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　結構與工作原理

2.1　結構

繼電器采用JK－32K、H、Q型標準化殼體組件，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） 三種結構型式，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的自耦變流器性能等。

　　變流器的導磁體是一個三柱形鐵芯，用幾組山形導磁片疊裝而成。在導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，分別放在導磁體的兩個邊柱上，其連接方法應使制動繞組與二次繞組之間沒有相互感應，制動繞組與工作繞組及平衡繞組Ⅰ、Ⅱ之間亦無相互感應， 二次繞組里的感應電勢是由工作繞組的磁化力產生的，繞組在導磁體上的分布如圖2所示。

圖 2　繞組在導磁體的分布

圖　1

　　繼電器的內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。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字表示相應的繞組匝數。當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在較寬的范圍內進行整定。

　　變流器和執行元件放在一個殼子里。為了便于執行元件進行單獨的校驗調整和試驗制動特性，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行相互連接的，因而可以在校驗調整時接通或斷開相應的電路。

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，制動繞組接入環流電路。其作用為在正常情況下或者當發生穿越性短路時， 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所示的電磁關系，相應的制動磁通φ_Z僅在導磁體的兩個邊柱間環流。其作用純粹是使鐵芯飽和，降低磁路的導磁率，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值不大的不平衡電流，其效應已被消除。當發生穿越性短路時，由于電流互感器的電流倍數已很大，誤差各異，因而不平衡電流的數值必將顯著增大，其效應也不能消除，但這時的制動作用也很大，導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條件，因而構成了差動繼電器的制動特性。

　　當用于保護三繞組電力變壓器時，應用兩個平衡繞組，并將它們分別接在環流回路的兩個臂上，這樣就能消除三個環流回路里不平衡電流的效應。當用于保護兩繞組電力變壓器時，只需應用一個平衡繞組。在不平衡電流較大的情況下，平衡繞組接入環流回路；當不平衡電流較小時，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來表示。實際的平衡系數應用繞組接入的匝數計算。按圖3的線路，設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流臂上，當差動回路的合成磁化力為零時，不平衡電流的效應便被全部消除，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）

　　平衡系數為 _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行元件，其動作電壓反應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，并滿足生產上通用性的要求。這種執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，次級感應電勢中含有顯著的高次諧波，因此這種執行元件便是一個很好的高次諧波濾過器。基本上反應變流器工作磁通密度的基波。

　　應該指出，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的范圍內進行整定 （AW0=60±4）。

　　當用于保護兩繞組電力變壓器時，其動作電流可在1.55A～12A 的范圍內進行整定 （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k_Z可以在廣泛的范圍內變化。 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，但無論在任何角度下都不應超出曲線的范圍。

3.5　可靠系數：5倍動作電流時的可靠系數不小于1.35，2倍動作電流時的可靠系數不小于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滿足如下規定值。a.　正常情況下，當變流器的制動和平衡繞組的匝數全部接入時不大于8.5VA；b.　在區內故障，變流器的制動繞組、平衡繞組和工作繞組的匝數全部接入時不大于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.當電流小于或大于5A時，繞組的全阻抗相應地增大和減少。

3.8　熱要求

3.8.1　連續耐熱極限值

　　當環境溫度為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。當它們匝數全部接入時：　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，無擊穿或閃絡現象。動靜觸點間介質耐壓為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。　

4　調試方法

4.1　除變差和濕熱試驗外的所有試驗均在基準條件下進行。試驗所用設備、儀器、 儀表應是檢定合格的。儀表精度（除兆歐表、相位表外）應不低于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， 執行元件應該動作。如果動作安匝離要求相差不大，可采用將執行元件動作值適當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行調整。

4.2.2　制動特性的檢驗

試驗接線如圖6所示。　　

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 （相當于制動安匝為280）。 所有曲線應在圖4所示標準曲線范圍之內。

5　安裝、使用與維護

5.1　繼電器應固定在垂直屏板上，其周圍環境應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進行必要的檢查，不應有在運輸過程中產生的損壞， 接線及緊固零件不應松脫，可動系統沒有阻滯現象。

5.3　在使用繼電器的過程中，應進行定期檢查， 當觸點燒焦發黑時應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　當更換觸點時應重新調整，檢驗執行元件主要項目與方法如下。

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

5.4.2　可動系統的軸向活動量應在0.15mm～0.25mm之間。

5.4.3　動片和磁極間氣隙應當保證在滿足技術條件的任何動作條件下，動片和磁極不能相碰。

5.4.4　指針應能很好地在刻度盤上轉動，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。