各型功率继电器检验

第14章 LG-11型、LG-12型功率继电器LG-11型和LG-12型功率继电器，在电力系统方向保护中，用作电力方向元件。LG-11型继电器用于相间短路保护，LG-12型用于中性点直接接地系统中的接地保护。这两种继电器系采用整流式原理构成，其调整试验要比GG-10系列感应型功率继电器简单。第一节 结构、原理该型继电器系采用整流式原理构成，为嵌入式结构，全部元件安装在一个带透明盖子的金属外壳内。继电器的原理接线如图14-1所示。继电器电流回路中的DKB为铁芯带有气隙的电抗变压器，当有电流I通过DKB的一次绕组W1时，在其两个二次绕组W2、W3上得到相等的电压U1=IZ，Z称为DKB的补偿阻抗。UI越前电流I一个a角，如图14-2所示。改变DKB二次绕组上的调灵敏角电阻(LG-11型中为R3或R4，LG-12型中为R5)，可以改变a角的大小，从而改变继电器的最大灵敏角。LG-11型继电器的电压回路采用谐振变压器YB。YB的一次绕组设有抽头，另外还有一附加绕组。改变抽头位置和加入或减去附加绕组可以对谐振回路进行调整。在谐振变压器的一次绕组加入系统电压U时，在其两个二次绕组上得到相等的电压为KU，且K值为复数。当谐振时，KU超前U的角度为90，如图14-3所示。图14-2 DKB的向量图图14-3 谐振变压器谐振时的向量图在图14-3中，电流IY为谐振变压器一次绕组在电压U作用下所产生的电流。UC1和UL分别为电容器C1上和绕组电感上的电压，在谐振条件下UL=-UC1。UR为谐振回路的等效电阻R上的电压降。R值可以下式表示：式中 RX-YB一次绕组的导线电阻；RS-电容器C1的损耗和线芯的损耗所折合的电阻；RH-YB二次绕组回路负载总电阻；W1、W2-YB一次绕组和二次绕组的匝数。从图14-3看出，当回路参数满足谐振条件时，IY与U同相位，UL=-UC1。KU超前系统电压U为90。这两种继电器动作的边界条件为：式(14-2)中，等号左边为制动量，等号右边为动作量。动作量大于制动量时，继电器动作。对于LG-11型继电器，IZ越前I的角度为60或45，这可以通过改变灵敏角电阻来得到。如图14-1(a)所示，用电阻R3时IZ越前I为45，用电阻R4时IZ越前I为60。上面已经提到，通过谐振变压器后，其二次电压KU越前于一次电压U为90，如图14-4所示。在图14-4上作一条直线AB与IZ向量重合，当U了与直线AB重合时，则不论KU的数值为多大(KU=0除外)，式(14-2)都得到满足，所以直线AB就是LG-11型继电器的动作边界线。当KU与IZ同相位，即加于继电器的系统电压U落后于通入继电器的电流I为30(IZ越前I60)或45(IZ越前I45)时，继电器的动作量IZ+KU达量大值，制动量IZ-KU达最小值，此时继电器动作最灵敏，所以LG-11型继电器的最大灵敏角为-30或-45(因为U落后于I，故为负值)。如果KU越前IZ的角度为90270，即相当于U越前IZ的角度为0180时，则IZ+KUIZ-KU，继电器不动作，所以直线AB的左边部分为继电器的制动区。如果KU越前和落后IZ的角度都为090，即相当于U落后于IZ的角度为0180时，IZ+KUIZ-KU，继电器动作，故直线AB的右边部分为动作区。图14-4 LG-11型的灵敏角和动作区LG-12型继电器的电压回路所用的变压器YB就是一般的变压器，当系统电压U加于YB的一次绕组时，在其两个二次绕组上得到相等的电压KU，K为正实数，即YB二次绕组匝数与一次绕组匝数之比。KU与U同相位。对于LG-12型继电器，IZ超前I为70，如图14-5所示。图14-5 LG-12型的灵敏角和动作区在该图上作一条垂直于IZ向量的直线AB，如果KU向量与直线AB重合，则不论KU的数值为多大(KU=0除外)，式(14-2)都得到满足，故直线AB就是LG-12型继电器的动作边界线。当KU与IZ同相位(即加于继电器上的系统电压U超前通入继电器的电流I为70)时，继电器的工作量IZ+KU为最大值，制动量IZ-KU为最小值，此时继电器动作最灵敏，所以LG-12型继电器的最大灵敏角为70。如果KU向量位在直线AB的下边部分，则IZ+KUIZ-KU，继电器不动作，所以直线AB的下边为制动区。如果KU向量位在直线AB的上边部分，则IZ+KUIZ-KU，继电器动作，所以直线AB的上边为动作区。整流型继电器的比较回路常用均压式与环流式两种比较方式，在LG-11型继电器中，由于电压回路经谐振变压器输出阻抗较大，采用了环流式比较方式。LG-12型继电器由于电压回路经变压器是低内阻，采用了均压式比较方式。由于采用了上述两种比较方式，所以使得继电器的灵敏度较高，电压回路的功率消耗较小。由于整流型继电器和感应型继电器在结构原理上不同，对于感应型功率继电器，当电流增加时，动作电压可减少，而对于整流型功率继电器，当电流增大时，动作电压是接近不变的。执行元件采用极化继电器JHJ。极化继电器触点应调整有0.2毫米以上的间隙，触点上并联有电容与电阻串联的消弧回路，以增加触点的继弧能力。对于LG-11型继电器，由于采用了谐振变压器，使得电压回路具有记忆作用。当保护安装处出口发生三相短路，电压由100伏突然降到零时继电器能可靠动作，从而消除了死区。对于某些短线路，如果第一段保护需要带方向，则LG-11型继电器能可靠动作。如果电压互感器接于线路上，为了消除重合于出口处三相永久性故障引起的拒动，在后加速回路动作时应解除方向元件。第二节 检验项目和要求一、一般性检验一般性检验见第1章。执行元件检验与第52章HY型极化继电器的检验项目相同。二、执行元件动作电流和返回电流检验要求动作电流不大于0.8毫安，返回系数不小于0.5。三、LG-11型继电器谐振回路电压分布测量在YB的、加电压100伏，测量UC1及UL，供定期检验中发现问题时参考。四、潜动试验1.电压潜动试验应将电流回路开路，在电压回路通入110伏电压下进行。LG-11型继电器应无潜动，即极化继电器线圈(、端子)上电压不大于0.1伏；LG-12型继电器，允许有不大的反向潜动，即极化继电器线圈上有不大于1伏的制动电压。突然加入或继开100伏电压时，继电器触点不应有瞬时接通现象。2.电流潜动试验应将电压回路经20欧电阻短路，在电流回路通入额定电流下进行。LG-11型和LG-12型继电器应无电流潜动，即极化继电器线圈上电压不大于0.1伏。突然加入或切除10倍额定电流时，继电器触点不应有瞬时接通现象。五、动作区和最大灵敏角检验1.在额定电流和电压下，动作区不小于155。2.最大灵敏角与制造厂规定相差不超过10。六、最小动作电压检验在灵敏角(误差20)下，通入额定电流值，继电器最小动作电压不大于2伏。七、LG-11型继电器记忆作用检验在灵敏角下当电流回路通入0.5倍额定电流和10倍额定电流时，电压回路所加电压自100伏突然降到零，继电器应可靠动作，即说明记忆用良好。八、触点抖支情况检查在最大灵敏角或与最大灵敏角相差20下，突然加入或断开1000伏安的反向功率时，触点不应有瞬时接通现象。在进行定期检验时，可只作第一、二、六、八项。第三节 检 验 方 法一、执行元件动作和返回电流检验将极化继电器的端子2、3短接，从端子1、4加入电流(用干电池)，端子4为正极性，要求动作电流不大于0.8毫安，返回系数不小于0.5。如不能满足要求时可按第52章第三节所叙述的方法调整。二、潜动试验潜动是指仅对继电器加入电流或电压时，由于回路不对称在执行元件线圈上出现动作电压或制动电压的现象。因此，潜动试验也可称为回路平衡试验。为了和GG-10系列功率继电器相一致，在此采用了潜动试验的叫法。当出现动作电压的正向潜动时，会使保护误动作，当出现制动电压的反向潜动时，将会增大继电器的动作功率。因此，潜动应予消除。全部试验项目的试验接线如图14-6所示。图14-6 试验接线图检查电流潜动时，电压回路端子、间经20欧电阻短接，电流回路通入额定电流，测量极化继电器线圈(即、端子)上的电压，调整图14-1中的R1使之为零(或不大于0.1伏)。检查电压潜动时，在电压回路加电压100伏，将电源回路开路，测量极化继电器线圈上电压，调整图14-1(a)中的R2(对LG-11型继电器)使电压为零。LG-12型继 电器没有此调整电阻。反复调整电流潜动和电压潜动，使极化继电器线圈上电压均为零。当加电压100伏时，对于LG-11型，允许极化继电器线圈上电压不大于0.1伏；对于LG-12型，允许有不大于1伏的制动电压。潜动调好后，在上述条件下突然加入及切除10倍额定电流或100伏电压，继电器触点不应有瞬时闭合现象。如发现在切除大电流或100伏电压时触点有瞬时接通现象，可更换比较回路的电阻或电容，使制动回路电容放电时间常数不小于工作回路电容放电时间常数。更换后应重新进行潜动调整。潜动调好后，将电位器锁紧。三、动作区和最大灵敏角检验在继电器端子上通入电压100伏和电流5安，保持此两数值不变，用移相器改变电压的相位由0至360。此时可读出继电器动作时电压超前电流的角度1和电压滞后电流的角度2。以电流为基准画出此两角度，作1和2之和的二等分角线OA，OA与电流I之间的夹角a就是继电器的最大灵敏角，如图14-7(LG-11型)和图14-8(LG-12型)所示。图14-7 LG-11型继电器的最大灵敏角图14-8 LG-12型继电器的最大灵敏角对于LG-11型继电器，如果灵敏角超出允许的误差范围，应重新检查谐振回路是否调好。此时可改变YB的抽头及加减附加绕组来达到要求。对于LG-12型应改变电阻R5。继电器动作范围从理论上讲是180。但由于执行元件反作用力矩和整流二极管正向压降等影响，实际上继电器的动作范围小于180第四节 技 术 数 据1.额定参数：频率50赫；电压100伏；电流1安或5安。2.动作电压：在最大灵敏角下，通入额定电流与10倍额定电流时，最低动作电压不大于2伏。3.功率消耗：电流回路不大于6伏安；电压回路不大于20伏安。4.热稳定性：电压回路能长期承受110伏电压；电流回路能长期承受1.1倍额定电流。5.动作时间：5倍动作电压时，继电器动作时间不大于0.04秒。6.返回系数：为返回电压与动作电压之比要求不小于0.45。7.触点容量：当电夺不大于220伏，电流不超过1安时，触点能断开直流有感负荷(时间常数不大于510-3秒)20瓦。8.记忆作用：出口短路且电流大于0.5倍额定电流时，LG-11型继电器的记忆时间不小于50毫秒。9.继电器的其它技术参数见表14-1。表14-1 继电器技术参数表第15章 LLG-1型、LLG-3型功率继电器LLG-1型和LLG-3型功率继电器，在电力系统方向保护中，用作方向元件。LLG-1型继电器用于中性点直接接地系统中的接地保护，LLG-3型继电器用于相间短路保护。这两种继电器的构成原理与第14章所叙述的LG-11型、LG-12型功率继电器有许多相似之处，因此，其检验方法也与第14章所用的方法大致相同。第一节 结构、原理这两种继电器都是采用整流原理，由电流回路、电压回路、整流比较回路和执行元件四个主要部分组成。继电器的原理接线如图15-1所示。LLG-1型继电器的电流回路由电抗变压器DKB和灵敏角电阻R组成，见图15-1(a)。当有电流I通过DKB的一次绕组W1时，在其二次绕组W3和W3上得到两个相等的电压UI=IZ，Z称为DKB的补偿阻抗。IZ越前电流I(3I0)的角度为a(参阅图14-2)。改变电阻R的阻值就可以改变a角的大小，从而改变继电器的最大灵敏角。LLG-1型继电器的电压回路采用变压器YB。当系统电压U(3U0)加于YB的一次绕组W1时，在其二次绕组W2和W3上得到两个相等的电压KU，K为正实数，即YB的二次绕组W2(或W3)与一次绕组W1之比。KU与U同相位。图15-1 继电器原理接线图 (a)LLG-1型；(b)LLG-3型两组整流桥1BZ、2BZ构成LLG-1型继电器的整流比较回路。动作量IZ+KU和制动量IZ-KU分别经2BZ和1BZ整流后，按均压比较方式接到执行元件GJ0(极化继电器)的线圈上。继电器动作的边界条件是动作量等于制动量，即灵敏角电阻R值的选取，使得IZ越前于I为70，所以LLG-1型继电器的灵敏角和动作区与LG-12型继电器的一样，如图14-5的示(该图的作法在第14章第一节中已有叙述)。在被保护线路上发生接地故障时，零序电压3U0落后于零序电流3I0的角度约为180-XL=110，XL为线路阻抗角，约为70，如图15-2所示。为了使继电器在线路上发生接地故障时动作最灵敏，所以LLG-1型继电器采用-3I0和3U0的接线方式，即让-3I0进入DKB一次绕组的正极性端子(图15-1a)。图15-2 3u0与3I0向量图LLG-3型继电器的电流回路包括电抗变压器DKB、移相回路(由R1、C1和R2、C2组成)和中间变压器ZB。继电器的电压回路采用变压器YB。电压回路和电流回路各电气量之间的向量关系如图15-3所示。对该向量图的解释如下。当DKB的一次绕组W1内有电流I流通时，在其二次绕组W2的两端产生空载电压IZ，IZ越前I为90，Z称为DKB的补偿阻抗。电压IZ加在移相回路上，电阻R1上的电压降UR1越前于IZ的角度为，角的大小由R1、C1之值决定。电容器C1上的电压降UC1落后UR190，故IZ、UR1和UC1组成一个以IZ为斜边的直角三角形。由于C1=C2、R1=R2，所以电容器C2上的电压降UC2=UC1，电阻R2上的电压降UR2=UR1。UR1、UC1、UR2、UC2组成一个矩形，IZ是这个矩形的一条对角线。移相回路中n、m两点的电压Unm为该矩形的另一条对角线。由此可以看出，移相回路的作用是把它的入端电压IZ改变一个角度后再输出。Unm加到中间变坟器ZB的一次绕组W1上，在其两个二次绕组W2和W3上得到两个相同的电压K1Unm，K1为正实数，即变压器ZB的二次绕组W2(或W3)与一次绕组W1之比。K1Unm与Unm同相位。当系统电压U加于YB的一次绕组W1时，同样地在其二次绕组W2和W3上得到两个相等的电压KU，KU与U同相位，K为变压器YB二次绕组W2(或W3)与一次绕组W1之比。继电器动作的边界条件为式(15-2)等号左边为动作量，等号右边为制动量。当动作量大于制动量时，继电器动作。在图15-3中作一条垂直于K1Unm的直线AB，如果系统电压U与直线AB重合，这时不论U值的大小(U=0除外)，式(15-2)都能得到满足，所以直线AB就是LLG-3继电器的动作边界线。如果U位于直线AB的左边时，则K1Unm+KUK1Unm-KU，继电器不动作，所以直线AB的左边为制动区。如果U位于直线AB的右边，则K1Unm+KUK1Unm-KU，继电器动作，所以直线AB的右边为动作区。当U与K1Unm同相位时，动作量K1Unm+KU达最大值，制动量K1Unm-KU达最小值，继电器动作最灵敏。换言之，即当电压U落后电流I为角时，继电器动作最灵敏。继电器的设计使得=45，所以LLG-3型继电器的最大灵敏角为-45(因为此时U落后于I，故为负值)。LLG-3型继电器的整流比较回路也采用均压比较方工，在比较回路中增加了由电感线圈L和电容器C4组成的100赫滤过器，以防止整流后的100赫交流分量进入执行元件FXJ(JH-1Y型极化继电器)，从而避免FXJ在动作边缘时触点发生抖动现象。执行元件FXJ动作后，启动干簧继电器J，以增大触点容量。LLG-3型继电器采用90接线方式，即UBC/IA，UCA/IB，UAB/IC接线方式。第二节 检验项目和要求一、一般性检验一般性检验见第1章。执行元件极化继电器的检验见第52章，极化继电器的触点间距离应不小于0.3毫米。二、检化继电器的动作电流和返回电流检验极化继电器的动作电流要求为0.951.1毫安，返回系数不小于0.5。三、潜动试验1.电压潜动试验应在电流回路开路情况下进行。对于LLG-1型继电器，在加入电压后，测量极化继电器线圈上的电压U1.4，其值应满足表15-1所列数据。对于LLG-3型继电器，加入110伏电压后，常开触点不应有闭合现象。表15-1 LLG-1型继电器电压潜动试验要求数据2.电流潜动试验应在电压回路短路情况下进行，当缓慢或突然加入电流030安(或继电器安装处的反向最大故障电流)时，继电器的常开触点应无闭合现象。四、动作区和最大灵敏角检验在额定电流下，LLG-1型继电器外加电压为2伏，LLG-3型外加电压为20伏时，要求：1.继电器的动作区不小于155；2.继电器原最大灵敏角与制造厂规定值(LLG-1型为70，LLG-3型为-45)相差应不超过10。五、最小动作电压检验在实际灵敏角下，LLG-1型继电器通入2安电流时，其最小动作电压不大于1.15伏，LLG-3型继电器通入5安电流时，其最小动作电压不大于0.3伏。六、LLG-1型继电器动作伏安特性试验在实际灵敏角下，当通入继电器的电流分别为0.65、0.75、1.0、1.5、2.5安时，测量相应的动作电压值，供定期检验中发现问题时参考。七、触点抖动情况检查在最大灵敏角或与最大灵敏角相差20情况下，给继电器突然加入和断开1000伏安的反向功率时，继电器的触点不应有瞬时接通现象。在进行定期检验时，可只作第一、二、五、七项。第三节 检 验 方 法继电器的检验方法与第14章第三节基本相同。试验接线与图14-6相同。如果LLG-1型继电器的电压潜动不能满足表15-1所列数据时，可以调整图15-1(a)中的电阻2RP使之满足要求。如果继电器的最大灵敏角不能满足要求时，对于LLG-1型继电器可以更换R。电阻值使之满足要求，对于LLG-3型继电器可以改变DKB中磁分路片的位置以满足要求。极化继电器的试验方法见第52章的第三节。第四节 技 术 数 据1.额定参数：频率50赫；电流5安；电压100伏。2.功率消耗：在额定条件下，电流回路功率消耗不大于1.5伏安；电压回路不大于50伏安。3.动作电压(电流)：在最大灵敏角下，LLG-1型继电器通入电流2安时，动作电压不大于1.15伏。LLG-3型继电器通入电流5安时，动作电压不大于0.3伏，当加入电压20伏时，动作电流不大于1安。4.热稳定性：LLG-1型继电器只能在零序大电流和高电压下短时工作。LLG-3型继电器允许在额定情况下长期工作。5.动作时间：LLG-1型继电器在四倍动作功率时，动作时间不大于25毫秒。LLG-3型继电器在10倍动作功率时不大于28毫秒。6.继电器的技术参数见表15-2。表15-2 继电器技术参数表续表第16章 LLG-5型功率继电器LLG-5型功率继电器用在中性点直接接地系统中作为零序电流保护的方向元件。第一节 结构、原理该型继电器采用整流型相敏接线方式，它主要由测量回路、相敏回路、执行元件和重动继电器所组成。继电器的所有部件都组装在一个插件式壳体中，其原理接线如图16-1所示。图16-1 继电器内部接线图继电器的测量回路由电抗变压器DKB和变压器YB组成R为调灵敏角电阻。相敏回路由二极管D1D4、滤波电容器C1C4和电阻R1R4组成。执行元件GJ0采用灵敏的极化继电器。重动继电器是中间继电器ZGJ0。如果略去图16-1中的电容器C1C4、电阻R1R4，并用R 2表示执行元件GJ0每个线圈的电阻，则图16-1可用图16-2表示。下面就用图16-2对二极管环形相敏回路的工作原理加以说明。图16-2 二极管环形相敏电路假设A和B分别为加于图16-2中DKB和YB一次绕组的交流电量，A在DKB二次绕组产生的电流为2i1，B在YB二次绕组中产生的电流为i2。图16-2中箭头所指的方向表示i1、i2(瞬时值)为正的方向。i1、i2的数学表达式可写为：式中 I1max、I2max-i1、i2的最大值；-i1、i2-间的相角差。将电流i1、i2的波形画出则如图16-3所示。在图16-3中划分出ab、bc、cd、de、ef、fg、gh、hi八个时间阶段，这些时间阶段内相敏电呼的输出电压umn可用下述方法求出。图16-3 i1、i2波形图1.在ab时间阶段内，根据图16-3，可写出关系式：在此种情况下，图16-2中的二极管D1及D4导通，D2及D3截止。电流i1和i2在回路中流通的情况如图16-4(a)所示，此时输出电压umn为正。2.在bc时间阶段内，根据图16-3，可写出关系式：在此种情况下，图16-2中的二极管D1及D3导通，D2及D4截止。电流i1及i2在回路中流通的情况如图16-4(b)所示，此时输出电压umn为正。3.在cd时间阶段内，根据图16-3，可写出关系式：在此种情况下，图16-2中的二极管D1及D3导通；D2及D4截止。电流i1及i2在回路中流通的情况如图16-4(c)所示。此时输出电压umn为负。4.在de时间阶段内，根据图16-3，可写出关系式：在此种情况下，图16-2中的二极管D2及D3导通，D1及D4截止，电流i1及i2在回路中流通的情况如图16-4(d)所示，此时输出电压unm为负。5.在ef时间阶段内，根据图16-3，可写出关系式：在此种情况下，图16-2中的二极管D2及D3导通，D1及D4截止，电流i1及i2在回路中流通的情况如图16-4(e)所示，此时输出电压unm为正。6.在fg时间阶段内，根据图16-3，可写出关系式：在此种情况下，图16-2中的二极管D2及D4导通，D1及D3截止，电流i1及i2在回路中流通的情况如图16-4(f)所示，此时输出电压unm为正。7.在gh时间阶段内，根据图16-3，可写出关系式：在此种情况下，图16-2中的二极管D2及D4导通，D1及D3截止，电流i1及i2在回路中流通的情况如图16-4(g)所示，此时输出电压unm为负。8.在hi时间阶段内，根据图16-3，可写出关系式：在此种情况下，图16-2中的二极管D1及D4导通，D2及D3截止，电流i1及i2在回路中流通的情况如图16-4(h)所示，此时输出电压unm为负。归纳以上对各种情况的分析结果，可得出如下两点结论：1.两电气量i1及i2的瞬时值极性相同(均为正值或均为负值)时，输出电压umn为正值；i1与i2的极性不相同时，输出电压umn为负值。即输出电压umn的极性决定于i1及i2的相对极性。图16-4 对应于图16-3各时间阶段相敏电路工作状态2.输出电压umn的大小由两电气量i1及i2中绝对值小的所决定，绝对值大的电气量只起控制相位比较回路中二极管导通与截止的作用。对应于abhi各时间阶段的输出电压umn，如图16-3中的阴影部分所示。在图16-5中，给出了当i1与i2之间的相角差为0，90及180时，输出电压umn的波形。由图16-5可看出：当=0时，输出电压全为正值，相敏电路有正方向的最大输出；当=180时，umn为负方向的最大输出；当=90时，umn的平均值为零。图16-5 输出电压umn的波形图LLG-5型功率继电器就是采用这种二极管环形相敏回路，其执行元件GJ0(极化继电器)的两个线圈作为相敏回路的风荷电阻；电容器C1C4为滤波电容。继电器通过YB变压器接入零序电压3U0，通过DKB电抗变压器接入零序电流3I0。YB变压器的二次电流基本上与3U0同相。DKB电抗变压器的铁芯的气隙，并设计有电阻R，用以调整其二次电流与一次电流间的相位角，便得当零序电流3I0满后于零序电压3U0的相位角为70时，继电器最灵敏(即相敏电路有正方向的最大输出)。图16-1中的ZGJ0，为重动中间继电器，用以增加触点的容量和对数。为了不增加整个继电器的动作时间，也可以不经ZGJ0而直接经二极管D6起动跳闸继电器。第二节 检验项目和要求一、一般性检验一般性检验见第1章。执行元件GJ0的机械部分检查见第52章。重动继电器ZGJ0的机械部分检查见第36章。二、执行元件动作电流和返回电流检验利用执行元件的一个线圈(端子1、2或端子3、4)试验时，其动作电流应为2.60.13毫安。利用执行元件的两个线圈(把端子2、3短接)试验时，其动作电流应为1.30.06毫安。三、潜动检验1.电压潜动检验时将DKB的一次绕组开路，从YB的一次绕组加电压110伏，执行元件的触点不应闭合。2.电流潜动检验时将YB的一次绕组短路，从DKB的一次绕组加入电流由030安(或加入电流由零至继电器安装处的反向量大故障电流)，执行元件的触点不应闭合。四、继电器的动作区和最大灵敏角检验在额定电流和额定电压，继电器的动作区应不小于155。继电器的最大灵敏角应 为7010。五、继电器的最小动作电压检验在实际最大灵敏角下，当通入继电器的电流为2安时，其最小动作电压应小于1.15伏。六、继电器触点抖动情况检验在实际最大灵敏角下，对继电器突然通入或断开1000伏安的反向功率时，执行元件的触点不应有瞬时接通现象。在进行定期检验时，可以只作第一、二、五项第三节 检 验 方 法该型继电器的检验方法与第14章第三节所叙述的检验方法相同。试验时应注意以下两点：1.执行元件GJ0线圈的1、3为正极性端子；2.作电压潜动试验时，要注意变压器YB绕组的热稳定性，加电压的时间应短促，防止烧坏YB的绕组。第四节 技 术 数 据1.额定数据：50赫；交流电压100伏；交流电流5安、1安；直流电压220伏、110伏。2.继电器的动作区和最大灵敏角：在额定条件下，继电器的动作区为1605；最大灵敏角为704。3.最小动作功率：在最大灵敏角及通入继电器的电流为2安时，动作功率应小于2.3伏安。4.动作时间：在最大灵敏角和4倍动作功率时，继电器经二极管出口时应小于25毫秒；经中间继电器出口时应小于35毫秒。5.功率消耗：交流电流回路不大于1.5伏安；交流电压回路不大于20伏安。6.继电器在通入030安电流下，不应有电流潜动。中1.1倍交流额定电压不应有电压潜动。7.继电器返回系数应不小于0.5。8.继电器所有电路(除二极管、极化继电器外)对外壳以及在电气上无联系的各电路之间的绝缘强度，应耐受50赫交流电压2000伏，历时1分钟试验而无击穿或闪络现象。9.触点容量：当电压不大于220伏，电流不大于0.2安时，在直流回路中触点容量为：经二极管出口能断开直流有感负荷(时间常数为510-3秒)10瓦；在交流回路中断开容量为20伏安；经中间继电器出口，能断开直流有感负荷为50瓦，在直流回路中能闭合电流10安历时10秒。10.继电器所有回路对外壳及在电气上无联系的回路之间的绝缘电阻，在温度为20，相对湿度为85%时，不小于5兆欧。11.继电器主要元件参数表16-1主要元件参数表续表第17章 DC-11型电流继电器与FB-1型速饱和变流器构成的差动继电器DC-11型电流继电器与FB-1型速饱和变流器构成的左动继电器，可用于电力变压器、发电机、同期调相机和母线的差动保护。速饱和变流器不仅能防止当保护区外部故障时的过渡不平衡电流及变压器的励磁涌流所引起的无选择性动作，同时可适当选择其补偿绕组的匝数，使差动保护回路中由于两侧电流互感器变比不一致所产生的不平衡电流减少到最小。该型继电器已经停产，而为BCH系列继电器所代替。第一节 结构、原理DC-11型电流继电器与DC-11/0.2型电流继电器相同，仅弹簧的弹力较强，故动作电流较大，它的两个线圈必须并联使用。DC-11型电流继电器的内部接线如图17-1所示。FB-1型速饱和变流器有两个一次绕组和一个二次绕组。一次绕组中分差流绕组(端子标号为01、02)和补偿绕组(端子标号为03、04)。二次绕组又称工作绕组，其端子标号为00、08。变流器的内部接线如图17-2所示。它的一次绕组为分段式，各段有引出线分别接于变流器的绝缘面板的插孔上。各插孔上均标明变流器一次绕组的匝数。用整定螺丝插头改变匝数，可以获得不同的动作电流值。图17-1 DC-11型继电器内部接线图图17-2 FB-1速饱和变流器内部接线图当饱和变流器一次绕组中有过渡不平衡电流和变压器的励磁涌流流过时，由于含有非周期分量电流，使速饱和变流器趋向饱和，于是就不利于传变该不平衡电流和励磁涌流中的周期分量。不平衡电流中非周期分量的百分比越大，则传变周期分量的作用越差。在图17-3的上部绘出铁芯的励磁曲线和磁滞回线B=f(ILC)，下部绘出过渡不平衡电流(或励磁涌流)与时间的关系曲线iBP=f(t)，此时不平衡电流iBP即为铁芯的励磁电流ILC。当偏于时间轴一侧的不平衡电流由零升至最大值时，磁感由零沿饱和曲线上升至+Bmax，当不平衡电流下降时，磁感则按磁滞回线下降，当不平衡电流再次上升时，则磁感按新的磁滞回线上升。从图17-3可以看出，iBP引起的磁感变化仅为B，故在二次绕组中的感应电势很小，不足以使执行元件DC-11/0.2型电流继电器动作，所以继电器具有躲过励磁涌流和保护区外部故障时过渡不平衡电流性能。图17-3 速饱和变流器在励磁涌流或过渡不平衡电流作用下的工作情况在保护区内部发生故障时，短路电流iDL的波形如图17-4所示(图的上部为FB-1型速饱和变流器的励磁特性和磁滞回线，下部为短路电流iDL的波形)。在短路开始的一段时间内，由于非周期分量的存在，iDL的波形偏向时间轴的一侧，使速饱和变流器传变不良，但在此非周期分量很快衰减后，波形即对时间轴两侧接近对称，此时铁芯的磁感由+Bmax变至-Bmax，在二次绕组中感应出较大电势，使DC-11/0.2型继电器动作。图17-4 速饱和变流器在保护区内故障时的工作情况当继电器用于发电机和母线的差动保护时，为了进行更细的抽头调整，可将差流绕组与补偿绕组顺极性串联接于差回路中。如果只使用一个一次绕组即能满足要求时，应该将补偿绕组接于差回中睡中，这样既便于整定又提高了绕组的热稳定。用于发电机差动保护的接线如图17-5所示。图17-5 发电机差动保护接线图当继电器用于变压器差动保护时，其接线如图17-6所示，可利用速饱和变流器的补偿绕组来补偿由于两侧电流互感器变比不一致所产生的不平衡电流。为整定计算方便，补偿绕组一般放在无电源侧，如果考虑热稳定，则补偿绕组宜放在二次电流小的一侧。图17-6 变压器差动保护接线图第二节 检验项目和要求一、一般必检验一般性检验见第1章。DC-11/0.2型执行元件机械部分检查与第2章DL-10系列继电器相同。检查速饱和变流器时，应注意整定螺丝与插孔之间的接触要良好。二、执行元件(型DC-11/0.2型继电器)动作电压、动作电流及返回电流检验要求执行元件的动作电压为1.92.2伏，动作电流为0.310.34安，返回系数不小于0.75三、速饱和变流器平衡作用检验将差流绕组和平衡绕组反极性串联后，按表17-1所列匝数和通入的电流值逐项试验，二次绕组两端的不平衡电压应不大于10毫伏。四、整组动作安匝检验要求整组动作安匝为10010安匝。新安装检验时按表17-1的列匝数逐项试验，定期检验时仅在整定抽头下试验。五、整组伏安特性检验1.新安装检验时录制：(1)差流绕组和补偿绕组都为40匝时的整组伏安特性曲线，并从中求出3倍和1倍动作安匝时二次绕组上的电压，其比值应为1.31.4。(2)整定位置下的整组伏安特性曲线。2.定期检验时录制：(1)整定位置下的整组伏安特性曲线。(2)在整定位置下(当在整定位置调整电流有困难时，可改用40匝)测量3倍和1倍动作安匝时二次绕组上的电压，其比值应为1.31.4。六、被保护变压器空载投入检验将被保护变压器空载投入5次或5次以上，继电器不应动作。七、带负荷检验1.测试负荷电流向量图(即六角图)，以判定差动回路接线正确性。2.在额定或接近于额定负荷时，测量速饱和变流器00、08端子上的不平衡电压，其值不得超过0.3伏。3.定期检验中未改变有关的二次回路时，可以只作第2项。在进行定期检验时，可只作第一、二、四、五、七项。第三节 检 验 方 法、执行元件动作电压、动作电流及返回电流检验试验接线如图17-7所示。所用电压表的内阻应不低于1000欧/伏。要特别注意，执行元件的动作电压是指执行元件动作后，再用非磁性物体将其触点拨回到原来未动作位置时电压表的指示值。图17-7 执行元件试验接线图要求执行元件的动作电压为1.92.2伏，动作电流为0.310.34安，返回系数不小于0.75。如不满足要求，可按第2章DL-10系列继电器进行调整。二、速饱和变流器平衡作用检验将速饱和变流器的02、03端子短接，从01和04端子通入电流，按表17-1所列的数据和顺序逐项试验，用内阻不低于1000欧/伏的电压表测量00、08端子上的不平衡电压，其值不得超过10毫伏。表17-1 速饱和变流器平衡作用检验所用数据表不平衡电压过大时应检查差流绕组和补偿绕组是否有短路。三、整组动作安匝检验把执行元件接在速饱和变流器的00、08端子上，将速饱和变流器的02、04端子短接，从01、03端子通入电流，按表17-1中所列的匝数逐项试验，求出执行元件动作时的电流值。该电流值与所用匝数的乘积就是整组动作安匝，其值应为10010安匝。定期检验时，只作整定位置下的动作安匝检验。四、整组伏安特性检验把执行元件接在速饱和变流器的00、08端子上，并把执行元件的舌片用非磁性物体卡在未动作时的位置。由01、02或03、04端子通入电流，调整电流由零均匀上升，用内阻不低于1000欧/伏的电压表记录00、08端子上的电压。以安匝数为横坐标，电压为纵坐标绘出整组伏安特性曲线。从伏安特性曲线上求出3部和1倍动作安匝时二次绕组上的电压，其比值应为1.31.4。图17-8为整组伏安特性的参考曲线。图17-8 整组伏安特性曲线1-无短路匝；2-短路1匝；3-短路2匝；4-短路3匝；5-短路4匝；6-短路5匝；7-短路7匝；8-短路10匝第四节 技 术 数 据一、DC-11/0.2型电流继电器1.额定频率为50赫。2.继电器的动作电流为0.310.34安。与FB-1型速饱和变流器配合后的整组动作电流范围，在用于变压器保护时为2.510安，在用于发电机保护时为1.2510安。3.继电器的两线圈为并联使用，其阻抗值约为6.27欧，阻抗角为5560。每个线圈的匝数为500匝(QQ-0.38)。4.继电器有一对常开触点。当电压不大于220伏、电流不大于2安时，在时间常数不超过510-3秒的直流有感负荷电路中，触点的遮断容量为50瓦；在交流电路中，在同样的电压和电流值下，触点的遮断容量为250伏安。二、FB-1型速饱和变流器1.额定频率为50赫。2.差流绕组全部匝数时的电阻值为0.2欧，补偿绕组全部匝数时的电阻值为0.15欧。3.电流为5安时的功率损耗约为5伏安。4.差流绕组的热稳定电流为2.2安，补偿绕组为5.5安。5.绕组数据：差流绕组：QQ-0.85，40匝；补偿绕组：ME-1.3，40匝；二次绕组：QQ-0.38，40匝。6.变流器各导电部分对地能承受50赫交流电压2000伏历时1分钟的耐压试验。第18章 BCH-1型、DCD-5型差动继电器BCH-1型、DCD-5型差动继电器用于电力变压器的差动保护。由于继电器带有一个制动绕组，当被保护变压器外部故障不平衡电流较大时，能产生制动作，但躲过变压器励磁涌流的性能不如BCH-2型、DCD-2型型差动继电器。一般对于带负荷调压变压器、多侧电源的多绕组变压器，外部故障时不平衡电流较大，或者采用BCH-2型、DCD-2型继电器不能满足动作灵敏度要求时，可考虑采用该型继电器。第一节 结构、原理BCH-1型差动继电器的结构原理和内部接线如图18-1所示。整个继电器是由执行元件(DL-11/0.2型电流继电器)和整饱和变流器两部分构成。继电器具有一对常开触点，所有部件都组装在一个壳子里。速饱和变流器由三柱型硅钢片交错叠成，中间柱的截面比两边柱的截面大一倍。中间柱上绕有差动绕组WC和两个平衡绕组WP1、WP2，制动绕组WZ和二次绕组W2绕在两侧边柱上(每边柱上所绕匝数均为其总匝数的一半)，执行元件接在W2上，W2的两部分绕组同向串联。WZ的两部分绕组反向串联，当其中通过电流时使所产生的制动磁通只沿两侧边柱构成闭合回路。由于WZ的这种绕法，就使得整个W2和WZ间，以及WZ和WC、WP1、WP2间都无互感作用。WC、WP1、WP2三个绕组的绕向相同，它们所产生的磁通是自中间柱朝向两侧边柱，构成两个独立的增长合回路。这两部分磁通分别在W2的两部分绕组中感应出电势，该电势达一定值时(视执行元件的动作电压而定)，执行元件就动作。制动绕组WZ的作用是加速两侧边柱的饱和，从而使得W2与WZ、WP1、WP2间的相互作用减弱，从图18-1(a)中可以看出，在一侧边柱内，差动绕组中电流IC产生的磁通C和制动绕组中电流IZ产生的磁通Z相加，而在另一侧边柱内，C和Z相减，因而每侧国柱内的合成磁通等于这两个磁通的向量和。令表示工作电流和制动电流间的相位角，当=90或180时，两个边柱内的合成磁通分别为C、Z绝对值的和或差；而在=90或270时，两个边柱内的合成磁通相等。由此看出，继电器的动作电流(即WC内的电流)不仅与WZ内的电流大小有关，而且还与二者之间的相位有关。当二者间的相位一定时，继电器的动作电流随WZ内电流的增减而增减，这就是继电器具有制动特性的概念。两个平衡绕组WP1、WP2和差动绕组WC的绕向一致，的以平衡绕组产生的磁通起着增强或削弱差动绕组产生的磁通的作用(两绕组内电流方向相同时起增强作用，方各相反时起削弱作用)。由于变压器各侧电流互感器的变比不能完全配合，在变压器正常运行时，WC中有不平衡电流流过。当把平衡绕组接入后，如果平衡绕组的匝数选得适当，就能完全或几乎完全使不平衡电流得到补偿，使得变压器在正常运行时，二次绕组W2内完全或几乎完全没有不平衡电流感应的电势，从而提高了保护装置的可靠性。在保护区内部发生故障时，流过平衡绕组内的电流所产生的磁通与差动绕组内电流所产生的磁通方向一致，于是就增加了使继电器动作的安匝数，从而提高了保护装置的灵敏度。此即WC、WP1、WP2三个绕组绕向需要一致的原因。图18-1 BCH-1型差动继电器结构原理和内部接线图 (a)结构原理图；(b)内部接线图除二次绕组W2外，其余的绕组都有一定数量的抽头，抽头的引出线都接在饱和变器前面的面板上。面板上有插孔，孔下有标号。除制动绕组插孔下的标号是指一侧边柱的匝数外，其它各绕组插孔下的标号均系实际匝数。利用螺丝插头插在不同的孔中，就能得到相应的匝数。应特别注意：每个平衡绕组具有两组抽头(0、1、2、3)和(0、4、8、12、16)，两个螺丝插间必须分别插入(0、1、2、3)和(0、4、8、12、16)的孔中。如果螺丝插头同时都插入(0、1、2、3)或(0、4、8、12、16)的两个孔中，将在平衡绕组中造成短路和开路现象，这将会引起保护装置误动作和使电流互感器开路。这一点在图18-1(b)中看得很清楚。该型继电器的一个很主要的电气特性是制动特性。它是以动作安匝AWDZ为纵坐标，制动安匝AWZ为横坐标的曲线族，制造厂给出的典型制动特性曲线如图18-2所示。制动特性与饱和变流器工作磁感BG值有关，而BG又直接影响着执行元件的起动电压。根据理论分析，可以得出下面一些结论。1.选择工作磁感DG=1 2BBH(BBH-饱和变流器铁芯的饱和磁感)时，制动特性与工作电流和制动电流间的相角无关。当GB1 2BBH时，制动特性就与角有关。图18-2 BCH-1型差动继电器制动特性曲线2.制造厂是按BG1 2BBH设计继电器的，这时的制动特性曲线随着角的变化有一定的变化范围，在=0时最高，=90时最低。090的制动特性曲线位于最高和最低两条特性曲线之间。3.在满足BG1 2BBH的条件下，如果BG选的越大，即执行元件的起动电压越高，则制动特性曲线越高，同时最高、最低两积极制动特性曲线越比较接近。反之，如果BG选的越小，则制动特性曲线越低，且最高、最低两条曲线间的偏离越大。4.继电器的结构完全对称，因此只需要作出090范围内的制动特性曲线。5.如果BG选的太大，使BG1 2BBH，则=90时制动特性曲线反而高于=0时的曲线。如上所述，由于执行元件的起动电压决定着BG的大小，直接影响到继电器的制动特性，故必须注意对执行元件起动电压的调整。DCD-5型差动继电器与BCH-1型差动继电器的原理相同，仅执行元件用的是DL-1型电流继电器，且为了在不大的范围内调整继电器的起动安匝，在变流器的二次绕组上并联一只47欧电位器R(该电位器在出厂时已调好，并加以锁紧，一般情况下不再作调整)。其内部接线如图18-3所示。第二节 检验项目和要求一、一般检验一般性检验见第1章。BCH-1型差动继电器的执行元件机械部分检查见第2章DL-10系列电流继电器机械部分检查。DCD-5型差动继电器的执行元件机械部分检查按以下各点进行：1.舌片动作后不应与铁芯相碰，如不能满足要求，可松开支架固定螺钉进行调整；2.可动系统的纵向活动范围为0.20.3毫米；3.动触点应能沿着其固定铆轴自由活动，其活动范围应能使动、静触点在刚刚相碰时就同时接触。在断开位置，当动触点在其固定铆轴上活