BCH－2、BCH－2E、DCD-2、DCD-2M系列差动继电器.docVIP

BCH－2、BCH－2E、DCD-2、DCD-2M 系列差动继电器 BCH－2E型差动继电器 1 用途　 BCH－2E型差动继电器(以下简称继电器) 用于两绕组或三绕组电力变压器以及交流发电机的单相差动保护线路中，作为主保护。 继电器能预防在非故障状态时所出现的暂态电流的作用，例如: 当电力变压器空载合闸，或在穿越性短路切除后电压恢复时出现很大的励磁涌流，其瞬时值常达额定电流的5～10倍，这时差动保护不应误动作。但发生区内短路时，却能迅速动作切除故障。 2 结构与工作原理 继电器采用JCK－10A/1壳体，外形尺寸、安装及开孔尺寸见附录。 差动继电器由下列两部分组成： a. DL－21CE型电流继电器； b. 中间速饱和变流器(以下简称变流器)。 前者作为执行元件，后者具有短路绕组，它构成差动继电器的一些主要技术性能，如直流偏磁特性，消除不平衡电流效应的自耦变流器性能等。 变流器的导磁体是一个三柱形铁芯，用几组“山”形导磁片叠装而成。在导磁体的中柱上放置工作绕组，平衡绕组Ⅰ、Ⅱ和短路绕组。此短路绕组与右侧边柱上的短路绕组相连接，二次绕组放在导磁体的左侧边柱上。绕组在导磁体上的分布如图1所示。 图1 绕组在导磁体上的分布图 图2 原理接线 继电器的内部接线及其保护三绕组电力变压器的原理接线图如图2所示。 前接线端子接线图如图3所示。由于具有平衡绕组，且每隔一匝有一抽头，以便调整，用以消除由于电流互感器变比不一致等原因所引起的不平衡电流的效应，具有两个平衡绕组就使得继电器能用于保护三绕组的电力变压器。 工作绕组、平衡绕组Ⅰ、Ⅱ和短路绕组均有抽头可以满足多种整定值的要求，继电器整定板上的数字即表示相应的绕组匝数，当改变整定板上整定螺钉所在孔的位置时，就可以使动作电流、平衡作用和直流偏磁特性在宽广的范围内进行整定。 为了便于对执行元件进行单独的校验调整和试验变流器特性时的需要，执行元件的线圈与变流器的二次绕组；平衡绕组与工作绕组是通过连接板进行相互连接的，因而可以在调整试验时接通或断开相应的电路。 图3 前接线端子接线图 继电器的基本原理是利用非故障时暂态电流中的非周期分量来磁化变流器的导磁体，提高其饱和程度从而构成躲避励磁涌流及穿越性故障时不平衡电流的作用。其相应的特性曲线为直流偏磁特性曲线簇ε= f (k)。工作绕组接入保护的差动回路,平衡绕组可以按照实际需要接入环流回路或工作回路。 具有短路绕组的变流器，其特点是专门利用非周期性电流来磁化导磁体。图1表示了导磁体内部的电磁过程。当电力变压器空载合闸时，瞬时值很大的励磁涌流全部流过工作绕组。涌流波形具有偏于时间轴一侧的特性。分析这种波形可以得到周期性分量及以一定速度衰减的非周期分量，并在导磁体里产生相应的磁通。它们在短路绕组里产生两种不同的反应，直流磁通可以无阻碍地以两个边柱为路径环流，交流磁通将遭到短路绕组的感应作用而削弱。在直流磁通的作用下导磁体迅速饱和，大大降低了导磁率，这就大大恶化了工作绕组与二次绕组间的电磁感应条件，因而显著增大了继电器的动作电流，这便是所谓直流偏磁作用。 当穿越性短路时，短路电流中含有非周期分量电流时，也产生同样的作用，因而也能防止当穿越短路切除后电压恢复时的误动作。 继电器的这种直流偏磁特性用图4的曲线簇ε= f (k)来表示。其中： ：偏移系数，即直流分量与相应交流动作电流的比值，它表示电流波形对时间轴的偏移程度。 上述ε= f(k)是继电器的静态特性，它是在工作绕组里同时通入交流与直流电流试验取得的。直流电流是不随时间变化的，而非周期分量电流的数值仍随着时间的增长而逐渐衰减。 为了产生良好的速饱和特性，变流器的工作磁通密度Bdz应选择较高，但也必须保证继电器可靠动作所必须的裕量，为此规定在差动继电器的动作电流为5倍起始值时，其可靠系数KH不小于1.35。 图4 直流偏磁特性图 变流器的工作磁通密度是用磁性材料的重量和起始动作安匝的规定值来保证的。当用于保护三绕组电力变压器时，应用两个平衡绕组，并将它们分别接在环流回路的两个臂上，这样就能平衡三个环流回路里不平衡电流的效应。当用于保护两绕组电力变压器时，只要应用一个平衡绕组，在不平衡电流较大的情况下，平衡绕组接入环流回路；当不平衡电流较小，或用于保护交流发电机时，平衡绕组可以接入工作回路，以扩大整定值的范围。平衡绕组的作用可以用两个电流互感器二次电流的比值所决定的平衡系数来表示。实际的平衡系数应用绕组接入的匝数计算。按图5的线路设I1、I2分别表示两个电流互感器的二次电流，且I1 大于 I2。平衡绕组通常接在电流较小的环流臂上。当工作回路的合成磁化力为零时，不平衡电流的效应便被全部消除，因而得出下列方程式。