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BCH-2型差動繼電器　　BCH-2E型差動繼電器(以下簡稱繼電器) 用于兩繞組或三繞組電力變壓器以及交流發(fā)電機的單相差動保護線路中，作為主保護。
繼電器能預(yù)防在非故障狀態(tài)時所出現(xiàn)的暫態(tài)電流的作用，例如: 當電力變壓器空載合閘，或在穿越性短路切除后電壓恢復(fù)時出現(xiàn)很大的勵磁涌流，其瞬時值常達額定電流的5～10倍，這時差動保護不應(yīng)誤動作。但發(fā)生區(qū)內(nèi)短路時，卻能迅速動作切除故障。
2 結(jié)構(gòu)與工作原理
　　繼電器采用JCK－10A/1殼體，外形尺寸、安裝及開孔尺寸見附錄。
　　差動繼電器由下列兩部分組成：
a. DL－21CE型電流繼電器；
b. 中間速飽和變流器(以下簡稱變流器)。
前者作為執(zhí)行元件，后者具有短路繞組，它構(gòu)成差動繼電器的一些主要技術(shù)性能，如直流偏磁特性，消除不平衡電流效應(yīng)的自耦變流器性能等。
　　　變流器的導(dǎo)磁體是一個三柱形鐵芯，用幾組“山”形導(dǎo)磁片疊裝而成。在導(dǎo)磁體的中柱上放置工作繞組，平衡繞組Ⅰ、Ⅱ和短路繞組。此短路繞組與右側(cè)邊柱上的短路繞組相連接，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1所示。

圖1 繞組在導(dǎo)磁體上的分布圖

　　　
圖2 原理接線


　　　繼電器的內(nèi)部接線及其保護三繞組電力變壓器的原理接線圖如圖2所示。 前接線端子接線圖如圖3所示。由于具有平衡繞組，且每隔一匝有一抽頭，以便調(diào)整，用以消除由于電流互感器變比不一致等原因所引起的不平衡電流的效應(yīng)，具有兩個平衡繞組就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和短路繞組均有抽頭可以滿足多種整定值的要求，繼電器整定板上的數(shù)字即表示相應(yīng)的繞組匝數(shù)，當改變整定板上整定螺釘所在孔的位置時，就可以使動作電流、平衡作用和直流偏磁特性在寬廣的范圍內(nèi)進行整定。
　　為了便于對執(zhí)行元件進行單獨的校驗調(diào)整和試驗變流器特性時的需要，執(zhí)行元件的線圈與變流器的二次繞組；平衡繞組與工作繞組是通過連接板進行相互連接的，因而可以在調(diào)整試驗時接通或斷開相應(yīng)的電路。

圖3 前接線端子接線圖
　　繼電器的基本原理是利用非故障時暫態(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構(gòu)成躲避勵磁涌流及穿越性故障時不平衡電流的作用。其相應(yīng)的特性曲線為直流偏磁特性曲線簇ε= f (k)。工作繞組接入保護的差動回路,平衡繞組可以按照實際需要接入環(huán)流回路或工作回路。
　　具有短路繞組的變流器，其特點是專門利用非周期性電流來磁化導(dǎo)磁體。圖1表示了導(dǎo)磁體內(nèi)部的電磁過程。當電力變壓器空載合閘時，瞬時值很大的勵磁涌流全部流過工作繞組。涌流波形具有偏于時間軸一側(cè)的特性。分析這種波形可以得到周期性分量及以一定速度衰減的非周期分量，并在導(dǎo)磁體里產(chǎn)生相應(yīng)的磁通。它們在短路繞組里產(chǎn)生兩種不同的反應(yīng)，直流磁通可以無阻礙地以兩個邊柱為路徑環(huán)流，交流磁通將遭到短路繞組的感應(yīng)作用而削弱。在直流磁通的作用下導(dǎo)磁體迅速飽和，大大降低了導(dǎo)磁率，這就大大惡化了工作繞組與二次繞組間的電磁感應(yīng)條件，因而顯著增大了繼電器的動作電流，這便是所謂直流偏磁作用。
　　　當穿越性短路時，短路電流中含有非周期分量電流時，也產(chǎn)生同樣的作用，因而也能防止當穿越短路切除后電壓恢復(fù)時的誤動作。
　　　繼電器的這種直流偏磁特性用圖4的曲線簇ε= f (k)來表示。其中：
　　：動作電流倍數(shù)，它是具有直流分量時的交流動作電流與直流分量等于零時的交流動作電流的比值。
：偏移系數(shù)，即直流分量與相應(yīng)交流動作電流的比值，它表示電流波形對時間軸的偏移程度。
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取得的。直流電流是不隨時間變化的，而非周期分量電流的數(shù)值仍隨著時間的增長而逐漸衰減。
　　　為了產(chǎn)生良好的速飽和特性，變流器的工作磁通密度Bdz應(yīng)選擇較高，但也必須保證繼電器可靠動作所必須的裕量，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)KH不小于1.35。

圖4 直流偏磁特性圖
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。當用于保護三繞組電力變壓器時，應(yīng)用兩個平衡繞組，并將它們分別接在環(huán)流回路的兩個臂上，這樣就能平衡三個環(huán)流回路里不平衡電流的效應(yīng)。當用于保護兩繞組電力變壓器時，只要應(yīng)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(huán)流回路；當不平衡電流較小，或用于保護交流發(fā)電機時，平衡繞組可以接入工作回路，以擴大整定值的范圍。平衡繞組的作用可以用兩個電流互感器二次電流的比值所決定的平衡系數(shù)來表示。實際的平衡系數(shù)應(yīng)用繞組接入的匝數(shù)計算。按圖5的線路設(shè)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(huán)流臂上。當工作回路的合成磁化力為零時，不平衡電流的效應(yīng)便被全部消除，因而得出下列方程式。
(I1－I2) WC－ I2WP = 0 …………⑴ 或I1WC = I2 (WC+ WP)
平衡系數(shù)KP為:
　 …………⑵
注：WC為工作繞組，WP為平衡繞組
接在變流器二次繞組的是DL－21CE型繼電器并規(guī)定其動作電壓與動作電流，動作電壓反應(yīng)變流器的工作磁通密度，動作功率決定了變流器的功率分配比例，并滿足生產(chǎn)上通用性的要求。這種執(zhí)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，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，它基本上反應(yīng)變流器工作磁通密度的基波。
　　　應(yīng)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。
　
　 圖5 使用接線示意圖
3　 技術(shù)要求
1. 額定值（輸入激勵量）
a. 交流電流頻率50Hz；
b. 交流額定電流5A。
　　2. 動作值
　　　無直流分量時，繼電器的動作安匝AW0 =60±4。
　　3. 電流整定有效范圍
當繼電器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(nèi)進行整定 (AW0 = 60)。
當用于保護兩繞組電力變壓器或交流發(fā)電機時，其動作電流可以在1.55A～12A的范圍內(nèi)進行整定。
　　4. 動作特性
繼電器直流助磁特性ε= f (k)可以用改變短路繞組匝數(shù)的方法進行分階調(diào)整。
圖4表示當短路繞組接入不同匝數(shù)時的ε= f (k) 的曲線簇應(yīng)符合下述規(guī)定。
a. 當k = 0.4時，所有的ε值均應(yīng)小于2.5;
　　　b. 當k = 0.6時，ε值應(yīng)不低于表1的規(guī)定?！　　　?
　　　　　　　　　　 表 1
短路繞組 A-A B-B C-C D-D
ε 1.6-0.13 3-0.24 5-0.4 7-0.56
　　5. 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。
　　6. 動作時間
三倍動作電流時，繼電器的動作時間不大于0 .035s。
　　7. 功率消耗
工作繞組和一個平衡繞組全部串聯(lián)接入，當在保護區(qū)內(nèi)發(fā)生故障，且電流等于5A時，繼電器的單相功率消耗不超過16VA。
注： 工作繞組或每一個平衡繞組的直流電阻不應(yīng)大于0.05Ω。
當電流小于或大于5A時，繞組的全阻抗相應(yīng)地增加或減少。
　　8．　熱要求
　　a．當環(huán)境溫度為40℃，且磁化力平衡（即變流器里的磁通趨近于零）時，工作繞組與平衡繞組能長期通過10A電流，其繞組溫升不超過65℃。 它是在一平衡繞組和工作繞組的全部匝數(shù)接入時，通直流電流進行試驗的。
　　b．短期耐熱極限值
　　在常溫條件下，繼電器工作，平衡繞組允許在1s內(nèi)通過10 In而無熱損壞。
　　9. 觸點斷開容量
　　　在直流有感（τ=5ms）回路，U≤220V，I≤1A，為50W。
　　　10. 絕緣電阻:
不小于300MΩ。
　　11. 介質(zhì)強度
　　　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，應(yīng)能承受交流2kV(有效值)50Hz試驗電壓歷時1min，無絕緣擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。
　　　12．重量:不大于4Kg。
4　調(diào)試方法
　　1. 試驗用的設(shè)備、儀器、儀表應(yīng)是檢定合格的。儀表精度 (除兆歐表、相位表外) 應(yīng)不低于0.5級。
　　2. 繼電器的特性試驗
　　a．起始動作安匝的調(diào)試
　　按圖6線路進行接線。
　　當工作繞組接入20匝，通過端子231—441的電流Idz=3A±0.2A時，執(zhí)行元件應(yīng)該動作。

圖6
　　執(zhí)行元件動作時其可動系統(tǒng)不應(yīng)“游晃”，動合觸點應(yīng)無抖動地閉合。當利用其觸點將中間繼電器的線圈接入電源時，不應(yīng)發(fā)生打火花現(xiàn)象，否則必須重新調(diào)整執(zhí)行元件，在斷電情況下將執(zhí)行元件與變流器的二次繞組斷開，改變動鐵位置應(yīng)重新校驗動作電壓在1.56V左右，動作電流在0.225A左右。
注：①. 當平衡繞組接入線路匝數(shù)增加時，動作電流應(yīng)按AW0=IDZWC的乘積相應(yīng)減少；
　　②. 電流必須為正弦波形；
　?、? 試驗時應(yīng)將短路繞組接入，短路繞組的兩個整定螺釘擰入標號相同的孔中( 如A～A；B～B等；)
④. 檢查短路繞組結(jié)構(gòu)正確性，將整定螺釘分別依次地擰入孔A～A至D～D時，AW0應(yīng)保持同一數(shù)值，但略微增大些。
　　b. 直流偏磁特性的試驗
　　試驗接線見圖7。圖7(a) 為交直流同加于一組繞組的試驗接線，差動繞組與一個平衡繞組串聯(lián)，總匝數(shù)為20+19=39匝。直流電源可以采用汽車蓄電池，用低電阻調(diào)電流，此時為防止交流對直流回路的干擾，在直流回路中應(yīng)串入一個塞流線圈。當直流電源高于110V時，可不用塞流線圈。直流電源也可以采用直流發(fā)電機或其它直流電源。為防止直流電源接地，交流電源應(yīng)采用線電壓。
　　
圖7
　　如果電源容量足夠，則采用圖7(b) 的接線最好。在這個接線中，直流加于全部差動繞組，交流加于一組平衡繞組，因此能防止因交、直流電源之間的相互影響而可能產(chǎn)生的誤差和事故，但由于加直流的繞組為20匝,加交流的繞組為19匝,故歸算到20匝的交流動作電流應(yīng)為(19/20)Idz。
　　試驗時先加直流，后加交流，至繼電器動作，記下直流I=及相應(yīng)交流動作電流Idz，計算出相應(yīng)的k和ε值，再畫出直流偏磁特性曲線。
　　試驗允許只做一點。當檢查k=0.4點時，只要求k≥0.4一點而ε<2.5即可，可只檢查D—D一條曲線。當檢查k=0.6點時，只要求得k≤0.6一點，而ε大于規(guī)定 值(A—A為0.6-0.13；B—B為3-0.24；C—C為5-0.40；D—D為7-0.56) 。
如果直流偏磁特性曲線低于規(guī)定值，應(yīng)首先檢查導(dǎo)磁片是否已經(jīng)緊固，再做試驗。如果直流偏磁特性曲線還低于規(guī)定值，可適當提高執(zhí)行元件的動作電壓，再試驗。
c. 繼電器可靠系數(shù)的試驗
按照下述方法規(guī)定，設(shè)繼電器的動作電流為Idz，相應(yīng)的執(zhí)行元件的動作電流i1，然后轉(zhuǎn)動指針擰緊游絲，使差動繼電器的動作電流為5Idz，再測得執(zhí)行元件相應(yīng)的動作電流i5，可靠系數(shù)。KH不小于1.35。
按照同樣方法當差動繼電器的動作電流為2Idz時，上述比值應(yīng)不小于1.2。
也可用電壓法確定可靠系數(shù)，首先測定差動繼電器在動作電流下的執(zhí)行元件端電壓U1，然后測定差動繼電器在5倍動作電流下的執(zhí)行元件端電壓U5，可靠系數(shù)。
k為修正系數(shù)，k = 1.05
　　b. 動作時間的試驗
　　將整定螺釘分別擰入工作繞組的孔“20”，平衡繞組的孔“16”和“3”，在端子131～231
間通入電流。測得3倍動作電流時繼電器的動作時間應(yīng)不大于0.035s。
5 訂貨須知
　　訂貨時請指明產(chǎn)品型號、名稱及安裝方式。
BCH-2型差動繼電器
　　　1 除結(jié)構(gòu)不同外，用途、工作原理、技術(shù)要求、調(diào)試方法與BCH-2E完全相同。
2 結(jié)構(gòu)
　　繼電器采用固定安裝式殼體，其外形尺寸、安裝開孔圖見附錄4，其原理接線圖如圖8。
3 訂貨須知
　　訂貨時請指明產(chǎn)品型號、名稱及安裝方式。
DCD-2、2M型差動繼電器
　　　1 除結(jié)構(gòu)不同外，用途、工作原理、技術(shù)要求、調(diào)試方法與BCH-2E完全相同。DCD-2M是在DCD-2的基礎(chǔ)上增加一對動斷觸點其余與DCD-2完全相同。
2 結(jié)構(gòu)
　　繼電器采用 JK－32K、H、Q 型殼體，其外形尺寸、安裝開孔圖見附錄3，DCD-2背后端子接線圖見圖9，DCD-2M背后端子接線圖見圖10。
　
3 訂貨須知
訂貨時請指明產(chǎn)品型號、名稱及安裝方式。