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LCD-3A型縱聯(lián)差動(dòng)繼電器



1. 用途

LCD-3A 型縱聯(lián)差動(dòng)繼電器(以下簡(jiǎn)稱繼電器)可用于大小接地電流系統(tǒng)中的短距離輸電線路(10km 以下)作為主保護(hù)，當(dāng)被保護(hù)線路發(fā)生相間或接地故障時(shí)，繼電器能保證全線快速切除故障。

2. 結(jié)構(gòu)原理

2.1 結(jié)構(gòu)

繼電器包括綜合變流器、穩(wěn)壓管、兩個(gè)全波整流橋和極化繼電器，與其配套的外部設(shè)備有FY-4 型隔離變壓器和ZXJ-2A 型輔助導(dǎo)線監(jiān)視裝置，繼電器的原理接線圖如圖1所示，繼電器的結(jié)構(gòu)代號(hào)為A33K A33P ，外形尺寸安裝尺寸及端子圖如附圖1所示。



圖1 LCD-3A 縱聯(lián)差動(dòng)繼電器原理接線圖

2.1.1 綜合變流器

綜合變流器的作用是將三相電流變成單相電流，它包括一個(gè)帶抽頭的一次繞組和二次繞組，線路CT 的ABC 零相分別接入綜合變流器的相應(yīng)抽頭，利用各相至中性點(diǎn)的勵(lì)磁匝數(shù)不等，在三相平衡時(shí)，鐵芯中的合成磁通不為零，在二次繞組中感應(yīng)出電勢(shì)，圖2 示出了三相平衡輸入時(shí)的向量圖，表1 列出了各種故障形式與相對(duì)靈敏度的關(guān)系，為了限制在短路電流很大時(shí)(30 倍額定電流)加到輔助導(dǎo)線上的電壓，在二次繞組上并聯(lián)了兩個(gè)極性相反的穩(wěn)壓管，為防止穩(wěn)壓管在大電流情況下，由于擊穿造成兩側(cè)嚴(yán)重不平衡而使保護(hù)誤動(dòng)作，在穩(wěn)壓回路內(nèi)串入一個(gè)100 的電阻R1 來(lái)限制流過(guò)穩(wěn)壓管的電流，為了防止穩(wěn)壓管一旦損壞后出現(xiàn)高壓危及輔助導(dǎo)線的絕緣和人身安全，故并聯(lián)穩(wěn)壓電阻R2 和R3， 繼電器的整定值調(diào)整也是靠R2 和R3 來(lái)實(shí)現(xiàn)

表1 各種故障形式下的相對(duì)靈敏度

故障形式
ABC
AO
BO
CO
AB
BC
CA

n=3 時(shí)相對(duì)靈敏度
3
5
4
3
1
1
2

n=2 時(shí)相對(duì)靈敏度
3
4
3
2
1
1
2






圖2 綜合變流器及輸出向量圖

2.1.2 補(bǔ)償電阻和電容

由于輔助導(dǎo)線的電阻和線間電容對(duì)保護(hù)動(dòng)作特性影響很大，所以增設(shè)有補(bǔ)償電阻和電容，當(dāng)輔助導(dǎo)線電阻不足1k時(shí)，應(yīng)適當(dāng)?shù)慕尤胙a(bǔ)償電阻，另外根據(jù)輔助導(dǎo)線線間電容大小可適當(dāng)投入補(bǔ)償電容C6 。

2.1.3 隔離變壓器

隔離變壓器是一個(gè)變比為1：1 的干式絕緣變壓器，除非另外說(shuō)明，本技術(shù)要求的各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)和特性都是帶隔離變壓器測(cè)得的，即一個(gè)LCD-3A 繼電器和一個(gè)FY-4 隔離變壓器，LCD-3A 繼電器的和12 端子接隔離變壓器的低壓側(cè)輸入端X1 和X2 ，輔助導(dǎo)線接隔離變壓器的高壓側(cè)輸出端H1 和H4， 隔離變壓器的二次繞組分成兩半繞制，中間接隔直電容器，監(jiān)視裝置的+ 極性端接隔離變壓器的H2 端子-極性端接隔離變壓器的H3 端子，在接有監(jiān)視裝置的一側(cè)，隔離變壓器的連接片LP 打開，靠隔離變壓器把低壓側(cè)(繼電器)和高壓側(cè)(輔助導(dǎo)線)隔離開，使得輔助導(dǎo)線回路的耐壓水平提高到5kV ，有效的防止了感應(yīng)過(guò)電壓侵入繼電器，隔離變壓器接線圖如圖4 所示


圖4 FY-4 型隔離變壓器接線圖 圖5 外部故障

縱聯(lián)差動(dòng)繼電器的總體接線圖如圖12 所示

3. 技術(shù)數(shù)據(jù)

3.1 額定參數(shù)

a. 額定交流電流5A 1A

b. 額定頻率50Hz

c. 輔助導(dǎo)線環(huán)路電阻不超過(guò)1k ，線間電容不超過(guò)1F

3.2 雙側(cè)電源供電的被保護(hù)線路內(nèi)部短路時(shí)，繼電器的動(dòng)作電流應(yīng)符合表2 要求允許誤差為10%

表2 雙側(cè)電源內(nèi)部短路動(dòng)作值

故障形式


動(dòng)作電流(為額定電流的百分比%)



ABC
AO

BO
CO
AB

BC
CA

整定值(額定電流)
0.4
40
13.8

17.25
23
69

69
34.5

0.8
80
27.6

34.5
46
138

138
69













注 整定值系指三相短路(ABC)的動(dòng)作電流與額定電流之比

3.3 單側(cè)電源供電的被保護(hù)線路內(nèi)部短路時(shí)繼電器的動(dòng)作電流不大于雙側(cè)電源供電內(nèi)部短路時(shí)的3.5 倍

3.4 反應(yīng)被保護(hù)線路兩側(cè)電流數(shù)值關(guān)系的制動(dòng)特性上任一點(diǎn)的制動(dòng)系數(shù)(動(dòng)作電流/制動(dòng)電流)應(yīng)不小于1.5

3.5 當(dāng)實(shí)現(xiàn)相位比較后(大于3 倍額定電流) 繼電器的閉鎖角應(yīng)不小于30

3.6 在5 倍動(dòng)作電流下，繼電器的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)不超過(guò)0.03s

3.7 在額定電流下繼電器的三相功率消耗最大不超過(guò)3VA

3.8 繼電器在穿越性故障電流為30 倍額定電流(AO 相加150A)時(shí)，能可靠制動(dòng)

3.9 繼電器在區(qū)內(nèi)故障電流為30倍額定電流(AO相加150A)時(shí)，輔助導(dǎo)線兩端電壓小于150V

3.10 繼電器長(zhǎng)期允許的工作電流為1.1 倍額定電流，一秒鐘內(nèi)能承受30 倍額定電流(AO 相加入150A)

3.11 在環(huán)境溫度為40 ，繼電器線圈長(zhǎng)期通入110% 額定電流的情況下，線圈溫升不超過(guò)65 ，瓷釉電阻溫升不超過(guò)150

4. 安裝使用及維護(hù)

4.1 調(diào)整和檢查

繼電器在出廠前均作了詳細(xì)的調(diào)整和校驗(yàn)，但為了避免由于在運(yùn)輸時(shí)的振動(dòng)或保管不當(dāng)造成的機(jī)械變化，在投入運(yùn)行前，也要作一般的檢查調(diào)整和校驗(yàn)。

4.1.1 繼電器的初步調(diào)整

將整定值的切換片放在0.4 倍額定電流的位置，補(bǔ)償電容的切換片放在O F 的位置，補(bǔ)償電阻全部投入，把工作回路的連接片打開接入一只毫安表，LCD-3A 的和12 端子分別接FY-4 隔離變壓器的X1 和X2 ，高壓側(cè)的H1和H4端子接入一個(gè)50電阻，按圖7 接好線

在AO 相通入單相電流(IH=5A 時(shí)通入單相電流為1.73A IH=1A 時(shí)通入單相電流為

0.346A)，調(diào)整電位器使工作回路中的不平衡電流達(dá)到最小值為止，不超過(guò)1mA ，當(dāng)電流增加到5A 時(shí)不平衡電流不超過(guò)2.5mA，調(diào)整好后將電位器的鎖緊螺母旋緊以防松動(dòng)，然后使隔離變壓器高壓側(cè)開路(模擬雙側(cè)電源供電的被保護(hù)線路內(nèi)部短路)，測(cè)得的動(dòng)作值應(yīng)符合表2 的要求(兩種整定值各測(cè)一種或兩種故障形式即可)。

4.1.2 兩側(cè)配合調(diào)試

a.將初步調(diào)好的兩臺(tái)繼電器，按圖8接好線通入額定電流(AO相通入1.73A)，重新調(diào)整一次不平衡電流，整套保護(hù)裝置包括2臺(tái)LCD-3A繼電器和2臺(tái)FY-4 隔離變壓器及一臺(tái)ZXJ-2A 型輔助導(dǎo)線監(jiān)視裝置，把監(jiān)視裝置接入配合調(diào)試更切實(shí)際。

b.將圖8 的正常接線改成雙側(cè)電源供電的被保護(hù)線路內(nèi)部故障接線(任一側(cè)的和端子對(duì)調(diào)一下即可) 檢查其靈敏度應(yīng)符合表2 的要求

c.將圖8 的正常接線，改成單側(cè)電源供電的被保護(hù)線路內(nèi)部故障接線(電流僅從一側(cè)的接線端子輸入)，檢查其靈敏度約為表2 對(duì)應(yīng)的動(dòng)作值的3 倍

毫安表采用多量程直流毫安表最小量為1mA ，接線端子編號(hào)均為正視圖

d. 按圖9 接好線檢查制動(dòng)特性，即B 側(cè)通入制動(dòng)電流，A側(cè)通入工作電流，并作出制動(dòng)特性曲線應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)的特性曲線(圖11 所示)接近，且其上每一點(diǎn)的制動(dòng)系數(shù)(動(dòng)作電流/ 制動(dòng)電流)應(yīng)不小于1.5。

e.按圖10 接線檢查相位特性，即兩側(cè)通入同一數(shù)量的電流，用移相器改變其相角使其動(dòng)作，其動(dòng)作角度應(yīng)大于30


圖7 縱聯(lián)差動(dòng)繼電器初調(diào)接線圖





圖8 兩側(cè)配合調(diào)試接線圖



圖9 制動(dòng)特性試驗(yàn)接線圖

5 訂貨時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)

a.對(duì)于35kV 以下的小接地電流系統(tǒng)，縱差保護(hù)一般包括2 臺(tái)LCD-3A 型縱聯(lián)差動(dòng)繼電器2 臺(tái)FY-4 型隔離變壓器和一臺(tái)ZXJ-2A 型輔助導(dǎo)線監(jiān)視裝置(配套供應(yīng)但不需要配對(duì)) 。

b.對(duì)于110kV 以上的大接地電流系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)的地電位升或感應(yīng)過(guò)電壓大于5kV 時(shí)還應(yīng)采用中和電抗器。