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BCH-2型差動(dòng)繼電器　　BCH-2E型差動(dòng)繼電器(以下簡(jiǎn)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(jī)的單相差動(dòng)保護(hù)線路中，作為主保護(hù)。
繼電器能預(yù)防在非故障狀態(tài)時(shí)所出現(xiàn)的暫態(tài)電流的作用，例如: 當(dāng)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(shí)出現(xiàn)很大的勵(lì)磁涌流，其瞬時(shí)值常達(dá)額定電流的5～10倍，這時(shí)差動(dòng)保護(hù)不應(yīng)誤動(dòng)作。但發(fā)生區(qū)內(nèi)短路時(shí)，卻能迅速動(dòng)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(kāi)孔尺寸見(jiàn)附錄。
　　差動(dòng)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(jiǎn)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(dòng)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(gè)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(hù)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(gè)平衡繞組就使得繼電器能用于保護(hù)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(dāng)改變整定板上整定螺釘所在孔的位置時(shí)，就可以使動(dòng)作電流、平衡作用和直流偏磁特性在寬廣的范圍內(nèi)進(jìn)行整定。
　　為了便于對(duì)執(zhí)行元件進(jìn)行單獨(dú)的校驗(yàn)調(diào)整和試驗(yàn)變流器特性時(shí)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(guò)連接板進(jìn)行相互連接的，因而可以在調(diào)整試驗(yàn)時(shí)接通或斷開(kāi)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(shí)暫態(tài)電流中的非周期分量來(lái)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(lì)磁涌流及穿越性故障時(shí)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(hù)的差動(dòng)回路,平衡繞組可以按照實(shí)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(diǎn)是專門利用非周期性電流來(lái)磁化導(dǎo)磁體。圖1表示了導(dǎo)磁體內(nèi)部的電磁過(guò)程。當(dāng)電力變壓器空載合閘時(shí)，瞬時(shí)值很大的勵(lì)磁涌流全部流過(guò)工作繞組。涌流波形具有偏于時(shí)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?cè)诙搪防@組里產(chǎn)生兩種不同的反應(yīng)，直流磁通可以無(wú)阻礙地以兩個(gè)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(dòng)作電流，這便是所謂直流偏磁作用。
　　　當(dāng)穿越性短路時(shí)，短路電流中含有非周期分量電流時(shí)，也產(chǎn)生同樣的作用，因而也能防止當(dāng)穿越短路切除后電壓恢復(fù)時(shí)的誤動(dòng)作。
　　　繼電器的這種直流偏磁特性用圖4的曲線簇ε= f (k)來(lái)表示。其中：
　?。簞?dòng)作電流倍數(shù)，它是具有直流分量時(shí)的交流動(dòng)作電流與直流分量等于零時(shí)的交流動(dòng)作電流的比值。
：偏移系數(shù)，即直流分量與相應(yīng)交流動(dòng)作電流的比值，它表示電流波形對(duì)時(shí)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(shí)通入交流與直流電流試驗(yàn)取得的。直流電流是不隨時(shí)間變化的，而非周期分量電流的數(shù)值仍隨著時(shí)間的增長(zhǎng)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(dòng)作所必須的裕量，為此規(guī)定在差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流為5倍起始值時(shí)，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(dòng)作安匝的規(guī)定值來(lái)保證的。當(dāng)用于保護(hù)三繞組電力變壓器時(shí)，應(yīng)用兩個(gè)平衡繞組，并將它們分別接在環(huán)流回路的兩個(gè)臂上，這樣就能平衡三個(gè)環(huán)流回路里不平衡電流的效應(yīng)。當(dāng)用于保護(hù)兩繞組電力變壓器時(shí)，只要應(yīng)用一個(gè)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(dāng)不平衡電流較小，或用于保護(hù)交流發(fā)電機(jī)時(shí)，平衡繞組可以接入工作回路，以擴(kuò)大整定值的范圍。平衡繞組的作用可以用兩個(gè)電流互感器二次電流的比值所決定的平衡系數(shù)來(lái)表示。實(shí)際的平衡系數(shù)應(yīng)用繞組接入的匝數(shù)計(jì)算。按圖5的線路設(shè)I1、I2分別表示兩個(gè)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(dāng)工作回路的合成磁化力為零時(shí)，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(dòng)作電壓與動(dòng)作電流，動(dòng)作電壓反應(yīng)變流器的工作磁通密度，動(dòng)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(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(shì)中含有顯著的高次諧波，因此這種執(zhí)行元件便是一個(gè)很好的高次諧波濾過(guò)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(guò)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(lì)量）
a. 交流電流頻率50Hz；
b. 交流額定電流5A。
　　2. 動(dòng)作值
　　　無(wú)直流分量時(shí)，繼電器的動(dòng)作安匝AW0 =60±4。
　　3. 電流整定有效范圍
當(dāng)繼電器用于保護(hù)三繞組電力變壓器時(shí)，其動(dòng)作電流可在3A～12A的范圍內(nèi)進(jìn)行整定 (AW0 = 60)。
當(dāng)用于保護(hù)兩繞組電力變壓器或交流發(fā)電機(jī)時(shí)，其動(dòng)作電流可以在1.55A～12A的范圍內(nèi)進(jìn)行整定。
　　4. 動(dòng)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(jìn)行分階調(diào)整。
圖4表示當(dāng)短路繞組接入不同匝數(shù)時(shí)的ε= f (k) 的曲線簇應(yīng)符合下述規(guī)定。
a. 當(dāng)k = 0.4時(shí)，所有的ε值均應(yīng)小于2.5;
　　　b. 當(dāng)k = 0.6時(shí)，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(dòng)作電流時(shí)的可靠系數(shù)不小于1.35。
2倍動(dòng)作電流時(shí)的可靠系數(shù)不小于1.2。
　　6. 動(dòng)作時(shí)間
三倍動(dòng)作電流時(shí)，繼電器的動(dòng)作時(shí)間不大于0 .035s。
　　7. 功率消耗
工作繞組和一個(gè)平衡繞組全部串聯(lián)接入，當(dāng)在保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生故障，且電流等于5A時(shí)，繼電器的單相功率消耗不超過(guò)16VA。
注： 工作繞組或每一個(gè)平衡繞組的直流電阻不應(yīng)大于0.05Ω。
當(dāng)電流小于或大于5A時(shí)，繞組的全阻抗相應(yīng)地增加或減少。
　　8．　熱要求
　　a．當(dāng)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(shí)，工作繞組與平衡繞組能長(zhǎng)期通過(guò)10A電流，其繞組溫升不超過(guò)65℃。 它是在一平衡繞組和工作繞組的全部匝數(shù)接入時(shí)，通直流電流進(jìn)行試驗(yàn)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(guò)10 In而無(wú)熱損壞。
　　9. 觸點(diǎn)斷開(kāi)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(qiáng)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(yàn)電壓歷時(shí)1min，無(wú)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(yàn)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(jí)。
　　2. 繼電器的特性試驗(yàn)
　　a．起始動(dòng)作安匝的調(diào)試
　　按圖6線路進(jìn)行接線。
　　當(dāng)工作繞組接入20匝，通過(guò)端子231—441的電流Idz=3A±0.2A時(shí)，執(zhí)行元件應(yīng)該動(dòng)作。

圖6
　　執(zhí)行元件動(dòng)作時(shí)其可動(dòng)系統(tǒng)不應(yīng)“游晃”，動(dòng)合觸點(diǎn)應(yīng)無(wú)抖動(dòng)地閉合。當(dāng)利用其觸點(diǎn)將中間繼電器的線圈接入電源時(shí)，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(kāi)，改變動(dòng)鐵位置應(yīng)重新校驗(yàn)動(dòng)作電壓在1.56V左右，動(dòng)作電流在0.225A左右。
注：①. 當(dāng)平衡繞組接入線路匝數(shù)增加時(shí)，動(dòng)作電流應(yīng)按AW0=IDZWC的乘積相應(yīng)減少；
　?、? 電流必須為正弦波形；
　?、? 試驗(yàn)時(shí)應(yīng)將短路繞組接入，短路繞組的兩個(gè)整定螺釘擰入標(biāo)號(hào)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?cái)Q入孔A～A至D～D時(shí)，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(yàn)
　　試驗(yàn)接線見(jiàn)圖7。圖7(a) 為交直流同加于一組繞組的試驗(yàn)接線，差動(dòng)繞組與一個(gè)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(shí)為防止交流對(duì)直流回路的干擾，在直流回路中應(yīng)串入一個(gè)塞流線圈。當(dāng)直流電源高于110V時(shí)，可不用塞流線圈。直流電源也可以采用直流發(fā)電機(jī)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(gè)接線中，直流加于全部差動(dòng)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(dòng)作電流應(yīng)為(19/20)Idz。
　　試驗(yàn)時(shí)先加直流，后加交流，至繼電器動(dòng)作，記下直流I=及相應(yīng)交流動(dòng)作電流Idz，計(jì)算出相應(yīng)的k和ε值，再畫(huà)出直流偏磁特性曲線。
　　試驗(yàn)允許只做一點(diǎn)。當(dāng)檢查k=0.4點(diǎn)時(shí)，只要求k≥0.4一點(diǎn)而ε<2.5即可，可只檢查D—D一條曲線。當(dāng)檢查k=0.6點(diǎn)時(shí)，只要求得k≤0.6一點(diǎn)，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(yàn)。如果直流偏磁特性曲線還低于規(guī)定值，可適當(dāng)提高執(zhí)行元件的動(dòng)作電壓，再試驗(yàn)。
c. 繼電器可靠系數(shù)的試驗(yàn)
按照下述方法規(guī)定，設(shè)繼電器的動(dòng)作電流為Idz，相應(yīng)的執(zhí)行元件的動(dòng)作電流i1，然后轉(zhuǎn)動(dòng)指針擰緊游絲，使差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流為5Idz，再測(cè)得執(zhí)行元件相應(yīng)的動(dòng)作電流i5，可靠系數(shù)。KH不小于1.35。
按照同樣方法當(dāng)差動(dòng)繼電器的動(dòng)作電流為2Idz時(shí)，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(cè)定差動(dòng)繼電器在動(dòng)作電流下的執(zhí)行元件端電壓U1，然后測(cè)定差動(dòng)繼電器在5倍動(dòng)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(dòng)作時(shí)間的試驗(yàn)
　　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(cè)得3倍動(dòng)作電流時(shí)繼電器的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)不大于0.035s。
5 訂貨須知
　　訂貨時(shí)請(qǐng)指明產(chǎn)品型號(hào)、名稱及安裝方式。
BCH-2型差動(dòng)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(kāi)孔圖見(jiàn)附錄4，其原理接線圖如圖8。
3 訂貨須知
　　訂貨時(shí)請(qǐng)指明產(chǎn)品型號(hào)、名稱及安裝方式。
DCD-2、2M型差動(dòng)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(duì)動(dòng)斷觸點(diǎn)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(kāi)孔圖見(jiàn)附錄3，DCD-2背后端子接線圖見(jiàn)圖9，DCD-2M背后端子接線圖見(jiàn)圖10。
　
3 訂貨須知
訂貨時(shí)請(qǐng)指明產(chǎn)品型號(hào)、名稱及安裝方式。