1　用途

　　DCD差動繼電器 （以下簡稱繼電器） 用于兩繞組或三繞組電力變壓器的單相差動保護線路中，作為主保護。

2　結(jié)構(gòu)與工作原理

2.1　結(jié)構(gòu)

繼電器采用JK－32K、H、Q型標(biāo)準(zhǔn)化殼體組件，具有嵌入式后接線 （JK－32K）、凸出式后接線 （JK－32H） 和凸出式前接線 （JK－32Q） 三種結(jié)構(gòu)型式，可任選。其外形及安裝尺寸見附錄。原理接線見圖1。

2.2 工作原理

2.2.1 組成元件的工作原理

繼電器由執(zhí)行元件中間速飽和變流器 （以下簡稱變流器） 組成。變流器具有制動繞組、工作繞組和平衡繞組，并構(gòu)成差動繼電器的一些主要性能，如制動特性、躲避勵磁涌流特性，以及消除不平衡電流效應(yīng)的自耦變流器性能等。

　　變流器的導(dǎo)磁體是一個三柱形鐵芯，用幾組山形導(dǎo)磁片疊裝而成。在導(dǎo)磁體中柱上放置工作繞組和平衡繞組Ⅰ、Ⅱ。制動繞組和二次繞組則均分成兩部分，分別放在導(dǎo)磁體的兩個邊柱上，其連接方法應(yīng)使制動繞組與二次繞組之間沒有相互感應(yīng)，制動繞組與工作繞組及平衡繞組Ⅰ、Ⅱ之間亦無相互感應(yīng)， 二次繞組里的感應(yīng)電勢是由工作繞組的磁化力產(chǎn)生的，繞組在導(dǎo)磁體上的分布如圖2所示。

圖 2　繞組在導(dǎo)磁體的分布

圖　1

　　繼電器的內(nèi)部接線及其保護三繞組電力變壓器的原理接線圖見圖1。 由于具有平衡繞組，且有抽頭以便調(diào)整，就能消除由于電流互感器變比不*等原因所引起的不平衡電流的效應(yīng)。具有兩個平衡繞組使得繼電器能用于保護三繞組的電力變壓器。工作繞組、平衡繞組Ⅰ、Ⅱ和制動繞組均有抽頭，可以滿足多種整定的要求。

　　繼電器整定板上的數(shù)字表示相應(yīng)的繞組匝數(shù)。當(dāng)改變整定板上整定螺釘所在孔的位置時，可以使動作電流、平衡作用和制動系數(shù)在較寬的范圍內(nèi)進(jìn)行整定。

　　變流器和執(zhí)行元件放在一個殼子里。為了便于執(zhí)行元件進(jìn)行單獨的校驗調(diào)整和試驗制動特性，需要將繼電器工作與制動兩個電流回路隔離。上述繞組是通過連接板進(jìn)行相互連接的，因而可以在校驗調(diào)整時接通或斷開相應(yīng)的電路。

2.2.2　動作原理

　　繼電器基本原理是交流磁制動，工作繞組接入保護的差動回路，制動繞組接入環(huán)流電路。其作用為在正常情況下或者當(dāng)發(fā)生穿越性短路時， 通過制動繞組的是電流互感器二次電流或全部短路電流。按圖2所示的電磁關(guān)系，相應(yīng)的制動磁通φ_Z僅在導(dǎo)磁體的兩個邊柱間環(huán)流。其作用純粹是使鐵芯飽和，降低磁路的導(dǎo)磁率，這便是交流磁制動作用。正常情況下通過工作繞組的僅是數(shù)值不大的不平衡電流，其效應(yīng)已被消除。當(dāng)發(fā)生穿越性短路時，由于電流互感器的電流倍數(shù)已很大，誤差各異，因而不平衡電流的數(shù)值必將顯著增大，其效應(yīng)也不能消除，但這時的制動作用也很大，導(dǎo)磁體的飽和程度很高，大大地惡化了工作繞組和二次繞組之間的電磁感應(yīng)條件，因而構(gòu)成了差動繼電器的制動特性。

　　當(dāng)用于保護三繞組電力變壓器時，應(yīng)用兩個平衡繞組，并將它們分別接在環(huán)流回路的兩個臂上，這樣就能消除三個環(huán)流回路里不平衡電流的效應(yīng)。當(dāng)用于保護兩繞組電力變壓器時，只需應(yīng)用一個平衡繞組。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)不平衡電流較小時，可以接入差動回路，以擴大整定值的范圍。

　　平衡繞組的作用可以在正常情況下，用兩個電流互感器二次電流的比值所決定的平衡系數(shù)來表示。實際的平衡系數(shù)應(yīng)用繞組接入的匝數(shù)計算。按圖3的線路，設(shè)I₁、 I₂分別表示兩個電流互感器的二次電流，且I₁大于I₂，平衡繞組通常接在電流較小的環(huán)流臂上，當(dāng)差動回路的合成磁化力為零時，不平衡電流的效應(yīng)便被全部消除，因而得出下列方程式：

　　　?。↖₁—I₂） W_C— I₂W_P= 0……（1）

或　I₁W_C=I₂（W_C+W_P）

　　平衡系數(shù)為 _WWW.DZSC.COM………（2）

　　注： W_c為工作繞組

　　　 W_P為平衡繞組

圖 3

　　接在變流器二次繞組的執(zhí)行元件，其動作電壓反應(yīng)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，并滿足生產(chǎn)上通用性的要求。這種執(zhí)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，次級感應(yīng)電勢中含有顯著的高次諧波，因此這種執(zhí)行元件便是一個很好的高次諧波濾過器。基本上反應(yīng)變流器工作磁通密度的基波。

　　應(yīng)該指出，在繼電器的工作過程中，不能改變銘牌上指針的位置。

3　技術(shù)要求

3.1　額定值（輸入激勵量）

　　a. 額定頻率 50Hz；

　　b. 交流額定電流 5A。

3.2　動作值

　　無制動時，繼電器的動作安匝為AW₀=60±4。

3.3　電流整定的有效范圍

　　當(dāng)用于保護三繞組電力變壓器時，其動作電流可在3A—12A的范圍內(nèi)進(jìn)行整定 （AW0=60±4）。

　　當(dāng)用于保護兩繞組電力變壓器時，其動作電流可在1.55A～12A 的范圍內(nèi)進(jìn)行整定 （AW₀= 60±4）。

3.4　制動特性

　　由動作電流與制動電流的比值所決定的制動系數(shù)k_Z可以在廣泛的范圍內(nèi)變化。 圖4的制動特性AWc=f （AW_Z） 是其極限范圍，它與工作電流和制動電流間的相位差有關(guān)，但無論在任何角度下都不應(yīng)超出曲線的范圍。

3.5　可靠系數(shù)：5倍動作電流時的可靠系數(shù)不小于1.35，2倍動作電流時的可靠系數(shù)不小于1.2。

3.6　動作時間：3倍動作電流時，繼電器的動作時間不大于0.035秒。

3.7　功率消耗

　　在額定電流時，繼電器的單相功率消耗應(yīng)滿足如下規(guī)定值。a.　正常情況下，當(dāng)變流器的制動和平衡繞組的匝數(shù)全部接入時不大于8.5VA；b.　在區(qū)內(nèi)故障，變流器的制動繞組、平衡繞組和工作繞組的匝數(shù)全部接入時不大于20VA。

　　注：a.在確定正常情況下的功率消耗時， 要計算制動繞組的全阻抗和平衡繞組的交流電阻。b.當(dāng)電流小于或大于5A時，繞組的全阻抗相應(yīng)地增大和減少。

3.8　熱要求

3.8.1　連續(xù)耐熱極限值

　　當(dāng)環(huán)境溫度為40℃，變流器的工作繞組、制動繞組、平衡繞組能分別*通過2倍額定電流。當(dāng)它們匝數(shù)全部接入時：　a.　繼電器所有繞組的溫升不超65K；b.　所有部件不應(yīng)引起*性變形和任何其它損壞。

3.8.2　短時耐熱極限值

　　在基準(zhǔn)條件和任意整定值下，繼電器差動繞組、平衡繞組允許在1s內(nèi)通過10倍額定電流而無損壞。

3.9　絕緣電阻

　　繼電器所有電路連在一起與外露的非帶電金屬部分及外殼之間，以及在電氣上無的各電路之間，用開路電壓為500V的測試儀表測量，其絕緣電阻在正常試驗條件下不小于300MΩ，在交變濕熱條件下不小于4MΩ。

3.10 介質(zhì)強度

　　繼電器所有電路連在一起與外露的非帶電金屬部分之間以及在電氣上無的各電路之間的絕緣強度，能承受50Hz、電壓2kV（有效值）1min的試驗，無擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。動靜觸點間介質(zhì)耐壓為1kV。

3.11 觸點性能

　　在電壓不大于250V，電流不大于2A的直流有感負(fù)荷電路（τ=5ms±0.75ms）中，觸點斷開容量為50W；在電壓不大于250V，電流不大于2A的交流電路（cosφ= 0.4±0.1）中，觸點斷開容量為250VA。

3.12 電壽命：繼電器的電壽命為500次。

3.13 機械壽命：繼電器的機械壽命為1×10³次?！?/p>

4　調(diào)試方法

4.1　除變差和濕熱試驗外的所有試驗均在基準(zhǔn)條件下進(jìn)行。試驗所用設(shè)備、儀器、 儀表應(yīng)是檢定合格的。儀表精度（除兆歐表、相位表外）應(yīng)不低于0.5級。

4.2　繼電器的特性試驗

4.2.1　起始動作安匝的試驗

　試驗線路如圖5所示。

圖5 動作安匝試驗接線圖

試驗時把差動繞組W_C全部接入，通過端子①～③的電流I_CP=3±0.2A時， 執(zhí)行元件應(yīng)該動作。如果動作安匝離要求相差不大，可采用將執(zhí)行元件動作值適當(dāng)增減的辦法和稍許改變飽合變流器鐵芯壓緊螺絲松緊程度的辦法使之符合要求。如果相差較大則必須改變變流器鐵芯組合方式的方法進(jìn)行調(diào)整。

4.2.2　制動特性的檢驗

試驗接線如圖6所示?！　?/p>

圖6　制動特性試驗接線圖

　　試驗時斷開⑦、⑨端子間的連接片，動作回路取用39匝 （差動繞組20匝和一個平衡繞組19匝），制動回路取14匝。試驗時，先加制動電流，再加動作電流， 繪出制動特性曲線。對于每條曲線制動電流至少需加至20A （相當(dāng)于制動安匝為280）。 所有曲線應(yīng)在圖4所示標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍之內(nèi)。

5　安裝、使用與維護

5.1　繼電器應(yīng)固定在垂直屏板上，其周圍環(huán)境應(yīng)無塵埃或腐蝕性氣體，并且光線充足，便于檢查。

5.2　在使用繼電器以前應(yīng)進(jìn)行必要的檢查，不應(yīng)有在運輸過程中產(chǎn)生的損壞， 接線及緊固零件不應(yīng)松脫，可動系統(tǒng)沒有阻滯現(xiàn)象。

5.3　在使用繼電器的過程中，應(yīng)進(jìn)行定期檢查， 當(dāng)觸點燒焦發(fā)黑時應(yīng)用蘸有汽油的紗布輕輕擦試，不許用砂紙或其它磨料清潔觸點。

5.4　當(dāng)更換觸點時應(yīng)重新調(diào)整，檢驗執(zhí)行元件主要項目與方法如下。

5.4.1　觸點應(yīng)能自由活動，其活動范圍應(yīng)能滿足動靜觸點在剛剛相碰時就同時接觸 （即靜觸點片還未產(chǎn)生彎曲就已同時接觸）。在斷開位置，當(dāng)動觸點自由活動時，不致觸及靜觸點片。

5.4.2　可動系統(tǒng)的軸向活動量應(yīng)在0.15mm～0.25mm之間。

5.4.3　動片和磁極間氣隙應(yīng)當(dāng)保證在滿足技術(shù)條件的任何動作條件下，動片和磁極不能相碰。

5.4.4　指針應(yīng)能很好地在刻度盤上轉(zhuǎn)動，且不過緊和過松。同時，指針在任何工作位置下，游絲各圈不應(yīng)互相接觸。

5.4.5　觸點打開時，動觸點和靜觸點間的總氣隙不小于1.6mm，但靜觸點片與止擋片間的距離為0.1mm～0.3mm。

5.4.6　測量動作電壓和動作電流使之滿足動作電壓1.56V左右，動作電流0.225A左右。