DCD-2A型差動(dòng)繼電器

一.用途

DCD- 2A型 差 動(dòng)繼 電器（ 以下 簡(jiǎn)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 ，

0 為 主保 護(hù) 。 

0 電 器能 預(yù) 防 在 非故 障狀態(tài) 所出 現(xiàn)的暫 態(tài)電 流的作用 。例如當(dāng)電 力變壓器空 合閘，或在 穿越性短路 切除后 ，電 壓恢 復(fù) 時(shí) 出 現(xiàn)很 大 的 勵(lì) 磁涌 流，其 瞬時(shí) 值常達(dá) 額定 電流的5- 10倍；這時(shí) 差動(dòng)保護(hù)不 應(yīng)誤動(dòng)作， 但發(fā)生區(qū)內(nèi) 短路時(shí)，卻 能迅 速 動(dòng) 

0 根 除故 障 。 

二.結(jié)構(gòu) 及工 作原理

1 .結(jié) 構(gòu)

0 電 器由 具 有 一 副動(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 

0 電 器， 在 繼 電 器中 被作為 出口 元件。 

0 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 

0 流 效應(yīng) 的 自 耦 變流 器性能 。 

0 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 

0 短路 繞 組 通 過(guò)一 瓷盤(pán)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 母 親 及 其保 護(hù)三繞 組電 力變壓 器的 原理接母親圖如 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 不致等 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 

0 電力 變 壓 器 。 

0 作電 流 和 平 衡作 用可通 過(guò)調(diào) 整工作 繞組 ，平 衡繞組的匝 數(shù)在寬廣范 圍內(nèi)進(jìn)行調(diào) 整。直流偏 磁特性可通 過(guò)改 變 繼電 器 內(nèi) 的瓷 盤(pán) 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(jiàn)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(lái)磁化變 流器的導(dǎo)磁 體，提高其 飽和程度， 從而 構(gòu) 成躲 過(guò) 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∈=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(mén)利 用非 周期性電流 來(lái)磁化導(dǎo)磁 體。圖3表示了 導(dǎo)磁體內(nèi)部 的電磁過(guò)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(guò)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 

0 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 。 

0 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 

0 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 ∈=f（K）來(lái) 表示。 

其 中：∈=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(duì)時(shí) 間軸的偏移 程度。

0 述∈=f（K）是繼 電器的 靜態(tài) 特性， 它是 在工 作繞組里同 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 

0 的， 而 非 周 期分 量電流 的數(shù) 值是隨 時(shí)間 的增長(zhǎng)而逐漸衰 減。 

0 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 

0 ，幫 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. 

0 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) 

0 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 和情 況 下 ， 二次 感應(yīng)電 熱中 含有顯 著的 高次 諧波過(guò)濾器 ，因此這種 執(zhí)行元件便 是一個(gè)很好 的高次諧波 過(guò)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(jiàn)圖2 . 

三.技 術(shù)性能 及 參數(shù)

1 .額 定 值： 額 定電 流5A， 額定頻 率50Hz。

2 .無(wú) 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(duì) 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∈=f（K），可以 用改變瓷 盤(pán)可變電阻 器阻值的方 法進(jìn)行連續(xù) 調(diào)整。

0 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(duì)動(dòng) 作電流系數(shù) 的誤差不超 過(guò)-8%-+20%。繼電 器的 可 靠系 數(shù) 

0 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icp1,然后轉(zhuǎn)動(dòng) 指針擰緊螺 絲， 使 得繼

電 器 的 動(dòng)作 電 流 為5Icp并測(cè)量 執(zhí)行 元件相 應(yīng)的 正弦 動(dòng)作電流i cp5,按 下式算出可 靠系數(shù)：KH =i cp5/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(guò)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

0 繞 組 與平 衡 繞 組 能長(zhǎng) 期通過(guò)10A電 流。 

0 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

0 電 器 觸點(diǎn) 應(yīng) 能斷 開(kāi)電 壓不超 過(guò)250V及電 流不超過(guò)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 ， 

0 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。 

4

12.機(jī) 械 壽 命 ：繼電 器的機(jī) 械壽 命為10次 。

13.繼 電 器 各 導(dǎo)電電 路連接 在一 起對(duì)地 （可 絕緣外殼 的外露非導(dǎo) 電金屬部分 ）以及在電 氣上無(wú) 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(wú)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(wú)絕緣 損壞現(xiàn)象。

15.繼 電 器 的 繞組數(shù) 據(jù)見(jiàn)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(guò)2000米 ）

3 .空 氣相 對(duì) 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(wú)腐 蝕性氣 體，無(wú)爆炸 性氣體的環(huán) 境中。

6 .無(wú) 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(chǎng)影 響。

五.使用 與維護(hù)

1 .工作 繞 組 和 平 衡繞組的規(guī)定

打 開(kāi) 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 線匝數(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 全 。 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 沒(méi)整定在各 自的范圍內(nèi) 或者不接入 時(shí)，繞組是 斷開(kāi)的。

2 .助磁 特 性 曲 線的整 定 助 磁 特性 曲 線 整 定時(shí) ，需抽 出繼 電器機(jī) 芯， 然后松開(kāi) 組磁特性標(biāo) 志牌上的三個(gè)鎖緊 瓷盤(pán)可變電 阻器的大螺 釘（ 不 需要

擰下 來(lái) ，只 松 動(dòng) 即 可），使旋 鈕能 自由轉(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(duì) 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 ∈=f（K）曲線 確定 曲線在K=0 .6時(shí)的 ∈值。

2）確 定 試 驗(yàn) 時(shí)所 需加入的 直流 電流值 。

端 子   ，  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(cè)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=0.6Icp 3）確 定 磁 盤(pán) 可變 電阻器 的位 置

由∈=Icp/Icpo計(jì)算 出具 有直流 分量 時(shí)交流 動(dòng)作電流Icp=∈Icpo［∈ 值由第1）條三 分之一；Icpo由第2） 條測(cè) 出 ］。

工 作繞組 ， 平 衡 繞組 分別整 定在20匝及19匝 ，端 子 ， 間 同時(shí)加入前 面計(jì)算出 的直流 電流I及交 流動(dòng)作電流Icp， 調(diào)整 可 變電 阻 ， 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 充，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 可以接入工 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(lái)表示 ，實(shí)際的平 衡系數(shù)應(yīng)用繞 組 接入 的

匝 數(shù) 計(jì) 算 ，按 圖6的線路 設(shè)I1 ,I 2分別表示 兩個(gè)電流互感 器的二次電 流，且I1大于I 2，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 全部消除， 因而得出下 列方程式 ：

4 .繼電 器 的 起 始動(dòng) 作安匝 可借 電位器W在 不大的范 圍內(nèi)調(diào)整， 調(diào)整時(shí)應(yīng)先 松開(kāi)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(guò)程 中，應(yīng)注 意不 能改變 銘牌上 指針的位。