LCD-16H差動(dòng)繼電器,LCD-16H差動(dòng)繼電器
1 用途
LCD-16H繼電器適用于發(fā)電廠和變電站中,作為雙繞組變壓器、三繞組變壓器、自耦變壓器或發(fā)電機(jī)一變壓器組內(nèi)部短路故障的主保護(hù),能檢測(cè)下述故障,快速作用于跳閘。
a. 變壓器和發(fā)電機(jī)內(nèi)部繞組或引線的三相或兩相短路;
b.中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)低電阻接地的變壓器的接地故障;
c.變壓器繞組匝間或?qū)娱g短路。
2 LCD-16H變壓器差動(dòng)繼電器結(jié)構(gòu)
2.1
本產(chǎn)品采用BCH–1型差動(dòng)繼電器的鋁質(zhì)底座,開(kāi)孔及安裝尺寸與BCH–1*相同,以方便使用單位在設(shè)備更新時(shí),用本產(chǎn)品替換BCH–1~BCH–4產(chǎn)品,保證主設(shè)備安全,提高運(yùn)行可靠性。本產(chǎn)品可以板前接線也可以板后接線,外形及安裝尺寸見(jiàn)圖1 。
圖1a 板后接線時(shí)尺寸
圖1b 板前接線時(shí)尺寸
圖 1 LCD–16、LCD–16/T外形及安裝尺寸
下面以LCD – 16為例進(jìn)行說(shuō)明。
3 工作原理
3.1概述
本繼電器采用差電流原理制成。將被保護(hù)設(shè)備(以下簡(jiǎn)稱設(shè)備)各側(cè)電流互感器二次電流直接引入繼電器中。在設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)短路故障時(shí),流入設(shè)備的電流與流出設(shè)備的電流大小和相位不同,在繼電器內(nèi)產(chǎn)生差電流使之動(dòng)作,發(fā)出跳閘命令。
在正常運(yùn)行時(shí),由于流入設(shè)備和流出設(shè)備的電流(按變比折算,經(jīng)過(guò)電流匹配到一側(cè))相同,理論上講沒(méi)有差電流流入繼電器。實(shí)際上由于設(shè)備各側(cè)電流互感器變比不同,誤差不同及使用中調(diào)壓(調(diào)壓分接頭)位置的影響,總存在一個(gè)不大的差電流。這個(gè)電流不大于設(shè)備額定電流的 15%,繼電器的整定動(dòng)作電流應(yīng)大于此差電流。
設(shè)備外部(保護(hù)區(qū)外)短路故障 (或稱穿越性故障)時(shí),流過(guò)設(shè)備的電流可能很大,在故障開(kāi)始瞬間的暫態(tài)過(guò)程中,短路電流里往往還包括很大的非周期分量,因而使設(shè)備各側(cè)的電流互感器飽和,又因飽和情況不*,磁化特性不*,其二次回路差電流可能很大,超過(guò)繼電器整定的動(dòng)作電流。為防止繼電器在這種情況下誤動(dòng)作,設(shè)有比例制動(dòng)回路。當(dāng)短路電流增大時(shí),制動(dòng)量按比例增大,超過(guò)差電流產(chǎn)生的動(dòng)作量,使繼電器制動(dòng)。本繼電器具有三側(cè)比例制動(dòng)。
為了zui有效地防止本繼電器在設(shè)備外部故障時(shí)誤動(dòng)作,而在設(shè)備內(nèi)部故障時(shí)又能靈敏動(dòng)作,本繼電器采用了具有相敏特性和可變比例制動(dòng)特性的制動(dòng)回路。該回路對(duì)設(shè)備外部嚴(yán)重故障具有*的制動(dòng)能力。在嚴(yán)重外部故障時(shí),制動(dòng)系數(shù)達(dá)0.7以上。此時(shí),即使繼電器的動(dòng)作電流整定在zui靈敏的位置(0.2In),也能允許一側(cè)所接電流互感器比誤差達(dá)40%,因而不會(huì)有誤動(dòng)作的可能。這一特性使本繼電器不僅能適用于一般接線的變壓器,也能適用于變壓器一個(gè)繞組直接與兩個(gè)斷路器連接的系統(tǒng)(如一倍半接線情況)或自耦變壓器上。在一倍半接線的情況下,外部故障可能引起非常大的短路電流(達(dá)20In以上),因?yàn)樗鼈儾皇芡ǔ?~15%的變壓器阻抗的限制。
在變壓器空載接入電網(wǎng)(空投)時(shí),或外部短路故障切除后的電壓恢復(fù)過(guò)程中,變壓器的勵(lì)磁涌流可能很大,其值可大大超過(guò)變壓器的額定電流,遠(yuǎn)大于繼電器整定的動(dòng)作電流值,因涌流僅出現(xiàn)在設(shè)備一側(cè)(電源側(cè)),對(duì)差動(dòng)繼電器來(lái)講是差電流,如不采取措施,將會(huì)造成誤動(dòng)作。本繼電器利用差電流里的二次諧波分量起制動(dòng)作用。當(dāng)二次諧波占基波的15~20%時(shí),使本繼電器制動(dòng)。因勵(lì)磁涌流里含有很大比例(一般超過(guò)諧波的30%~40%,甚至大于基波)的二次諧波分量,可以有效地防止繼電器誤動(dòng)作。相反,設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)短路故障時(shí),故障電流里的二次諧波含量很小,不會(huì)使繼電器制動(dòng),可以快速切除故障。
在設(shè)備內(nèi)部嚴(yán)重故障時(shí),如變壓器引出線間短路,短路電流很大,甚至達(dá)額定電流In的20倍以上。此時(shí)設(shè)備可能很快會(huì)被損壞,甚至發(fā)展成嚴(yán)重的如變壓器油箱爆破等災(zāi)難性故障,為防止這種情況的發(fā)生,本繼電器內(nèi)設(shè)有不帶制動(dòng)的差電流速動(dòng)回路。這部分的動(dòng)作僅取決于差電流的大小,只要差電流大于它的整定值,就以極快的速度(10~15ms)動(dòng)作。為防止變壓器空投時(shí)本回路誤動(dòng)作,它的動(dòng)作電流整定值按大于變壓器空投時(shí)可能出現(xiàn)的zui大勵(lì)磁涌流來(lái)確定。
繼電器的原理電路圖見(jiàn)圖2。它由電流調(diào)節(jié)回路、主回路(帶制動(dòng)) 和差電流速斷回路三部分組成。主回路又包括差動(dòng)動(dòng)作回路、比例制動(dòng)回路和諧波制動(dòng)回路三部分。
3.2主回路工作原理
3.2.1 差動(dòng)動(dòng)作回路
這個(gè)回路由電抗變壓器 1DKB、電容器C1、硅整流橋ZL1 和電阻R1 組成。1DKB 的副繞組與電容器 C1 組成50Hz 諧振回路。因而其副繞組的輸出電壓U1 (即電容器C1兩端電壓)基本上為基波,并正比于其原繞組中通過(guò)的差電流里的基波分量。這個(gè)電壓 U1 經(jīng) ZL1 整流之后,通過(guò)比較電阻 R1,作為動(dòng)作電壓 Ud 加在電容器 C4 和執(zhí)行回路 (由極化繼電器及其附加電阻組成)上。當(dāng)Ud在執(zhí)行回路中產(chǎn)生的直流電流大于極化繼電器 K1 的動(dòng)作電流時(shí),K1 動(dòng)作。 觸點(diǎn)K1接通斷路器的跳閘回路,跳閘切除故障。改變動(dòng)作電流整定插頭CT1的位置,即改變K1 的串聯(lián)電阻,從而改變了使極化繼電器動(dòng)作的Ud 值,也就是改變了繼電器動(dòng)作電流整定值。電位器W1 用來(lái)調(diào)節(jié)繼電器的zui小動(dòng)作電流整定值。
3.2.2 諧波制動(dòng)回路
該回路由電抗變壓器2DKB、電容器C2、C3電抗器DK,整流橋ZL2及電阻R2組成。2DKB副繞組與電容器C2組成100Hz諧振電路。其輸出電壓U2 (電容器C2兩端電壓) 基本上為二次諧波,并正比于原繞組中通過(guò)的差電流里的二次諧波分
量。但由于該諧振電路不是理想諧振電路,通過(guò)2DKB原繞組的差電流里基波分量也在C2兩間產(chǎn)生一個(gè)基波電壓。為了使這個(gè)基波電壓不起制動(dòng)作用,增設(shè)了由電抗器DK與電容C3并聯(lián)(諧振)組成的基波阻波器,該阻波器對(duì)50Hz并聯(lián)諧振,基波阻抗大。U2通過(guò)阻波器后除掉其中的基波分量,再經(jīng)ZL2整流后通過(guò)電阻R2作為諧波制動(dòng)電壓Uz1加在執(zhí)行回路上,其極性與Ud相反,為制動(dòng)作用。
本繼電器差動(dòng)回路的諧波特性見(jiàn)圖3所示。圖中曲線為在端子②~④間通入1A電流時(shí),執(zhí)行回路上的電壓(電容C4兩端電壓)UC4與輸入電流頻率之間的關(guān)系曲線。
3.2.3比例制動(dòng)回路
本回路由電抗變壓器4DKB、5DKB、6DKB,二極管V1~V6、穩(wěn)壓管V7、V8、電阻R3、R9~R12等元件組成。具有相敏特性和可變比例制動(dòng)特性。4~6DKB的原繞組分別接入被保護(hù)設(shè)備的二次回路中。通過(guò)這幾個(gè)電抗變壓器的電流正比于流入或流出設(shè)備各側(cè)的電流。4~6DKB副繞組的輸出電壓U4~U6也正比于設(shè)備各側(cè)的流入或流出電流。采用帶有空氣隙鐵芯的電抗變壓器將每側(cè)的電流變換成電壓,可以有效地抑制故障電流中非周期(直流)分量的影響,實(shí)現(xiàn)在整個(gè)輸入電流范圍內(nèi)可靠地制動(dòng)作用。
本回路采用了雙二極管雙電阻組成的橋式整流電路,每側(cè)的輸入電壓(U4~U6)用兩個(gè)二極管加以整流。經(jīng)過(guò)整流的電壓并聯(lián)后加到電阻R11和R12上,如圖4所示。
這些整流后的交流脈動(dòng)電壓并聯(lián)起來(lái),合成電壓決定于其中zui大的一個(gè)電壓,較小的一個(gè)電壓在合成電壓中的作用很小。這種把電阻R11、R12作為橋形整流器的兩個(gè)臂的橋形電路具有下述特點(diǎn)。在常用的由4個(gè)二極管組成的橋形電路中,輸出的直流電壓大小與輸入電壓極性無(wú)關(guān)。但是在圖4的橋形電路中,輸出的直流電壓大小與輸入的交流電壓的相對(duì)極性有關(guān)。先看簡(jiǎn)單的兩個(gè)輸入量的情況。如果2個(gè)輸入交流電壓U4、U5的極性相同(參看圖4虛線),則僅較大的電壓使電流在半個(gè)周波內(nèi)流過(guò)電阻R12,在另半個(gè)周波內(nèi)流過(guò)電阻R11。每個(gè)電阻上只有半個(gè)周波有電壓降,較小的電壓被閉鎖不起作用。合成的輸出電壓僅僅決定于較大的一個(gè)輸入電壓。反之,如果兩個(gè)輸入交流電壓的極性相反(相當(dāng)于外部故障,流入4DKB的電流與流入5DKB的電流相位相反,參看圖4中實(shí)線),一個(gè)輸入電壓如U4在半個(gè)周波內(nèi)使電流流過(guò)R12,同時(shí)另一個(gè)輸入電壓(極性相反U5)在相同的半周波內(nèi)使電流流過(guò)R11,同時(shí)產(chǎn)生電壓降。在另半個(gè)周波內(nèi),前一個(gè)電壓U4使電流流過(guò)R11,后一個(gè)電壓U5使電流流過(guò)R12,產(chǎn)生電壓降。即在一個(gè)周期內(nèi)的兩個(gè)半周波中電阻R11和R12上都有電壓降,合成的輸出電壓決定于兩個(gè)輸入電壓之和。再看實(shí)際的多輸入量的情況,假設(shè)Ix為流入被保護(hù)設(shè)備的zui大(CT二次)電流,Iy是流出設(shè)備的zui大(CT二次)電流。則由圖4可知,這個(gè)電路產(chǎn)生的制動(dòng)電壓U’Z2是:
U’Z2 = k(Ix + Iy)(1)
式(1)中k是這個(gè)回路的輸出電壓與輸入電流之間的比例常數(shù)。對(duì)于內(nèi)部故障,Iy通常為零,即沒(méi)有電流流出有故障的設(shè)備,制動(dòng)電壓為:
U’Z2(內(nèi))= kIx
正比與zui大流入電流Ix。對(duì)于外部故障Ix、Iy均不為零,制動(dòng)電壓為:
U’Z2(外)= k(Ix + Iy)
正比于zui大流入電流與zui大流出電流之和,亦即外部故障時(shí)有較大的制動(dòng)電壓。這就是相敏特性。
這種電路的另一特點(diǎn)是,每側(cè)電流在電抗互感器副繞組產(chǎn)生的電壓都經(jīng)本身的二極管與公共的制動(dòng)電壓輸出電阻R11+R12隔離。因此輸入的側(cè)數(shù)都可以不受限制地增加,每增加一側(cè)則僅需增加一個(gè)電抗變壓器和二個(gè)二極管,而對(duì)繼電器特性無(wú)明顯的影響。
本回路是利用V7、V8及電阻R9、R10來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)拐點(diǎn)的可變比例制動(dòng)特性。V7用來(lái)得到零制動(dòng)段(見(jiàn)圖5中*個(gè)拐點(diǎn)A前面的一段)。即當(dāng)制動(dòng)電壓U’Z2較小時(shí)(設(shè)備各側(cè)電流均小于0.5~1.0In時(shí)),穩(wěn)壓管V7 不能擊穿,無(wú)比例制動(dòng)電壓UZ2輸出,無(wú)制動(dòng)作用。用以保證本繼電器對(duì)被保護(hù)設(shè)備內(nèi)部較小匝數(shù)的短路時(shí)的靈敏度。當(dāng)制動(dòng)電流大于拐點(diǎn)A時(shí),U’Z2大到使V7擊穿,出現(xiàn)制動(dòng)電壓UZ2。此時(shí)制動(dòng)特性曲線的斜率由R10來(lái)決定。當(dāng)制動(dòng)電流大于拐點(diǎn)B時(shí)(各側(cè)電流約為2.5~3In),V8擊穿,制動(dòng)電壓UZ2增加較快,使制動(dòng)特性曲線斜率增大。曲線這一段的斜率由R9 和R10來(lái)決定。由A點(diǎn)向后隨電流增大到B點(diǎn)制動(dòng)系數(shù)由0.3增加到0.7,實(shí)現(xiàn)了可變比例制動(dòng)。比例制動(dòng)電壓UZ2通過(guò)電阻R3加在執(zhí)行回路上。UZ2的極性與UZ1相同,與Ud相反,起制動(dòng)作用。
本繼電器的制動(dòng)特性曲線見(jiàn)圖5中曲線“1”。該特性曲線的試驗(yàn)電路見(jiàn)圖6所示。為清楚的看到相敏特性,將兩個(gè)制動(dòng)側(cè)之一(4DKB)繞組極性反接后(相當(dāng)于內(nèi)部故障時(shí)),測(cè)得的制動(dòng)特性曲線見(jiàn)圖中曲線“2”。
圖 5制動(dòng)特性曲線
3.2.4 主回路工作情況
a. 正常運(yùn)行時(shí),差電流很小,無(wú)動(dòng)作電壓Ud和制動(dòng)電壓UZ1、UZ2,執(zhí)行元件上無(wú)電壓,不動(dòng)作。
b. 空投時(shí),有差電流,但UZ1>Ud,執(zhí)行元件有制動(dòng)電壓,不動(dòng)作。
c. 外部故障時(shí),差動(dòng)電壓Ud有時(shí)較大,制動(dòng)電壓UZ1很小,但制動(dòng)電壓UZ2很大,執(zhí)行元件上有制動(dòng)電壓不動(dòng)作。
d. 內(nèi)部故障時(shí)差動(dòng)電壓Ud很大,制動(dòng)電壓UZ1很小,UZ2遠(yuǎn)小于Ud,執(zhí)行元件上有動(dòng)作電壓,靈敏動(dòng)作,通過(guò)觸點(diǎn)K1動(dòng)作跳閘。
S 刀開(kāi)關(guān) A1 、A2 電流表 R1 、R2 電阻
T 調(diào)壓器 C K 被試?yán)^電器
圖6 制動(dòng)特性試驗(yàn)接線
3.3差電流速動(dòng)回路工作原理
電器的各側(cè)電流相同 (或差值不超過(guò)3%~5%)。
由電抗變壓器 3DKB、整流橋 ZL3、電阻R4、電容器C5、電位器W2及中間繼電器ZJ組成。被保護(hù)設(shè)備內(nèi)部嚴(yán)重故障時(shí), 3DKB原繞組通過(guò)很的差電流, 其副繞組輸出電壓U3 經(jīng)過(guò)ZL3整流,C5濾波后在執(zhí)行回路(R4、W2 與ZJ 的串聯(lián)電路) 中產(chǎn)生電流。此電流大于K2的動(dòng)作電流時(shí)K2 快速動(dòng)作,通過(guò)觸點(diǎn)K2 動(dòng)作跳閘。這部分是一個(gè)快速的差電流繼電器,無(wú)制動(dòng)部分。這個(gè)電路的動(dòng)作電流用改變3DKB副繞組匝數(shù)(即改變抽頭) 的辦法進(jìn)行調(diào)整。抽頭的調(diào)整用繼電器面板上的插頭組 CT2 來(lái)實(shí)現(xiàn)。電位器 W2 用來(lái)調(diào)整zui小差動(dòng)速斷電流整定值,此值調(diào)好后,其它整定值即可保證一定的準(zhǔn)確度。
3.4電流調(diào)節(jié)部分工作原理
這部分的作用是用來(lái)進(jìn)行變比調(diào)節(jié)和電流匹配(或稱調(diào)平衡)的。通常被保護(hù)設(shè)備各側(cè)電壓等級(jí)不同,所裝的電流互感器變比不同。在額定負(fù)荷時(shí),各側(cè)變流器的二次電流一般均不同。為此,以往必須用輔助中間變流器或自耦變流器 (均為多抽頭的)再進(jìn)行一次變換使流入差動(dòng)繼為省去輔助中間變流器,本繼電器設(shè)有電流調(diào)節(jié)回路對(duì)設(shè)備各側(cè)電流互感器二次流入繼電器的電流進(jìn)行變換,使之相同或作用相同,相當(dāng)于將輔助中間變流器裝在繼電器里的作用。
這部分由自耦變流器T和電抗變壓器4~6DKB的原繞組組成。在設(shè)備各側(cè)帶額定負(fù)荷,流入繼電器各側(cè)的電流不同時(shí),利用插頭來(lái)改變4~6DKB原繞組的抽頭,使在各側(cè)額定電流時(shí),U4 ~U6均相同(參看圖2、圖4),例如I側(cè)(端子4)流入的額定電流為3.3A時(shí),則插頭就插在3.3位置,(該抽頭匝數(shù)為W 1)。此時(shí)4DKB原繞組的勵(lì)磁磁勢(shì)為3.3W1安匝。付方輸出電壓為 U 4,Ⅱ側(cè)(端子6)流入的額定電流為4.6A,則插頭就插在4.6位置(該插頭匝數(shù)為W2)。此時(shí)5DKB原繞組的勵(lì)磁磁勢(shì)為4.6W2安匝,副方輸出電壓為U5,Ⅲ側(cè)(端子8)流入的額定電流為5A,則插頭插“5”位置(該插頭匝數(shù)為W3),此時(shí)6DKB原繞組的勵(lì)磁磁勢(shì)為5W3安匝,副繞組輸出電壓為U6。繼電器設(shè)計(jì)時(shí)選擇4~6DKB的原繞組抽頭匝數(shù)時(shí),使每個(gè)抽頭的匝數(shù)與對(duì)應(yīng)標(biāo)字(即標(biāo)稱電流)乘積相等。根據(jù)這個(gè)原則知:3.3W1 = 4.6W2 = 5W3 。所以 U4 = U5 =U6,制動(dòng)部分達(dá)到了調(diào)節(jié)的目的。
自耦變流器的作用是調(diào)平衡,使正常運(yùn)行或外部故障時(shí) (在被保護(hù)設(shè)備各側(cè)電流互感器,以下簡(jiǎn)稱主CT,變比正確,未飽和時(shí)) 流入1DKB~3DKB 原繞組的差電流為零。 如上述假設(shè)Ⅰ側(cè)額定電流為 3.3A,插頭插在“3.3”位,則該電流通過(guò)4DKB原繞組后流入T的“3.3”位抽頭(對(duì)應(yīng)匝數(shù)WB1) 在T 繞組中產(chǎn)生的磁勢(shì)為3.3WB1。Ⅱ側(cè)額定電流為 4.6安,插頭插在“4.6”位,則該電流通過(guò)5DKB原繞組后流入T的“4.6”位抽頭(對(duì)應(yīng)匝數(shù)WB2),在T繞組中產(chǎn)生的磁勢(shì)為4.6WB2。Ⅲ側(cè)額定電流為5A,抽頭插在“5”位,該電流通過(guò)6DKB原繞組后流入T的“5”位抽頭 (對(duì)應(yīng)匝數(shù)WB3)在T繞組里產(chǎn)生的磁勢(shì)為5WB3。T抽頭匝數(shù)的選擇原則也是每個(gè)抽頭的匝數(shù)與對(duì)應(yīng)標(biāo)字的乘積相等。根據(jù)這個(gè)原則3.3WB1=4.6WB2=5WB3。 如每個(gè)電流單獨(dú)作用于T時(shí),在T的輸出端輸出的電流(通過(guò)1~3DKB原繞組的電流)應(yīng)均為5A。同理,三個(gè)電流同時(shí)作用時(shí),因設(shè)備內(nèi)部*,流入電流與流出電流之和應(yīng)為零,則T的輸出端無(wú)電流,即已調(diào)平衡。
本繼電器兩部分在各種工況下的動(dòng)作情況見(jiàn)表1所示。
表 1
工況(或故障性質(zhì)) | 動(dòng)作情況 |
速動(dòng)回路 | 主回路 |
正常運(yùn)行 | 不動(dòng) | 不動(dòng) |
保護(hù)區(qū)外短路 | 不動(dòng) | 不動(dòng) |
變壓器空載投入 | 不動(dòng) | 不動(dòng) |
保護(hù)區(qū)內(nèi)一般故障 | 不動(dòng) | 動(dòng) |
保護(hù)區(qū)內(nèi)嚴(yán)重短路 | 速動(dòng) | 動(dòng) |
4 技術(shù)性能及特點(diǎn)
4.1技術(shù)性能
4.1.1 額定電流(In) 5A,50Hz。
4.1.2 電流調(diào)節(jié)能力 歸算到電流互感器二次側(cè)的被保護(hù)設(shè)備各側(cè)額定電流(即各側(cè)流入繼電器的電流)稱為整定電流Ib,整定電流調(diào)整范圍見(jiàn)表2。
4.1.3 主回路zui小動(dòng)作電流整定范圍 0.2,0.3,0.4,0.5倍整定電流(Ib)。
4.1.4 主回路制動(dòng)特性 見(jiàn)圖5 。
4.1.5 主回路二次諧波制動(dòng)比 15%~20%。
4.1.6 差電流速動(dòng)回路動(dòng)作電流整定范圍 5,6,8,10,12,16倍整定電流(Ib)。
表 2
插頭整定位置 n | 2.9 | 3.1 | 3.3 | 3.6 | 3.9 | 4.2 | 4.6 | 5 | 8.7 |
整定電流 Ib (A) | 2.9 | 3.1 | 3.3 | 3.6 | 3.9 | 4.2 | 4.6 | 5 | 8.7 |
注:LCD-16/T可根據(jù)用戶的特殊要求,整定點(diǎn)可從1.2 ~ 13A中任意整定
4.1.7 動(dòng)作速度
主回路:在三倍整定動(dòng)作電流下,zui小動(dòng)作電流整定為0.2倍整定電流時(shí),50±5ms;zui小動(dòng)作電流整定在0.5倍整定電流時(shí),40±5ms。
差電流速動(dòng)回路:在1.6倍整定動(dòng)作電流下不超過(guò)15ms。
4.1.8 返回系數(shù)
不小于 0.4。
4.1.9 功率消耗
在整定電流下差動(dòng)回路不大于1.5VA,制動(dòng)回路(每側(cè))不大于 0.8VA。
4.1.10 觸點(diǎn)容量
在電壓不超過(guò)250V,電流不大于0.2A的直流有感電路中(τ=5±0.75ms),觸點(diǎn)斷開(kāi)容量不小于20W,在交流電路中(cosφ=0.4±0.1)斷開(kāi)容量不小于50VA。
4.1.11 過(guò)電流能力
* 2Ib。
1s 50Ib。
4.1.12 絕緣強(qiáng)度
繼電器所有電路對(duì)外殼以及在電氣上無(wú)的各電路之間的絕緣強(qiáng)度,應(yīng)能耐受50Hz、2000V的交流電壓,歷時(shí)1min,應(yīng)無(wú)擊穿和閃絡(luò)現(xiàn)象。
4.1.13 重量: 8kg。
4.2特點(diǎn)
4.2.1 有電流調(diào)節(jié)能力
當(dāng)輸入電流在表 2 范圍內(nèi)(2.9~8.7A) 變化時(shí),可以調(diào)平衡。在絕大多數(shù)情況下不需用輔助中間變流器,因而大大降低了總成本。
4.2.2簡(jiǎn)化接線,提高可靠性
因省去了中間變流器,大大簡(jiǎn)化中間環(huán)節(jié)的接線,減少接線故障率,提高了可靠性。
4.2.3制動(dòng)特性優(yōu)良
采用了性能*的有相敏特性的可變比例制動(dòng)回路。外部故障時(shí)制動(dòng)量大,故障電流越大,制動(dòng)能力越強(qiáng),有效地防止誤動(dòng)作。內(nèi)部故障時(shí),制動(dòng)量大大減少,提高了內(nèi)部故障時(shí)的靈敏度。
4.2.4交流消耗小,減輕了主電流互感器的負(fù)擔(dān)
因繼電器本身消耗小,又省去了輔助中間變流器,減小了中間變流器的消耗。因而大大的減輕了主電流互感器的負(fù)擔(dān),提高了可靠性。
4.2.5過(guò)電流能力強(qiáng)。
5 檢查與調(diào)試方法
5.1檢查安裝質(zhì)量
a. 繼電器內(nèi)元器件應(yīng)安裝牢固、端正,所有螺釘無(wú)松動(dòng)、劈口現(xiàn)象。
b.元器件規(guī)格正確,安裝、焊接正確,鉚釘鉚接牢固。
c.接線正確、牢固、整齊,接觸可靠。
d.所有焊點(diǎn)牢固、清潔,無(wú)虛焊及焊劑堆積現(xiàn)象。
5.2極化繼電器檢查
在端子1—4緩慢通過(guò)直流電流 (端子2與3連上,4端為正,1端為負(fù)),其動(dòng)作電流應(yīng)為0.4~0.5mA,返回系數(shù)不小于0.4。觸點(diǎn)間隙不小于0.5mm。
5.3動(dòng)作電流試驗(yàn)
試驗(yàn)接線見(jiàn)圖7,試驗(yàn)步驟如下:。
T1 調(diào)壓器 T2 升流變壓器 R 變阻器
A 電流表 S 刀開(kāi)關(guān) K 交流接觸器 CK 被試?yán)^電器
a.將被試?yán)^電器5—7端接信號(hào)燈,之后合開(kāi)關(guān)S接通電路;
b.調(diào) T1 動(dòng)作,表 A 的讀數(shù)即為 CK 動(dòng)作電流Id;升電流使 CK
c.調(diào) T1 降電流使 CK 返回,表 A 讀數(shù)即返回電流If;
d.重復(fù)“b”、“c”兩項(xiàng) 5~10 次,得出 Id 與If 的10 次算術(shù)平均值 Idp、Ifp,按公式 ⑵ 求出返回系數(shù)Kf
Kf=Ifp /Idp (2)
e.對(duì)每個(gè)整定值重復(fù)上述b~d項(xiàng)操作,得出的Idp、Kf應(yīng)符合4.1.3 及4.1.8 規(guī)定,誤差不大于±10%。
5.4制動(dòng)特性試驗(yàn)
試驗(yàn)接線見(jiàn)圖 6。CT1插頭整定在“0.3”位置,電流調(diào)節(jié)插頭整定在“2.9”位置。
a.調(diào)節(jié) T 及R1使電流Id增加 (不合S) 到CK動(dòng)作,此時(shí) Id 值應(yīng)符合表3中第1點(diǎn)規(guī)定;
b.合S,用 T 及R2調(diào)節(jié)I2為表3規(guī)定值,再調(diào) R1 增加Id,使 CK 動(dòng)作,此 Id 值應(yīng)符合表3規(guī)定值。依次求出對(duì)應(yīng)每個(gè)I2值的Id值均應(yīng)符合表3規(guī)定。
表 3
順序 | 制動(dòng)電流I2 | 動(dòng)作電流Id允許范圍 |
1 | 0 | 0.84 ~ 1.02 |
2 | 4.35 | 1.92 ~ 2.73 |
3 | 8.7 | 4.64 ~ 6.38 |
4 | 17.4 | 12.3 ~ 16.5 |
5 | 29 | 22.6 ~ 30.2 |
5.5二次諧波制動(dòng)比試驗(yàn)
試驗(yàn)接線見(jiàn)圖 8。插頭位置與“5.4”相同。試驗(yàn)步驟如下:
S1 、S2 開(kāi)關(guān) R1、R2 滑動(dòng)電阻(8A、15Ω) T 調(diào)壓器 A1、A2 電流表;
V 10A、220V 二極管 CK 被試?yán)^電器
圖 8
a.合S1,調(diào) T 與 R2 使電流 I2=3A;
b.合S2,調(diào) R1 升電流 I1 使 CK 動(dòng)作,再減小 I1 使 CK 剛剛返回;
c.拉合 S1,CK 不應(yīng)動(dòng)作。如動(dòng)作時(shí),再調(diào)R1 減小電流 I1,再拉合S1,CK 不應(yīng)動(dòng)作。求出拉合S1 時(shí)剛好CK不動(dòng)作的 I1 zui大值 I1m;
d.按下式 ⑶ 求出二次諧波制動(dòng)比:
KZ = 0.3I2/(0.71I2+I(xiàn)1m)(3)
e.圖中電流表A2應(yīng)為是電磁式或電動(dòng)式儀表,不得用內(nèi)附變流器的儀表和整流式儀表。如無(wú)上述儀表時(shí),A2可用磁電式直流電流表,但制動(dòng)比需按下式⑷計(jì)算:
KZ= 0.47I2/(1.11I2+I(xiàn)1m) (4)
5.6動(dòng)作時(shí)間試驗(yàn) 試驗(yàn)接線見(jiàn)圖 7。試驗(yàn)步驟如下:
a. 被試?yán)^電器 CK 端子 5–7 接毫秒表;
b.合開(kāi)關(guān) S,調(diào)節(jié) T1 及 R 使電流表讀數(shù)為整定動(dòng)作電流的三倍,拉開(kāi)S ;
c.突然合 S ,由毫秒表讀出動(dòng)作時(shí)間;
d.重復(fù)“c”項(xiàng) 10 次,求出平均值即為動(dòng)作時(shí)間值,應(yīng)符合 4.1.7 規(guī)定。
5.7速動(dòng)部分試驗(yàn)
速動(dòng)部分試驗(yàn)電路為圖7。試驗(yàn)方法按 5.3 (動(dòng)作電流)和5.6(動(dòng)作時(shí)間)進(jìn)行,但應(yīng)注意:
a. 為區(qū)別是哪部分動(dòng)作,試驗(yàn)時(shí)應(yīng)取下極化繼電器;
b.測(cè)時(shí)間應(yīng)加 1.6 倍整定動(dòng)作電流;
c.試驗(yàn)次數(shù)應(yīng)少,取 3 次,通電時(shí)間應(yīng)短。
6 使用與維護(hù)
6.1使用接線
圖9為用于雙繞組變壓器的典型接線,圖10、圖11為用于三繞組變壓器及發(fā)變組的典型接線。
6.2電流互感器聯(lián)接組的確定
接入差動(dòng)保護(hù)的各側(cè)電流大小和相位在正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)*,因而要進(jìn)行匹配。電流的大小用各側(cè)電流互感器的變比和差動(dòng)繼電器內(nèi)部的電流調(diào)節(jié)插頭來(lái)調(diào)節(jié),使之*,相位要用電流互感器的聯(lián)接組進(jìn)行補(bǔ)償。
選擇電流互感器聯(lián)接組的原則是:
a.變壓器繞組為 Y/△ 接線時(shí),Y 形側(cè)的電流互感器應(yīng)接為 △,變壓器 △ 形側(cè)的電流互感器應(yīng)接成 Y 形,進(jìn)行相位補(bǔ)償。
b.變壓器繞組兩側(cè)均為Y形時(shí),兩側(cè)的電流互感器均應(yīng)接成 △ 形, 能消除零序電流對(duì)繼電器的影響,也就是使零序電流被短路。
圖 9 兩繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)接線
T 主變壓器 LH1 ~LH3 電流互感器
KA~KC 差動(dòng)繼電器 1~3DL斷路器
圖 10 三繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)接線
T 主變壓器 LH1 ~LH3 電流互感器 G 發(fā)電機(jī)
KA~KC 差動(dòng)繼電器 1T 廠用變壓器 1~3DL斷路器
圖 11 發(fā)電機(jī)變壓器組差動(dòng)保護(hù)接線
電流互感器的聯(lián)接組可按圖12及表 4 進(jìn)行選擇。圖12和表 4 中 SB 為變壓器的聯(lián)接組, SL1為變壓器I側(cè)的電流互感器應(yīng)采用的聯(lián)接組,SL2為變壓器Ⅱ側(cè)的電流互感器應(yīng)采用的聯(lián)接組。三繞組變壓器應(yīng)每?jī)蓚?cè)分別確定其聯(lián)接組。
表 4
SB | SL1 | SL2 | SB | SL1 | SL2 |
Y/Y–12 | Y/Δ–5 | Y/Δ–5 | Δ/Y–5 | Y/Y–12 | Y/Δ–7 |
Y/Y–6 | Y/Δ–5 | Y/Δ–11 | Δ/Y–11 | Y/Y–12 | Y/Δ–1 |
Y/Δ–11 | Y/Δ–11 | Y/Y–12 | Δ/Δ–12 | Y/Y–12 | Y/Y–12 |
Y/Δ–5 | Y/Δ–5 | Y/Y–12 | Δ/Δ–6 | Y/Y–12 | Y/Y–6 |
6.3 整定計(jì)算方法
6.3.1電流調(diào)節(jié)插頭位置(即整定電流值)的確定電流調(diào)節(jié)插頭,即繼電器內(nèi)4 ~ 6DKB原繞組的抽頭,以三繞組變壓器差動(dòng)保護(hù)為例來(lái)說(shuō)明。其典型接線示意圖見(jiàn)圖10。 將圖10 簡(jiǎn)化畫(huà)在圖13中,令變壓器三側(cè)額定電壓(相間電壓)為V1~V3。
計(jì)算步驟如下:
a.計(jì)算變壓器各側(cè)額定電流
應(yīng)以變壓器三側(cè)繞組額定容量zui大側(cè)的額定容量S為參考值,按下式求出各側(cè)額定電 流:
I1=S/
V
1 I2 =S/V
2 I
3 =S/
V
3 (5)
式中V1、V2、V3為變壓器各側(cè)額定電壓。
b.計(jì)算由電流互感器(簡(jiǎn)稱變流器) LH1~LH3 流入差動(dòng)繼電器各側(cè)的電流。按下式計(jì)算。
i
1Δ=
I
1 / N
1 I2Δ =
I
2 / N
2I3Y = I3 / N3 (6)
式中:i1△、i2△指這兩側(cè)變流器二次為△接線,流入繼電器的是線電流;
i3Y 指這側(cè)變流器二次為Y接線,流入繼電器的是相電流。
N1~N3為各側(cè)變流器變比。
c. 在繼電器的整定插頭板上,按表2取zui接近 ⑹ 式算得值的位置作為實(shí)際整定位置,即標(biāo)稱電流Ib1、Ib2、Ib3。如⑹式算得的i1△、i2△、i3Y值與表2中值相差太大,則應(yīng)取i1△、i2△、i3Y中zui大者zui接近值為參考整定值K(K1、K2、或K3) 其余兩側(cè)K值按下式來(lái)計(jì)算:
i1△/K1 = i2△/K2 = i3Y/K3 (7)
在整定插頭板上取得zui接近上述算得的K
1、K
2、K
3的插頭值為實(shí)際整定位置I
b1、I
b2、I
b3?! ?/div>
d. 計(jì)算在變壓器各側(cè)繞組的實(shí)際額定容量下,從變流器流入繼電器的電流,應(yīng)不超過(guò)表2中所列插頭對(duì)應(yīng)整定電流值的1.5倍。
在實(shí)際應(yīng)用中,如變壓器各側(cè)額定電壓可能改變時(shí)(調(diào)節(jié)分接頭或有載調(diào)電壓),應(yīng)取其電壓可能的zui大值Vmax和zui小值Vmin按下式⑻算得的平均值作為計(jì)算用的V1、V2、V3。
U=
(8)
6.3.2主回路動(dòng)作電流的確定
因?yàn)楸纠^電器內(nèi)部有電流調(diào)節(jié)部分,各側(cè)輸入繼電器的電流(標(biāo)稱電流)均不相同,因而應(yīng)按下式確定各側(cè)動(dòng)作電流:
I
dz=I
dz*·I
b ?、?/div>
式中Ib按前面“6.3.1中c”確定的各側(cè)標(biāo)稱電流值;
Idz* 動(dòng)作電流整定值的相對(duì)值,是以標(biāo)稱電流Ib 的倍數(shù)表示的有0.2, 0.3, 0.4, 0.5各值(見(jiàn)4.1.3)。Idz*的確定方法如下,先按下式求出:
I’dz=(α1+α2+α3)·KK⑽
式中:
α1變壓器各側(cè)變流器 LH1~LH3 在正常運(yùn)行時(shí)的zui大可能誤差,可取 0.03~0.05;
α2變壓器調(diào)壓 (調(diào)節(jié)分接頭) 時(shí)形成的zui大誤差,為調(diào)壓范圍的一半,一般約0.1~0.125, 如為兩側(cè)調(diào)壓,應(yīng)為各側(cè)調(diào)壓范圍的一半之和;
α3電流調(diào)節(jié)插頭產(chǎn)生的誤差,即各側(cè)標(biāo)稱電流Ib與式 ⑹ 算出的對(duì)應(yīng)電流之差里zui大的一個(gè),一般≤0.05;
KK可靠系數(shù),可取1.3~2。
算出Idz’之后,在0.2、0.3、0.4、0.5各值之中, 選取大于Idz’ 而又zui接近Idz’ 的值作為Idz* 之值,再按式 ⑼ 求出各側(cè)動(dòng)作電流值的Idz。
6.3.3差電流速動(dòng)回路動(dòng)作電流的確定,由下式確定動(dòng)作電流值Icd。
Icd=Icd*·Ib⑾
式中:Icd* 為動(dòng)作電流整定值的相對(duì)值,以標(biāo)稱電流Ib的倍數(shù)表示,有5、6、8、10、12、15各值(見(jiàn)4.1.6)。
Icd* 的選擇原則是大于變壓器空投時(shí)勵(lì)磁涌流的zui大值,小于變壓器引線端部短路電流的zui小值,可按表5來(lái)選擇。
選定Icd*之后,可按式 ⑾ 求出各側(cè)速動(dòng)電流值。
表 5
變壓器 | 變壓器容量 | 變壓器電源在 |
連接組 | (MVA) | 高壓側(cè) | 低壓側(cè) |
Y–Y | <10 | 15Ib | 15Ib |
Y–Y | >10 | 12Ib | 12Ib |
Y–Δ(低壓) | >10 | 6~10Ib | 12Ib |
有一變壓器,如圖13所示,確定其各側(cè)變流器的聯(lián)接組和繼電器的整定值。變壓器各側(cè)電壓變化范圍是:
V1min=476kV, V2min=220kV, V3min=20kV
V1max=525kV, V2max=220kV, V3max=20kV
a. 各側(cè)電壓平均值:
V
1 =
= 500kV,V
2 = 220kV,V
3 = 20kV
b.按表4 確定聯(lián)接組
?、?ndash;Ⅲ兩側(cè) SB 為Y/△–11,LH1 應(yīng)為 Y/△–11,LH3應(yīng)為Y/Y–12;
Ⅰ–Ⅱ兩側(cè)SB為Y/Y–12,LH1為Y/△–11,LH2也應(yīng)為Y/△–11。
c.計(jì)算變壓器各側(cè)額定電流 (按式5)
以容量zui大側(cè)的容量S=300MVA為參考值:
I
1=(300×10
3)/(
×500) = 346.4A
I
2=(300×10
3)/(
×220 )= 787.3A
I
3=(300×10
3)/(
×20) = 8660A
d.計(jì)算流入差動(dòng)保護(hù)繼電器的電流(按式6):
i
1△=
I1/N1 =( ×346.4)/(600/5) = 5Ai
2△=
I2/N2 =( ×787.3)/(1500/5)=4.55Ai3Y=I3/N3 /(5000/5)= 8.66A= 8660
e.按表2取整定位置為:
Ib1=5 Ib2=4.6 Ib3=8.7
f.在變壓器各側(cè)實(shí)際額定電流下流入繼電器的電流:
Ⅰ側(cè) S1=S i1=i1△=5A
?、騻?cè) S2=S i2=i2△=4.55A
?、髠?cè)S3=100MVA
I
3 =
[(100×103)/( ×20)]×(5/5000)=2.87A g.確定動(dòng)作電流
取α1=0.03 α2=0.1 α3=0.011 KK=2
按 ⑽ 式求出Idz’ :
Idz’ =(0.03+0.1+0.011)×2=0.282,取Idz*=0.3
按式 ⑼Idz=Idz*·Ib得:
?、駛?cè)Idz1=0.3Ib1=0.3×5=1.5A
?、騻?cè)Idz2=0.3Ib2=0.3×4.6=1.38A
?、髠?cè)Idz3=0.3Ib3=0.3×8.7=2.61A
h.確定速動(dòng)電流
由表5選Icd *
因變壓器為Y/△接線,電源在高壓側(cè),變壓器容量較大,Icd* 可選6或8 ,一般取Icd*=8
按式⑾求出Icd=Icd*·Ib:
Ⅰ側(cè)Icd1=8·Ib1=8×5=40A
Ⅱ側(cè)Icd2=8·Ib2=8×4.6=36.8A
Ⅲ側(cè)Icd3=8·Ib3=8×8.7=69.6A
6.4使用
6.4.1繼電器在投入運(yùn)行前應(yīng)按本說(shuō)明書(shū)進(jìn)行檢查和試驗(yàn)。接入回路后,投入運(yùn)行時(shí)的測(cè)量如下:
a.在變壓器帶上負(fù)荷后,用高內(nèi)阻電壓表 (如萬(wàn)用表),通過(guò)繼電器銘牌上的插孔Uc1,測(cè)量差電壓應(yīng)不大于:
Uc≤α3·K·K△·I/N(12)
式中:Uc差電壓,單位V; α3見(jiàn) ⑽ 式說(shuō)明; K 誤差系數(shù),可取2;
K
△接線系數(shù),變流器為△形接線時(shí)取
,Y形接線時(shí)取1;
I 變壓器一側(cè)之負(fù)荷電流; N 該側(cè)變流器的變比。
b.用高內(nèi)阻電壓表通過(guò)銘牌上的插孔“0”U4 、U5或U6 測(cè)量各側(cè)制動(dòng)電壓應(yīng)不小于:
UZ=6 ~8 I/In(13)
式中:I該側(cè)負(fù)荷電流()A; Uz該側(cè)制動(dòng)電壓()V; In前面式 ⑸ 算得的該側(cè)額定電流。
c.如不符合上述兩項(xiàng)要求,應(yīng)考慮接線有錯(cuò)誤,要及時(shí)檢查糾正。
6.5維護(hù)與保管
a. 本繼電器的使用條件為環(huán)境溫度-10~+50℃,相對(duì)濕度不大于90%,空氣中不含酸性,堿性或其它腐蝕性及爆炸性氣體,能防雨、雪、風(fēng)、砂的室內(nèi);
b.繼電器的保管溫度可為-25~+70℃,相對(duì)濕度不大于70%。
7 訂貨須知
訂貨時(shí)請(qǐng)指明:
a.產(chǎn)品型號(hào)、名稱、交流額定電流;
b.訂貨數(shù)量、收貨單位地址。
主令控制器:LK1-12,LK1-6,LK1-8,LK5-027,LK4-028,LK4-044,LK4-054,LK4-168,LK4-058,LK4-658,LK16-10/41,LK16-6,LK17-2,LK17-3,LK17-5,LK17-7,LK17-9,LK17-11,LK17-12,LK17-13,LK18-10,LK18-10L,LK18-10/11,LK18-10/12,LK5-031