力同時(shí)通入交流與直流電流試驗(yàn)取得的。直流電流是不隨時(shí)間變化的，而非
周期分量電流的數(shù)值時(shí)隨時(shí)間的增長而逐漸衰減。
為產(chǎn)生較好的速飽和特性，變流器設(shè)計(jì)時(shí)選擇了較高的工作磁通密度Bcp，但同時(shí)為保證繼電器可靠動(dòng)作所必須的容量，故規(guī)
定在繼電器的動(dòng)作電流為5倍起始值時(shí)，其可靠系數(shù)KH不小于1.35。
變流器的工作磁通密度是用磁性材料的重量和起始動(dòng)作電壓與動(dòng)作電流。動(dòng)作電壓反應(yīng)變流器的動(dòng)作磁通密度；動(dòng)作功率決定
了變流器的功率分配比例，同時(shí)滿足生產(chǎn)上通用性要求，這種執(zhí)行元件的特點(diǎn)在于其線圈是電感性的，在變流器飽和的情況下，二
次感應(yīng)電勢中含有顯著的高次諧波過濾器，因此這種執(zhí)行元件便是一個(gè)很好的高次諧波過濾器，它基本上反映變流器工作磁通密度
的基波。
繼電器的原理接線見圖2。
三、技術(shù)性性能及參數(shù)
1、額定值：額定電流5A，額定頻率50Hz。
2、無直流分量時(shí)，繼電器起始動(dòng)作安匝Awo+60±4。
3、當(dāng)用于保護(hù)三繞組電力變壓器或交流發(fā)電機(jī)時(shí)，其動(dòng)作電流可以在3-12A的范圍內(nèi)進(jìn)行整定(Awo=60)；對于動(dòng)作電流的zui
小整定值，其zui大平衡系數(shù)接近于2。
4、當(dāng)用于保護(hù)兩組繞組電力變壓器或交流發(fā)電機(jī)時(shí)，其動(dòng)作電流可以在1.55-12A的范圍內(nèi)進(jìn)行整定。
5、繼電器的直流偏磁特性ε=f(K)，可以用改變瓷盤可變電阻器阻值的方法進(jìn)行連續(xù)調(diào)整。
當(dāng)偏移系數(shù)K=0.6時(shí)，直流偏磁特性在各整定位置下的相對動(dòng)作電流系數(shù)的誤差不超過-8%~+20%。繼電器的可靠系數(shù)應(yīng)不小
于1.35。
6、當(dāng)差動(dòng)繼電器動(dòng)作時(shí)，其動(dòng)作電流為Icp。執(zhí)行元件相應(yīng)的正弦動(dòng)作電流為icpI，然后轉(zhuǎn)動(dòng)指針擰緊游絲，使得繼電器的動(dòng)作
電流為5Icp并測量執(zhí)行元件相應(yīng)的正弦動(dòng)作電流icp5，按下式算出可靠系數(shù)：KH=icp5/icp1。
在相同情況下，當(dāng)差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流為2Icp時(shí)，上述的值不小于1.2。
7、3倍動(dòng)作電流時(shí)，差動(dòng)繼電器的動(dòng)作時(shí)間，不大于0.035s。
8、當(dāng)變流器的一個(gè)平衡繞組和工作繞組全部匝數(shù)接入時(shí)，在保護(hù)區(qū)故障，且電流等于5A，繼電器的單相功率消耗不超過
16VA。
9、在正常情況下，電流互感器的變比誤差被全部補(bǔ)償(變流器工作回路的磁化力相平衡，導(dǎo)磁體里磁通為零)。工作繞組與平
衡繞組能*通過10A電流。
它是一個(gè)平衡繞組和工作繞組的全部匝數(shù)接入時(shí)，通直流電流進(jìn)行試驗(yàn)的。
10、工作繞組或每一個(gè)平衡繞組的直流電阻不應(yīng)大于0.05Ω。
11、觸點(diǎn)性能
繼電器觸點(diǎn)應(yīng)能斷開電壓不超過250V及電流不超過2A，容量為50W的有感負(fù)荷(時(shí)間常數(shù)為5±0.75ms)的直流回路，觸點(diǎn)
在此規(guī)定負(fù)荷條件下，繼電器應(yīng)可靠動(dòng)作1000次。
12、機(jī)械壽命：繼電器的機(jī)械壽命為104次。
13、繼電器各導(dǎo)電電路連在一起對地(或絕緣外殼的外露非導(dǎo)電金屬部分)以及在電器上無的各導(dǎo)電電路之間應(yīng)能承受
2kV(有效值)50Hz的交流試驗(yàn)電壓歷時(shí)1min試驗(yàn)而無絕緣擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。
14、繼電器能耐受幅值為5kV的沖擊電壓，此后無絕緣損壞現(xiàn)象。
15、繼電器的繞組數(shù)據(jù)見表1。
四、工作條件
1、環(huán)境溫度為-25℃~40℃。
2、大氣壓力：80~106kPa(海拔不超過2000米)。
3、空氣相對溫度為45%~75%。
4、工作位置基準(zhǔn)值為垂直，允差任一方向偏2°。
5、應(yīng)有保護(hù)風(fēng)沙、雨、雪的設(shè)施，及無腐蝕性氣體，無爆炸性氣體的環(huán)境中。
6、無強(qiáng)烈的振動(dòng)與沖擊。
7、使用地點(diǎn)周圍任一方向不應(yīng)有嚴(yán)重的外磁場影響。
五、使用與維護(hù)
1、工作繞組和平衡繞組的整定。
打開殼罩。即可進(jìn)行工作繞組和平衡繞組的整定。工作繞組、平衡繞組Ⅰ、Ⅱ均有抽頭可以滿足多種整定值的要求。繼電器整
定板下方的數(shù)字即表示相應(yīng)的繞組匝數(shù)。每個(gè)繞組分成兩段，這種設(shè)計(jì)可以用較少的抽頭，獲得較多的匝數(shù)組合，從而使整定范圍
廣泛而不失其精細(xì)。繼電器每塊整定板上有兩個(gè)整定螺釘，每個(gè)整定螺釘可在各自的一段范圍內(nèi)整定。兩個(gè)螺釘整定位置下所標(biāo)示
的數(shù)字之和即為繞組的整定匝數(shù)。
須注意的是，當(dāng)同一整定板上的兩個(gè)整定螺釘每整定在各自的范圍內(nèi)或者不接入時(shí)，繞組是斷開的。
2、助磁特性曲線的整定
助磁特性曲線的整定時(shí)，需抽出繼電器機(jī)芯，然后松開助磁特性標(biāo)志牌上的三個(gè)鎖緊瓷盤可變電阻器的打螺釘(不需要擰下來，
只松動(dòng)即可)，使旋鈕能自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕，即可進(jìn)行助磁特性曲線的整定。
2.1、按規(guī)定曲線整定
繼電器規(guī)定有A、B、C、D四條曲線。該四條曲線在繼電器出廠前已按技術(shù)要求精心調(diào)試，故只需將旋鈕上的箭頭對準(zhǔn)所需整
定點(diǎn)即可。
2.2、特殊要求整定
如需整定曲線在A、D曲線之間范圍內(nèi)，但不在A、B、C、D四條曲線上時(shí)，可按下述方法進(jìn)行整定：
1）由所需ε=f(K)曲線確定曲線在K=0.6時(shí)的ε值。
2）確定試驗(yàn)時(shí)所需加入的直流電流值。
端子①、⑨間加入電流，工作繞組整定在20匝，平衡繞組整定在19匝，然后測出起始動(dòng)作正弦電流值Icpo。由K=0.6及K=I/
Icpo，計(jì)算出直流電流I=KIcpo=0.61cp。
3）確定瓷盤可變電阻器的位置
由ε=1cp/Icpo計(jì)算出具有直流分量時(shí)交流動(dòng)作電流Icp=εIcpo[ε值由第1）條確定；Icpo由第2）條測出]。工在繞組、平衡繞組分別
整定在20匝及19匝，端子①、⑨間同時(shí)加入前面計(jì)算出的直流電流值I及交流動(dòng)作電流Icp，調(diào)整可變電阻器，使繼電器的動(dòng)作電
流為Icp。
4）如需精確整定，可使可變電阻器旋鈕的指示位于前面整定的位置暫時(shí)不變，然后重復(fù)第2）條以后的各整定步驟，直至可
變電阻器的整定位置不在變動(dòng)為止。（因可變電阻器的阻值的變化，可使起始動(dòng)作安匝在一不大的范圍內(nèi)發(fā)生變化）。
助磁特性曲線整定后，應(yīng)把三個(gè)鎖緊螺釘均勻地緊固。
3、當(dāng)繼電器用于保護(hù)三繞組電力變壓器時(shí)，應(yīng)用兩個(gè)平衡繞組，并將它們分別接在環(huán)流回路的兩個(gè)臂上，這樣就能平衡三個(gè)
環(huán)流回路里不平衡電流的效應(yīng)，當(dāng)用于保護(hù)兩繞組電力變壓器時(shí)，只需應(yīng)用一個(gè)平衡繞組。在不平衡電流較大的情況下，平衡繞組
接入環(huán)流回路，當(dāng)不平衡電流較小，或用于保護(hù)交流發(fā)電機(jī)時(shí)，平衡繞組可以接人工作回路，以擴(kuò)大整定值的范圍，平衡繞組的
作用可以用兩個(gè)電流互感器二次電流的比值所決定的平衡系數(shù)來表示，實(shí)際的平衡系數(shù)應(yīng)用繞組接入匝數(shù)計(jì)算，按圖6的線路設(shè)
Ⅰ1、Ⅰ2分別表示兩個(gè)電流互感器的二次電流，且I1大于I2，平衡繞組通常安在電流臂上。當(dāng)工作回路的合成磁化力為零時(shí)，不
平衡電流的效應(yīng)便被全部取消，因而得出下列方程式：
(I1-I2)Wp-I2WY=0或I1Wp=I2(WP+WY) (1)
平衡系數(shù)KY為KY=I1/I2=(Wp+WY)/Wp(2)
4、繼電器的起始動(dòng)作安匝可借電位器W在不大于的范圍內(nèi)調(diào)整。調(diào)整時(shí)應(yīng)先松開緊固螺帽，然后用一字型螺刀調(diào)節(jié)電位器旋
柄即可。
5、在繼電器工作過程中，應(yīng)注意不能改變銘牌上指針的位。
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