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DCD-2A差動繼電器用于兩繞組或三繞組電力變壓器以及交流發電機的單相差動保護線路中,作為主保護 。該繼電器能預防在非故障狀態所出現的暫態電流的作用。例如當電力變壓器空載合閘,或在穿越性短路切除后,電壓恢復時出現很大的勵磁涌流,其瞬時值常達額定電流的5-10倍;這時差動保護不應誤動作,但發生區內短路時,卻能迅速動作切除故障。

一、DCD-2A差動繼電器的原理

繼電器的基本原理是利用非故障時暫態電流中的非周期分量來磁化變流器的導磁體,提高其飽和程度,從而構成躲過勵磁涌流及穿越性故障時不平衡電流的作用。其相應的特性曲線為直流偏磁特性曲線簇ε=f(K)。工作繞組接入保護的差動回路;平衡繞組可以技照實際需要接入環回路或工作回路。

具有短路繞組的變流器,其特點是專門利用非周期性電流來磁化導磁體,圖3表示了導磁體內部的電磁過程,當電力變壓器空載合閘時, 瞬時值很大的勵磁涌流全部流過工作繞組,涌流波形具有偏于時間軸的磁通。它們在短路線組里產生兩種不同的反應,直流磁通的作用下,導磁體迅速飽和,大大降低了導磁率,這就大大惡化了工作繞組與二次繞組間的電磁感應條件,因而顯著增大了繼電器的動作電流,這就是所謂直流偏磁作用。

當穿越性短路,短路電流中含有非周期分量電流時,也產生同樣的作用,因而也能防止當穿越性短路切除后、電壓恢復時的誤動作。繼電器的這種直流偏磁特性用圖4的曲線族=f(K)來表示。

其中:ε=Icp/Icpo,動作電流倍數,是具有直流分量時的交流動作電流與直流分量等于零時的交流電流的比值。

K=I-/Icp,偏移系數,即直流分量與相應交流動作電流的比值,它表示電流波形對時間軸的偏移程度。

上述ε=f(K)是繼電器的靜態特性,它是在工作繞組里同時通入交流與直流電流試驗取得的。直流電流是不隨時間變化的,而非周期分量電流的數值是隨時間的增長而逐漸衰減。

為產生較好的速飽和特性,變流器設計時選擇了較高的工作磁通密度Bcp,但同時為保證繼電器可靠動作所必須的容量,故規定在繼電器的動作電流為5倍起始值時,其可靠系數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作電壓與動作電流。動作電壓反應變流器的動作磁通密度;動作功率決定了變流器的功率分配比例,同時滿足生產上通用性要求,這種執行元件的特點在于其線圈是電感性的,在變流器飽和的情況下,二次感應電勢中含有顯著的高次諧波過濾器,因此這種執行元件便是一個很好的高次諧波濾過器,它基本上反映變流器工作磁通密度的基波。

二、DCD-2A差動繼電器的參數

1.額定值:額定電流5A,額定頻率50Hz。

2.無直流分量時,繼電器起始動作安匝Awo=60±4。

3.當用于保護三繞組電力變壓器或交流發電機時,其動作電流可以在3-12A的范圍內進行整定(Awo=60) ;對于動作電流的最小整定值,其**平衡系數接近于2。

4.當用于保護兩繞組電力變壓器或交流發電機時, 其動作電流可以在1.55-12A的范圍內進行整定。 

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行連續調整a。當偏移系數K=0.6時,直流偏磁特性在各整定位置下的相對動作電流系數的誤差不超過-8% ~+20%。繼電器的可靠系數應不小于1.35。

6.當差動繼電器動作時,其動作電流為Icp。執行元件相應的正弦動作電流為icpl ,然后轉動指針持緊游絲,使得繼電器的動作電流為5Icp并測量執行元件相應的正弦動作電流icp5 ,技下式算出可靠系數: KH=icp5/icp1 。

在相同情況下,當差動繼電器的動作電流為2Icp時,上述的值不小于1.2。

7. 3倍動作電流時,差動繼電器的動作時間,不大于0.035s。

8.當變流器的一個平衡繞組和工作繞組全部匝數接入時,在保護區故障,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償(變流器工作回路的磁化力相平衡,導磁體里磁通為零)。工作繞組與平衡繞組能長期通過10A電流。它是一個平衡繞組和工作繞組的全部數接入時,通直流電流進行試驗的。

10.工作繞組或每一個平衡繞組的直流電阻不應大于0.050。

11.觸點性能

繼電器觸點應能斷開電壓不超過250V及電流不超過2A,容量為50W的有感負荷(時間常數為5±0.75ms)的直流回路 , 觸點在此規定負荷條件下,繼電器應可靠動作1000次。

12.機械壽命:繼電器的機械壽命為104次。

13.繼電器各導電電路連接在一起對地(或絕象外殼的外長非導電金屬部分)以及在電氣上無聯系的各導電電路之間應能承受2kV(有效值) 50Hz的交流試驗電壓歷時1 m i n試驗而無絕緣擊穿或閃絡現象。

14.繼電器能耐受幅值為5kV的沖擊電壓,此后無絕緣損壞現象。

15.繼電器的繞組數據見表1。

三、DCD-2A差動繼電器的開孔尺寸

DCD-5A差動繼電器, 用于兩繞組或三繞組電力變壓器的單相保護線路中做為主保護 。

一、DCD-5A差動繼電器的開孔尺寸

二、DCD-5A差動繼電器的參數

1、額定值

額定電流5A,額定頻率50Hz。

2、無直流分量時,繼電器起始動作安匝AWo=60±4。

3、當用于保護三繞組變壓器時繼電器的動作電流可在3-12A的范圍內進行整定(AWo=50) ,對于動作電流的最小整定值,其**平衡系數接近于2。

當用于保護兩繞組變壓器時,動作電流可以在1.55 ~ 12A(AWo=60)這樣更細的范圍內調整。

4、制動系數 

繼電器在工作繞組中的動作電流對制動繞組中的電流(當AWr=280時的比值)可以改變。

a.對于**整定動作電流為0.18以上 ;

b.對于3A的整定動作電流為0.63以下;

圖3為制動電流與工作電流間有不同的移相角時AWp=f(AWr)的關系曲線。 由圖3可以看出制動系數與工作電流和制動電流間移相角的關系不能超過這兩條特性曲線。

5、可靠系數

繼電器的可靠系數應不小于1.35 。

當差動繼電器動作時,其動作電流為Icp,執行元件的正弦動作電流為icp,然后轉動指針擰緊游絲,使得繼電器的動作電流為5Icp, 并測量執行元件相應的正弦動作電流Icp5 , 按下式算出可靠系數。

在相同的情況下,當差動繼電器的動作電流為2Icp時,上述比便不小于1.2。

6、3倍動作電流時,差動繼電器的動作時間不大于0.035s,,

7、功效消耗

在額定電流時,繼電器的單相功效消耗不應大于如下規定。

a.在正常情況下,當變流器的制動和平衡繞組的匝數全部接入時,不大于8.5VA。

b在區內故障時,變流器的制動,平衡和工作繞組的匝數全部接入時,不大于20VA。

8、在正常情況下,繼電器的工作繞組,制動繞組,平衡繞組能長期通過10A的電流。

9、觸點性能

繼電器觸點應能斷開電壓不超過250V及電流不超過2A,容量為50W的有感負荷(時間常數為5±0.75ms)的直流回路,觸點在此規定負荷的條件下,繼電器應可靠操作1000次。

10、機械壽命

繼電器的機械壽命為104次。

11、繼電器各導電電路連在一起對地(或絕緣外殼的外露非導電金屬部分)以及在電氣上無聯系的各導電電路之間應承受2KV (有效值) 50Hz的交流試驗電壓,歷時1min試驗而無絕緣擊穿或閃絡現象。

12、繼電器能耐受幅值5kV的沖擊電壓,此后無絕緣損壞現象。

13、繼電器的重量約5kg。

14、繼電器的繞組見數據表1。

三、DCD-5A差動繼電器的原理

當在制動繞組中通過短路穿越電流時,變流器的導磁體被飽和因而在保證同樣制動特性情況下從差動繞組及平衡繞組到二次繞組的電流感應條件惡化了,二次繞組及制動繞組的兩半是這樣聯接的,使在兩繞組中的電勢是由工作繞組的磁通引起的,為了能改變變流器導磁體的飽和程度,制動繞組的匝數被做成是可以改變的。

采用變流器可以同時防止勵磁涌流及電力變壓器空載合閘時繼電器的誤動作。

接在變流器二次繞組上的是執行元件。并規定其動作電壓與動作電流,動作電壓反應變流器的工作磁通密度,動作電流決定了變流器的功率分配比例,同時滿足生產上通用性的要求。這種執行元件的特點在于其線圈是電感性的,在變流器飽和的情況下二次感應電勢中含有顯著的高次諧波,因此這種執行元件便是一個很好的高次諧波濾過器,它基本上反映變流器工作磁通密度的基波。

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