DCD-5差动继电器

1　用途

　　DCD－5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的单相差动保护线路中，作为主保护。

2　结构与工作原理

2.1　结构

继电器采用JK－32K、H、Q型标准化壳体组件，具有嵌入式后接线 (JK－32K)、凸出式后接线 (JK－32H) 和凸出式前接线 (JK－32Q) 三种结构型式，可任选。其外形及安装尺寸见附录。原理接线见图1。

2.2 工作原理

2.2.1 组成元件的工作原理

继电器由执行元件中间速饱和变流器 (以下简称变流器) 组成。变流器具有制动绕组、工作绕组和平衡绕组，并构成差动继电器的一些主要性能，如制动特性、躲避励磁涌流特性，以及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。在导磁体中柱上放置工作绕组和平衡绕组Ⅰ、Ⅱ。制动绕组和二次绕组则均分成两部分，分别放在导磁体的两个边柱上，其连接方法应使制动绕组与二次绕组之间没有相互感应，制动绕组与工作绕组及平衡绕组Ⅰ、Ⅱ之间亦无相互感应， 二次绕组里的感应电势是由工作绕组的磁化力产生的，绕组在导磁体上的分布如图2所示。

图 2　绕组在导磁体的分布

图　1

　　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见图1。 由于具有平衡绕组，且有抽头以便调整，就能消除由于电流互感器变比不*等原因所引起的不平衡电流的效应。具有两个平衡绕组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和制动绕组均有抽头，可以满足多种整定的要求。

　　继电器整定板上的数字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，可以使动作电流、平衡作用和制动系数在较宽的范围内进行整定。

　　变流器和执行元件放在一个壳子里。为了便于执行元件进行单独的校验调整和试验制动特性，需要将继电器工作与制动两个电流回路隔离。上述绕组是通过连接板进行相互连接的，因而可以在校验调整时接通或断开相应的电路。

2.2.2　动作原理

　　继电器基本原理是交流磁制动，工作绕组接入保护的差动回路，制动绕组接入环流电路。其作用为在正常情况下或者当发生穿越性短路时， 通过制动绕组的是电流互感器二次电流或全部短路电流。按图2所示的电磁关系，相应的制动磁通φ_Z仅在导磁体的两个边柱间环流。其作用纯粹是使铁芯饱和，降低磁路的导磁率，这便是交流磁制动作用。正常情况下通过工作绕组的仅是数值不大的不平衡电流，其效应已被消除。当发生穿越性短路时，由于电流互感器的电流倍数已很大，误差各异，因而不平衡电流的数值必将显著增大，其效应也不能消除，但这时的制动作用也很大，导磁体的饱和程度很高，大大地恶化了工作绕组和二次绕组之间的电磁感应条件，因而构成了差动继电器的制动特性。

　　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，这样就能消除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，只需应用一个平衡绕组。在不平衡电流较大的情况下，平衡绕组接入环流回路；当不平衡电流较小时，可以接入差动回路，以扩大整定值的范围。

　　平衡绕组的作用可以在正常情况下，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3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，当差动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：

　　　　(I₁—I₂) W_C— I₂W_P= 0……(1)

或　I₁W_C=I₂(W_C+W_P)

　　平衡系数为 ………(2)

　　注： W_c为工作绕组

　　　 W_P为平衡绕组

图 3

　　接在变流器二次绕组的执行元件，其动作电压反应变流器的工作磁通密度。动作电流决定了变流器的功率分配比例，并满足生产上通用性的要求。这种执行元件的特点在于其线圈是电感性的。在变流器饱和的情况下，次级感应电势中含有显著的高次谐波，因此这种执行元件便是一个很好的高次谐波滤过器。基本上反应变流器工作磁通密度的基波。

　　应该指出，在继电器的工作过程中，不能改变铭牌上指针的位置。