DCD-2A差动继电器

DCD-2A型差动继电器

一.用途

DCD- 2A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 ，

0 为 主保 护 。 

0 电 器能 预 防 在 非故 障状态 所出 现的暂 态电 流的作用 。例如当电 力变压器空 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 

0 根 除故 障 。 

二.结构 及工 作原理

1 .结 构

0 电 器由 具 有 一 副动 合触点 的高 灵敏， 高可 靠性的电 磁型执行机 构和中间速 饱和变流器 组成。该执 行机构 为电 磁型 

0 电 器， 在 继 电 器中 被作为 出口 元件。 

0 间 速饱 和 变 流 器具 有短路 绕组 和平衡 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 

0 流 效应 的 自 耦 变流 器性能 。 

0 流 器的 导 磁 体 由“E” 形导磁 片叠 装而成 ， 有平衡绕组I,II和短路 绕组。此外 ，中间柱上 的短路绕组 与右 侧 边柱 上 

0 短路 绕 组 通 过一 瓷盘电 位器 相连接 ，二 次绕组放在导磁 体的另一侧 边柱上。绕 组在导磁体 的分布如图1所 示。 继 电器 的 内 部接 母 亲 及 其保 护三绕 组电 力变压 器的 原理接母亲图如 图2所示。由于 具有平衡绕 组，且每隔 一匝有抽头 ，便 于 调整 用 以消 除 由 于 电流 互感器 变比 不致等 原因 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 

0 电力 变 压 器 。 

0 作电 流 和 平 衡作 用可通 过调 整工作 绕组 ，平 衡绕组的匝 数在宽广范 围内进行调 整。直流偏 磁特性可通 过改 变 继电 器 内 的瓷 盘 电 位 器的 阻值进 行整 定。 

继 电器 的 结 构 形式 外形及 安装 尺寸及 继电 器端 子接线见图6 . 2 .原理 

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 过 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∈=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3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 于时间轴的 磁通。它们 在短 路 线组 里产 生 两种 不 同 的 反应 ，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 

0 电磁 感 应 条 件， 因而显 著增 大了继 电器 的动作电流，这 就是所谓直 流偏磁作用 。 

0 穿越 性 短 路 ，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 越性短路切 除后 ， 电压 

0 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 ∈=f（K）来 表示。 

其 中：∈=Icp/Icpo，动 作电流 倍数 ，是具 有直流分 量时的交流 动作电流与 直流分量等 于零时的交 流电流 的比 值。

K=I - /Icp， 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。

0 述∈=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 

0 的， 而 非 周 期分 量电流 的数 值是随 时间 的增长而逐渐衰 减。 

0 产生 较 好 的 速饱 和特性 ，变 流器设 计时 选择 了较高的工 作磁通密度Bcp，但同时 为保证继电 器可靠动作 所必 须 的容 

0 ，帮 规 定 在 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. 

0 流 器 的工 作 磁通 密度 是用磁 性材 料的重 量和起始 动作电压与 动作电流。 动作电压反 应变流器的 动作磁通密 度； 动 

0 功 率 决定 了 变 流 器的 功率分 配比 例，同 时满 足生 产上通用性 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 和情 况 下 ， 二次 感应电 热中 含有显 著的 高次 谐波过滤器 ，因此这种 执行元件便 是一个很好 的高次谐波 过滤 器 ，它 

基 本 上 反映 变 流 器 工作 磁通密 度的 基波。 继 电 器 的原 理 接线 见图2 . 

三.技 术性能 及 参数

1 .额 定 值： 额 定电 流5A， 额定频 率50Hz。

2 .无 直 流分 量 时， 继电 器起始 动作 安匝Awo=60 +4.

3 .当 用 于保 护 三绕 组电 力变压 器或 交流发 电机时， 其动作电流 可以在3-12A的范围内 进行整定（Awo=60），对 于 动作 电 流 的 zui小 整 定 值 ，其 zui大平 衡系 数接近 于2.

4 .当 用 于保 护 两绕 组电 力变压 器或 交流发 电机时， 其动作电流 可以在1.55-12A的 范围内进行 整定。

5 .继 电 器的 直 流偏 磁特 性∈=f（K），可以 用改变瓷 盘可变电阻 器阻值的方 法进行连续 调整。

0 偏 移 系数K=0. 6时， 直流偏 磁特 性在各 整定位置 下的相对动 作电流系数 的误差不超 过-8%-+20%。继电 器的 可 靠系 数 

0 不 小 于1. 35 . 

6 .当 差 动继 电 器动 作时 ，其动 作电 流为Icp。执行元 件相应的正 弦动作电流 为icp1,然后转动 指针拧紧螺 丝， 使 得继

电 器 的 动作 电 流 为5Icp并测量 执行 元件相 应的 正弦 动作电流i cp5,按 下式算出可 靠系数：KH =i cp5/icp1.

在 相 同 情况 下 ，当 差动 继电器 的动 作电流 为2Icp时 ，上述的值 不小于1.2 . 7 . 3倍 动 作电 流时， 差动 继电器 的动 作时间 ，不大于0 .035s。

8 .当 变 流器 的 一个 平衡 绕组和 工作 绕组全 部匝数接 入时，在保 护区故障， 且电流等于5A，继电器的 单相功 率消 耗不 超 过16VA。

9 .在 正 常情 况 下， 电流 互感器 的变 比误差 被全部补 偿（变流器 工作回路的 磁化力相平 衡，导磁体 里磁通为零 ）。 工

0 绕 组 与平 衡 绕 组 能长 期通过10A电 流。 

0 是 一 个平 衡 绕组 和工 作绕组 的全 部匝数 接入时， 通直流电流 进行试验的 。 

10 .工 作绕 组 或每 一个 平衡绕 组的 直流电 阻不应大 于0.05Ω。 11 .触 点性 能

0 电 器 触点 应 能断 开电 压不超 过250V及电 流不超过2A，容量为50W的有感负荷 （时间常数 为5+0.75ms）的直 流回 路 ， 

0 点 在 此规 定 负 荷 条件 下，继 电器 应可靠 动作1000次。 

4

12.机 械 寿 命 ：继电 器的机 械寿 命为10次 。

13.继 电 器 各 导电电 路连接 在一 起对地 （可 绝缘外壳 的外露非导 电金属部分 ）以及在电 气上无 的各导电 电路 之间 应 能承受2kV（ 有 效值）50Hz的 交流 试验电 压历 时1min试 验而无绝缘 击穿或闪络 现象。

14.继 电 器 能 耐受幅 值为5kV的冲 击电压 ，此 后无绝缘 损坏现象。

15.继 电 器 的 绕组数 据见表1 .

四.工作条 件

1.环 境 温 度 为-25℃- 40℃。

2 .大 气压 力 ：80 -106kPa（ 海拔不 超过2000米 ）

3 .空 气相 对 温 度 为45% -75%。

4 .工 作 位置 基 准值 为垂 直，允 差任 一方向 偏2° 。

5 .应 有 保护 风 ，沙 ，雨 ，雪的设 施， 及无腐 蚀性气 体，无爆炸 性气体的环 境中。

6 .无 强 烈 的振 动与冲 击。

7 .使用 地 点 周 围 任一方 向不 应有严 重的 外磁场影 响。

五.使用 与维护

1 .工作 绕 组 和 平 衡绕组的规定

打 开 壳罩 ， 即 可进 行工 作绕组 和平 衡绕组 的整定。工作 绕组，平衡 绕组I,II均有抽头可 以满足多种 整定值 的要 求。 继 电器 整 定 板下 方 的 数 字即 表示相应 的绕 线匝数 。每个绕组分 成两段，这 种设计可以 用较少的抽 头，获得较 多的匝 数组 全 。 从而 使 整 定 范 围广 泛而不 失其 精细。 继电 器每块 整定板 上有两个整定螺钉， 每个整定螺 钉可在各自 的一段范围内 整 定。 两 个 螺 钉 整定 位 置 下 所 标示的 数字之 和即 为绕组 的整定匝数。

须 注 意 的 是， 当 同一整 定板 上的两 个整 定螺钉 没整定在各 自的范围内 或者不接入 时，绕组是 断开的。

2 .助磁 特 性 曲 线的整 定 助 磁 特性 曲 线 整 定时 ，需抽 出继 电器机 芯， 然后松开 组磁特性标 志牌上的三个锁紧 瓷盘可变电 阻器的大螺 钉（ 不 需要

拧下 来 ，只 松 动 即 可），使旋 钮能 自由转动 ，转 动旋钮， 即可进行助 磁特性曲线 的整定。

2. 1按 规 定 曲线 整定

继电 器规 定 有A,B. C.D四 条曲 线。该 四条 曲线在继 电器出厂前 已按技术要 求精心调 试，故只需 将旋钮上的 箭头 对 准所 需 整定 点即 可 。

2 . 2特 殊要 求 整 定

如 需 整 定曲 线在A,D曲 线之 间范围 内， 但不在A. B.C.D四 条曲线上时 ，可按下述 方法进行整定。

1）由 所 需 ∈=f（K）曲线 确定 曲线在K=0 .6时的 ∈值。

2）确 定 试 验 时所 需加入的 直流 电流值 。

端 子   ，  间 加 入电流 ，工 作绕组 整定 在20匝，平 衡绕组整定 在19匝，然后测出起 始动作正弦 电流值Icpo。 由K=0 .6

及K=I/Icpo， 计算 出 直流电 流I=KIcpo=0.6Icp 3）确 定 磁 盘 可变 电阻器 的位 置

由∈=Icp/Icpo计算 出具 有直流 分量 时交流 动作电流Icp=∈Icpo［∈ 值由第1）条三 分之一；Icpo由第2） 条测 出 ］。

工 作绕组 ， 平 衡 绕组 分别整 定在20匝及19匝 ，端 子 ， 间 同时加入前 面计算出 的直流 电流I及交 流动作电流Icp， 调整 可 变电 阻 ， 使继 电 器 的动 作电流 为Icp。

4） 如 需精 确 整定， 可使可 变电 阻器旋 钮的 指示位于 前面整定的 位置暂时不 充，然后重复第2）条以 后的各 整定 步骤 ， 直至 可变 电 阻 器 的整 定位置 不在 变动为 止。 （因可变电 阻器阻值的 变化，可使 起始动作安 匝在一不大 的范围内发 生变 化 ）。

助 磁特 性 曲线 整定后 ，应 把三个 锁紧 螺钉均 匀地紧 固。

3 .当 继 电 器用 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 需一个平衡 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6的线路 设I1 ,I 2分别表示 两个电流互感 器的二次电 流，且I1大于I 2，平衡绕组 通常安在电 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 ：

4 .继电 器 的 起 始动 作安匝 可借 电位器W在 不大的范 围内调整， 调整时应先 松开紧固螺帽，然 后用一字型 螺刀 调 节电 位 器 旋 柄即 可 。

5 .在 继电 器 工 作 过程 中，应注 意不 能改变 铭牌上 指针的位。