LCD-11型变压器差动继电器说明书

LCD-11型变压器差动继电器产品使用说明书阿继股份公司RLCD-11型变压器差动继电器1、适用范围1.1本电器用于变压器或发电机一变压器组作为内部短路故障的主保护1.2本产品技术条件参照IEC255《电气继电器》的有关标准规定制订。1.3本电器应有FL-8型变流器与它配套使用2、结构本电器制成抽屉插入式结构，采用标准的LBK1~6型壳体，外形与安装开孔尺与背后端子布置见附录1。本继电器可以单独装于LBK-1型机箱中供货，也以三相组合并与其它继电器合装于LBK一6测大机箱中成套供贷。3、工作原理本继电器采用差电流原理制成，其原理接续线如图1所示.将被保护设备(以下简称设备)各侧电连互感器二次电流经FL一8变流器匹配之后，引入继电器中。在设备内部故障时，流入设备的电流与流出设备的电流大小与相位不同，产生差电表使继电动作。在正常运行时，由于流入设备和由设备流出的电流(变压器变比折第到一侧后)相同，理论上讲没有差电流。实际上由于各侧电流互感器变比不同、误差不同及变压器调节分接头位置等原因，存在一个不大的差电流。这个差电流不大于设备额定电流电的10%~15%，故继电器的整定动作电流应大于此差电流。外部故障时《保护区外短路故障或称穿越性故障)，流过设备的电流能很大，在故障开始瞬间的的暂态过程中，短路电流里还包含很大的非周期分量，因而设备各侧的电流互感器可能饱和。此时，由于各电流互感器磁化特性不一政，其二次差电可能很大。为防止继电器在这种情况下误动作，设有比例制动回路，当短路电流增大时，制动量按出例增大，使继电器制动。本继电器具有4侧比例制动，经过匹配的设备各侧电流互感器二次电流，通过电抗变压器4DKB、5DKB的原绕组，其副绕组感应的电势经过整流桥ZL4和ZL5整流之后成为比例制动电压。在变压器空载投入或外部短路故障切除后电压恢复过程中，变压器的励磁涌流可能很大很大，其值有时可达变压器定电流的4-8，远大于继电器整定动作电流，又因涌流仅出现在一例，对差动继电器来讲相当于差电流，如不采取闭锁措施，将会误动。本继电器利用差电流里的二次谐波起制动作用，因为涌流里合有很大比例的二次谐波分量，可以有效的防止继电器因涌流造成误动。相反，因设备内部短路故障电流里二次谐波含量很小，所以在变压器内部故障时，继电器又不会拒动，接在差电流回路里的电抗变压器2DKB用来取出二次谐波制动量。在设备内部产重故障时(如引出线短路)，短路电流很大，可达额定电流的20-30倍以上。此时各侧电流互感器可能严重饱和，其二次电流中可能出现很大的各次谐波分量。为防止差动继电器在此时拒动或缓动，并为加快动作速度，防止被保护变压器出现油箱爆破等严重故障，在继电器中设有不带制动的差电流速动部分。其动作电流整定值按大于变压器空投时的最大可能励磁涌流来决定21313323253537273929ZL4wy14DKBZL5wy20.3R70.4R80.5R92.5AZL2ZL1C1C2C3DKS4768S3S2S1119101615131412R2R1S7S8R6W1S6S52A1.5A1AR5R4R3JJC40.620A30A40A50A75A60A5DKB2DKB3DKB1DKBZL3R10W2C5ZJ133144ZJJJLCD-11二次谐波制动部分动作电流整定差动部分速动部分出口接点图1原理接线图3.1差电流回路在差电流回路里(引出端子29与39之间)共有三只电抗变压器1-3DKB，并由它们组成三个部分。3.1.1差动动作部分由电抗变压器1DKB、电容器C1、整流ZL1及电阻R1组成。电抗变压器1DKB的副绕组与电容器C1组成50H2谐振电路，其输出电压(即电容器C1两端电压)主要是基波电压U1，经ZL1整流桥整流后，通过电阻R1，作为动作电压(Ud)加在执行元件极化继电器JJ及其附加电阻R3~B6上。3.1.2制动部分由电抗变压器2DKB、电容C2、C3，电抗器DK、整流桥ZL2及电阻R2组成，电抗器DK与电容器C3组成50Hz并联谐振回路，成为基波阻波器。电抗变压器2DKB的副阻与电容C2组成成100Hz谐振电路，通过它取出正比于差电流里二次谐波分量的100Hz电压U2，再经过基波阻波器(电抗器DK与电容器C3)除掉其中混入的基波分量，由ZL2整流桥整流之后，通过电阻R2作为谐波制动电压UZ，加在执行元件上。3.1.3差电流速断部分由电抗变压器3DkB、整流桥ZL3、电客器C5及中间继电器ZJ等元件组成，电抗变压器3DKB的副绕组输出电压与差电流成正比，此电压经ZL3整流桥整流，再经电容C5滤波后，加在执行元件中间继电器ZJ及串联电阻上。当差电流达到差电流速断整定值时，中间电器刀ZJ动作跳闸。用整定插头改变电抗变压器3DKB副绕组的抽头(即改变输出电压)来改变差电流速断的动作电流整定值。电位器W2用来调节最小差动速断电流，在出厂前调好锁紧，其它事定值均可保证一定的准确度3.2比例制动部分比例制动部分接在“和电流”中，由电抗变压器4DKB、5DKB、整流桥ZL4、稳压管WY1，WY2、电阻R7~R9等组成。4DKB与5DKB均有两个原绕组，每个绕组分别接入被保护设备一侧电流互感器的二次回路。通过这些绕组的电流正比于设备各侧的流入和流出电流。这些电流在4DKB和5DKB的副绕组上产生与其成比例的电压UZ'和UZ，UZ'经整流桥ZJ4整流后再通过稳正管WY1和UZ经ZL5整流后通过动压管WY2得到的电压并联成为比例制动电压UZ1，此电压通过电阻R7~R9之后与谐波制动电压UZ2并联再通过电阻R2加在执行元件上起制动作用。UZ1与设备外部短路时的最大故电流成比例用去改变串联电阻R7~R9，可以节比例制动电压的大小，即改变比例制动特性。稳压管WY1，WY2用来得到零制动段(见图2)，即当制动电流(通过电抗变压器4DKB、5DKB原方的电流)较小，小于0.5-1倍继电器额定电流时，稳压管WY1、WY2不能击穿，无比例制动电压加在执行元件上，用以提高继电器对设备内部轻微短路故障(如变压电匝间短路)的灵敏度。3.3主回路动作电流的调节由于差动动作部分、谐波制动部分和比例制动部分组成，以极化继电器JJ为执行元件的回路叫作主同路，其执行元件叫做主元件。在主回路里，动作电压Ud与制动电压UZ1、UZ2通过电阻R1，R2合成后，其代数和由电容C4滤波后加在执行元件上。当动作电压大于制动电压时，和电压为正(极化继电器JJ端子4为正极)，此正电压超过极化继电器JJ的动作电压后，极化继电器JJ动作跳明，反之，制动电压大于动作电压时，和电压为负，极化继电器JJ制动。电阻R6与电位电器W1用来调节继电器主回路的最小动作电流(1A或0.2A)，在出厂前或更换极化继电器后调好并锁紧。其它动作电流整定值是用插头改变极化继电器JJ的并联电阻R3~R5来得到，可以保证一定的准确度。3.4其它说明差功电流速断部分的执行元件中间继电器ZJ称为速断元件。主元件极化继电器JJ的触点由端子3-13引出，速断元件中间电器ZJ的触点由端子4-14引出，可分别外接不同的信号继电器，便于分析故障。如不需要分别接信号继电器时，可将它们在端子上并联后引出。端子21-31、23-33、25-35、27-37、29-39为电流端子，带有自动短路机构，当继电由壳体中抽出时，该回路将自动短接，防止电流互感器二次回路开路。继电器各部分在各种故障时的动作情况见表1。继电器的动作特性见图2、动作时间特性见图3，频率特性见图4。4技术要求4.1额定数据额定交流电流In,50HZ,5A或1A4.2动作电流4.2.1整定范围a.额定电流In为5A时:1A、1.5A、2A、2.5A。b.额定电流In为1A时:0.2A、0.3A,0.4A,0.5A4.2.2误差动作电流十次测量平均值与刻度值之差不大于±10%。4.2.3返回系数不小于0.4。4.3制动系数a.整定范围:30%、40%、50%、60%。b.误差：不超过±10%4.4二次谐波制动比15%~25%表1故障性质动作情况主元件速断元件保护区外短路不动不动变压器空投不动不动保护区内一般短路动不动保护区内严重短路动或缓动速动正常运行不动不动Id/Ie差动电流12345123Id/IeK2=0.3制动电流K2=0.4K2=0.5K2=0.6图2继电器的动作特性t动作时间ms12345102030Id/Izd差电流为整定电流的倍数678910111213141540506070带制动的元件差电流速断元件图3继电器的动作时间特性Us5010015020025012f差电流频率300350Hz-2-1-4-3-6-5Us为主回路输出（S5与S6之间）电压（即加在执行元件上的电压），输入差电流为1A。图4继电器的频率特性4.5动作时间在三倍的动作电流下不大于50ms在十倍的动作电流下不大于40ms4.6差电流速断部分4.6.1动作电流整定范围a、额定电流5A时：25A、30A、40A、60A、75A。b、额定电流1A时：5A、6A、8A、10A、12A、15A。4.6.2动作电流整定值误差动作电流三次测量平均值与刻度值之差不大于±10%。4.6.3动作时间在1.5倍动作电流下不大于15ms。4.7功率消耗在额定电流下差动回路消耗不大于2VA，制动回路消耗（每侧）不大于1VA。4.8触点容量当电压不大于220V，电流不超过0.2A时，在直流回路中能断开有感负荷（时间常数为40ms）20W，在交流回路中能断开负荷（COSΦ=0.4）30VA。4.9热要求当环境温度为-20~+45℃时，继电器的电流回路允许通过电流见表2回路名称制动回路差动回路长期允许2In1.2In1s80In40In最大穿越电流（允许0.1s)120In——4.10绝缘强度a.试验部位各电路和外露的导电部分之间；各独立电路之间b.试验电压稳态：2000V暂态：5KV、1.2us/50us标准雷电波，正、负极性各三次，每次间隔不少于5s。4.11重量不带机箱重6Kg，带LBK-1机箱重10Kg。5调试方法本继电器安装接线图见图12。5.1一般检查在通电试验之前应检查a.继电器外观有无损坏；b.有否断线、脱焊情况；c.所有固定用螺钉有否松动；d.插头接触是否可靠。5.2主回路动作电流及动作时间检查试验接线见图5。5.2.1动作电流试验a，闭合开关K、调节电流使继电器动作，JJ接点闭合，读出动作电流值；b.减少电流，读出返回电流值c.对应于每个整定刻度，重复上述测量十次，取十次读数平均值作为继电器的动作电流Id和返回电流If，按式(1)算出返回系数Kf:IdIffK(1)d.如果Id不符合技术要求之规定，可调节继电器里的电位器W1和电阻R6使之符合要求5.2.2动作时间检查213133233929LCD-11ARIf=IdK~图5动作电流与动作时间接线图a.仍按图5接线，闭合开关，调电流至三倍整定动作电流后，打开开关；b.合上开关，突然施加电流，用ms表测出动作时间；c.取十次测量值的平均值作为动时间值。5.3动作特性试验试验接线见图6，试验步骤如下：A.将动作电流整定在最小值(0.In）、令Iz=0,检查继电器的动作电流Id。B.给一较低的Iz值(1.5In)，增加Id，直至继电器动作。C.调节Iz为3In，增加Id，求出对应于每个Iz值的Id。D.按下式求出制动特性斜率Kz)12(212IdKzIzIzId式中：Id2——制动电流为Iz2时的动作电流Id1——制动电流为Iz1时的动作电流213133233929LCD-11A2R2IzK~IdA1R1图6动作特性试验接线图E.K2如不满足3.3中规定，可以改变电抗变压器4DKB副绕组抽头来达到。F.将端子21、23、31、33的接线改到25、27、35、37上，重复上述试验，求出Kz值应符合项4.3中规定。如不符合要求，可以改变电抗变压器5DKB副绕组抽头来达到。5.4谐波制动特性试验试验接线见图7，试验步骤如下：A.调节整定电流I2=Iu，调节正弦电流I1至继电器动作，再减小I1至继电