DCD-9型母線差動繼電器 阿繼電氣正 品

1用途
 

DCD－9型母線差動繼電器（以下簡稱繼電器） 用于單母線分段和雙母線的完全差動保護(hù)裝置中，作為保護(hù)裝置的起動元件。
   DCD－9/1型用于電流互感器二次額定電流為 1A的場合。
   DCD－9/5型用于電流互感器二次額定電流為5A的場合。
2結(jié)構(gòu)與工作原理
繼電器采用JK－32K、H、Q殼體，其外形尺寸、背后端子及安裝開孔尺寸見附錄3，背后端子接線圖見圖1a、圖1b

圖1a DCD-9/1背后端子圖

圖1b DCD-9/5背后端子圖
繼電器由具有一副動合觸點(diǎn)和一副動斷觸點(diǎn)的電磁型執(zhí)行機(jī)構(gòu)和中間速飽和變流器組成。速飽和變流器的導(dǎo)磁體由“Ш”型導(dǎo)磁片疊裝而成。導(dǎo)磁體中柱截面是邊柱截面的2倍。 在導(dǎo)磁體中柱上放置相同匝數(shù)的工作繞組Ⅰ、Ⅱ和短路繞組，該短路繞組與右側(cè)邊柱上的短路繞組相連接構(gòu)成閉合回路。二次繞組放在導(dǎo)磁體的左側(cè)邊柱上，繞組在導(dǎo)磁體上的分布如圖2所示。

W_CI、W_CII—工作繞組
W_D1、W_D2—短路繞組
W₂—二次繞組
圖 2
工作繞組和短路繞組都有中間抽頭， 接到整定板上。繼電器整定板上的數(shù)字即表示相應(yīng)的繞組匝數(shù)。每個整定板上都有兩個整定螺釘。當(dāng)改變整定板上的整定螺釘所在孔的位置時，就可以使動作電流和直流偏磁特性在寬廣的范圍內(nèi)進(jìn)行整定。同時， 由于采用了雙工作繞組電路連接，故可調(diào)整母線差動保護(hù)中的不平衡電流，使在母線差動保護(hù)中使用不同變比的電流互感器成為可能。見圖3a、3b。





圖3a 母線聯(lián)線所用電流互感器為不同變比時，DCD-9/1 型母線差動繼電器的原理接線圖
(其中Ⅰ、Ⅱ" 分別表示兩組不同變比的電流互感器的二次電流的和)

圖3b母線聯(lián)線所用電流互感器為不同變比時，DCD-9/5型母線差動繼電器的原理接線圖。




  繼電器的基本原理是在母線外部故障時，可以利用暫態(tài)電流中的非周期分量來磁化變流器的導(dǎo)磁體，提高其飽和程度，從而起到躲過外部短路時暫態(tài)不平衡電流的作用。而在母線內(nèi)部短路時，繼電器中的電流與短路電流成正比，且主要是周期分量電流，故變流器的二次感應(yīng)電勢很大，使執(zhí)行元件動作。

W_CI、W_CII—工作繞組 W_D1、W_D2—短路繞組
W₂—二次繞組
φ_P—周期分量電流流過工作繞組中產(chǎn)生的交流磁通
φ₌—非周期分量電流流過工作繞組中產(chǎn)生的直流磁通
φ_D—短路電流在短路繞組中產(chǎn)生的磁通
圖4 導(dǎo)磁體內(nèi)部磁化過程
  當(dāng)母線外部故障時，母線差動保護(hù)中的不平衡電流中直流分量大，而當(dāng)直流分量衰減后就成為數(shù)值較小的穩(wěn)態(tài)不平衡電流。具有短路繞組的變流器的特點(diǎn)就是專門利用非周期性電流來磁化導(dǎo)磁體。圖4表示了導(dǎo)磁體內(nèi)部的磁化過程。對不平衡電流的波形分析可以得到周期性分量及以一定速度衰減的非周期分量。它們在導(dǎo)磁體里產(chǎn)生相應(yīng)的磁通。在短路繞組里產(chǎn)生兩種不同的反應(yīng)：直流磁通可以無阻礙地以兩邊柱為路徑環(huán)流； 交流磁通將由于短路繞組的感應(yīng)作用而削弱。在直流磁通的作用下，導(dǎo)磁體迅速飽和，導(dǎo)致導(dǎo)磁率大大降低。這樣，由于短路繞組中短路電流的阻礙作用及磁路飽和的雙重原因，大大惡化了工作繞組與二次繞組的電磁感應(yīng)條件，因而顯著增大了繼電器的動作電流。這就是所謂的繼電器直流偏磁作用。
直流偏磁特性用圖5的曲線族ε=f (k) 來表示，其中：ε— 動作電流倍數(shù)，是具有直流分量時的交流動作電流I_DZ與直流分量等于零時的交流動作電流I_DZ0的比值，即ε= I_DZ/ I_DZ0；k—偏移系數(shù)，即直流分量I_ZL與相應(yīng)交流動作電流I_DZ的比值，即k= I_ZL/ I_DZ，它表示電流波形對時間軸的偏移程度。

圖5 ε=f (k) 曲線族
應(yīng)該指出，上述ε=f (k) 是繼電器的靜態(tài)特性， 它是在工作繞組里同時通入交流與直流電流試驗(yàn)取得的。直流電流是不隨時間變化的，而非周期性分量電流的數(shù)值隨時間的增大而逐漸衰減。
在母線內(nèi)部短路時最初短路電流也有直流分量，但衰減后仍有很大的穩(wěn)態(tài)短路電流。這樣，繼電器中流過的主要是周期分量電流，只是在最初使繼電器動作稍有延時。
  為了產(chǎn)生較好的速飽和特性， 變流器的工作磁通密度應(yīng)選取較高數(shù)值，但也必須保證繼電器可靠動作所必須的裕度。為此規(guī)定在差動繼電器的動作電流為5倍起始值時，其可靠系數(shù)k_H應(yīng)不小于1.35。
  變流器的工作磁通密度是用磁性材料的重量和起始動作安匝的規(guī)定值來保證的。
繼電器采用兩個工作繞組的接線方法， 使母線差動接線更為靈活，當(dāng)母線上所用電流互感器為同一變比時，母線差動保護(hù)只需接入繼電器上其中一個工作繞組即可，見圖6。若繼電器的靈敏度有更高的要求時，可將兩個工作繞組串聯(lián)使用，其靈敏度增大1倍，見圖7。





圖6 母線聯(lián)線采用同一變比電流互感器時DCD-9/1型繼電器的原理接線圖。

圖7 母線聯(lián)線采用同一變比電流互感器，同時對繼電器靈敏度有更高級的要求時，DCD-9/1型繼電器的原理接線
（該接線方式可使繼電器靈敏度增大1倍）

 
 

 


在變流器二次繞組的是電磁式繼電器作執(zhí)行元件， 并規(guī)定了它的動作電壓和動作電流。動作電壓反應(yīng)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。這種執(zhí)行元件的特點(diǎn)在于其線圈是電感性的，在變流器飽和的情況下，二次感應(yīng)電勢中含有顯著的高次諧波，因此這種執(zhí)行元件便是一個很好的高次諧波濾過器，它基本上反映變流器工作磁通密度的基波。
 
  繼電器的起始動作安匝可用電位器RP在不大的范圍內(nèi)調(diào)整。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(shù)要求
1．額定電流：1A，5A。
2．額定頻率：50Hz。
3．無直流分量時，繼電器起始動作安匝AW₀=60±4。
4．額定電流為1A規(guī)格的繼電器，其工作回路的動作電流應(yīng)能在1.05A～20A的范圍內(nèi)進(jìn)行分階調(diào)整；額定電流為5A規(guī)格的，其工作回路的動作電流應(yīng)能在5A～60A的范圍內(nèi)進(jìn)行分階調(diào)整。
5． 繼電器的直流偏磁特性ε=f (k)，可以用改變短路繞組匝數(shù)的方法進(jìn)行分階調(diào)整 (見圖5)。
當(dāng)偏移系數(shù)k=0.6時，短路繞組在各種整定位置下的相對動作電流系數(shù)的誤差不超過-8%～+20%。
6．可靠系數(shù)
5倍動作電流時的可靠系數(shù)不小于1.35；
2倍動作電流時的可靠系數(shù)不小于1.2。
7．動作時間
3倍動作電流時，繼電器的動作時間不大于0.035s。
8．執(zhí)行元件的動作電壓為1.56_-0.06V，動作電流為0.225A±0.005A，返回系數(shù)不小于0.75。
9．當(dāng)采用圖3a（圖3b）接線時，可通過對繼電器工作繞組Ⅰ、Ⅱ匝數(shù)的調(diào)整實(shí)現(xiàn)對動作電流的調(diào)整和補(bǔ)償由于電流互感器變比不一致所造成的不平衡電流效應(yīng)。其補(bǔ)償原理如下，按圖3a，設(shè)Ⅰ′及Ⅰ"分別表示不同變比的電流互感器的二次電流和,且Ⅰ′大于Ⅱ"，當(dāng)工作回路的合成磁化力為零時，有下列方程式成立：
Ⅰ′W_Ⅰ-Ⅰ"W_Ⅱ= 0
平衡系數(shù)k_y= I′/ I" = W_Ⅱ/ W_Ⅰ
其中，W_Ⅰ、W_Ⅱ為工作繞組Ⅰ、Ⅱ的匝數(shù)。
10．觸點(diǎn)斷開容量
在直流有感 (τ= 5ms) 回路，U≤250V，I≤2A，為50W，在交流(cosφ= 0.4) 回路，U≤250V、I≤2A，為250VA。
11．功率消耗
當(dāng)變流器一個工作繞組的 (工作繞組Ⅰ或Ⅱ) 全部匝數(shù)接入時，區(qū)內(nèi)故障狀態(tài)下，繼電器功耗見表1。
12． 繼電器工作繞組Ⅰ或Ⅱ的直流電阻見表2。
表1

繼電器 額定電流	下列電流下的功耗（VA）
	1A	3A	4A	5A	10A	20A
1A	3	20	30	/	/	/
5A	/	/	/	4	10	40

 
表2

繼電器額定電流	工作繞組Ⅰ或Ⅱ的直流電阻（Ω）
1A	0.3
5A	0.05

 
13．在正常情況下，電流互感器的變比誤差被全部補(bǔ)償 (變流器工作回路的磁化力相平衡，導(dǎo)磁體里磁通為零)。工作繞組能長期通過的電流為：
   a.額定電流為1A規(guī)格的繼電器，長期通過的電流為4A；
   b)額定電流為5A規(guī)格的繼電器，長期通過的電流為20A。
14．介質(zhì)強(qiáng)度
繼電器所有電路與外殼的絕緣應(yīng)能耐受交流2kV(有效值)50Hz試驗(yàn)電壓歷時1min，無絕緣擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。
15．絕緣電阻
不小于300MΩ。
16．壽命
機(jī)械壽命為10⁴次。
電壽命為500次。
17．重量：約6kg。
4調(diào)試方法
1．起始動作安匝的試驗(yàn)接線圖如圖8所示。

圖8
  試驗(yàn)時將差動繞組全部接入，動作安匝為60±4。繼電器的起始動作安匝可借電位器RP在不大的范圍內(nèi)調(diào)整。調(diào)整時應(yīng)先松開緊固螺帽，然后用一字型螺刀調(diào)節(jié)電位器旋柄即可。
2．繼電器動作電流的調(diào)整可按圖9接線。額定電流為1A規(guī)格的繼電器， 其工作回路的動作電流應(yīng)能在1.05A～20A的范圍內(nèi)進(jìn)行分階調(diào)整；額定電流為5A規(guī)格的，其工作回路的動作電流應(yīng)能在5A～60A的范圍內(nèi)進(jìn)行分階調(diào)整。
3．繼電器的直流偏磁特性ε=f (k)， 可以用改變短路繞組匝數(shù)的方法進(jìn)行分階調(diào)整。
ε=I_DZ/ I_DZ0─ 相對動作電流系數(shù)
   k= I_ZL/ I_DZ─ 偏移系數(shù)
  式中：I_ZL─ 直流助磁電流
        
I_DZ─ 有直流助磁時，繼電器的交流動作電流
         I_DZ0─ 無直流助磁時，繼電器的交流動作電流。

圖9
  
圖10
表4

整定位置	k=0.6時ε值	允差
A-A	1.6	+20% -8%
B-B	3
C-C	5
D-D	7

 
調(diào)試接線圖見圖10。調(diào)試時先加直流，后加交流使繼電器動作。記下直流I_ZL，相應(yīng)的
交流動作電流I_DZ，計(jì)算出相應(yīng)的ε值和k值。
  當(dāng)偏移系數(shù)k=0.6時，直流偏磁特性在各整定位置下的相對動作電流系數(shù)ε誤差不超過-8%～+20%。其中A、B、C、D 四條曲線如圖5所示，且表4確定其偏磁特性曲線的整定位置。
4．可靠系數(shù)
2倍動作電流時的可靠系數(shù)不小于1.2。設(shè)繼電器的動作電流為I_DZ，相應(yīng)的執(zhí)行元件的動作電流為i₁，然后轉(zhuǎn)動指針擰緊游絲，使繼電器的動作電流為2I_DZ，再測得執(zhí)行元件相應(yīng)的動作電流i₂，可靠系數(shù)k_k=i₂/ i₁，其比值不小于1.2。同樣情況下，5倍動作電流時的可靠系數(shù)不小于1.35。
5．動作時間：3倍動作電流時，繼電器的動作時間不大于35ms。
5訂貨須知
訂貨時請指明繼電器的型號、名稱、額定電流及安裝方式。