DCD-5差动继电器

DCD-5（BCH-1）型差动继电器特性实验DCD-5（BCH-1）型差动继电器特性实验 （一）实验目的掌握具有磁力制动特性的DCD-5差动继电器的工作原理、结构特点及实验方法，了解其调试方法。 （二）DCD-5型差动继电器简介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，能产生制动作用。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Wres的作用是加速两侧边柱的饱和，从而使得W2与Wd，Wbl、Wb2间的相互作用减弱。从图6-1(a)中可以看出，在一侧边柱内，差动绕组中电流产生的磁通和制动绕组中电流产生的磁通相加，而在另一侧边柱内，和相减，因而每侧边柱内的合成磁通等于这两个磁通的向量和。令Y表示工作电流和制动电流间的相位角，当Y=0或180时，两边柱内的合成磁通分别为、绝对值的和或差；而在y=90或270时，两边柱内的合成磁通相等。由此看出，继电器的动作电流(即Wd内的电流)不仅与Wres内的大小有关，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Wres内电流的增减而增减，这就是继电器具有制动特性的概念。Wb1，Wb2和Wd的绕向一致，所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作用(两绕组内电流方向相同时起增强作用，方向相反时起削弱作用)。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，Wd中有不平衡电流Iunb流过。当平衡绕组接入后，如果平衡绕组的匝数选得适当，就能完全或几乎完全使Iunb得到补偿使得变压器在正常运行时，W2内完全或几乎完全没有Iunb感应电势，从而提高了保护装置的可靠性。当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Wd、Wbl、Wb2三个绕组绕向一致的原因。IWd12W12W12Wres12WresWb1Wb2Id2971 2 3 4 5 6 8 11 140 1 2 3 16 12 8 4 050 1 2 3 16 12 8 4 0 315 6 8 10 13 20 Wd Wb1 WresWb2 1012684W2 DL-1 图6-1 DCD-5差动继电器原理与内部接线 除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流器前面的面板上。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)，两个螺丝插头必须分别插入(0、l、2、3)或(0、4、8、12、16)的孔中。若螺丝插头同时都插入(0、l、2、3)或(0、4、8、12、16)的两孔中，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6-1(b)中看得很清楚。继电器引出端子名称匝数选择见表6-1。表6-1线圈代表符号线圈名称总匝数Wd差动线圈20Wb1平衡线圈19Wb2平衡线圈19W2二次线圈Wres制动线圈14 （三）实验内容1熟悉DCD-5差动继电器的结构原理和内部接线图，认真阅读DCD-5差动继电器的原理图（图6-1）。2执行元件的检验：（1） 实验接线如图6-2所示：AV执行元件220VKTY1R图6-2 DCD-5执行元件试验接线图（2） 实验方法与步骤：本实验是对执行元件单独进行实验。应特别注意，执行元件的动作电压是指执行元件起动后再用非磁性物体把舌片卡在未动作位置的电压值。动作电压应满足1.51.56V，动作电流满足220230mA，返回系数为0.70.85。测量应重复三次，填入表6-2中，其离散值不大于3%，否则应检查原因。表6-2Ipu（mA）If（mA）KfUpu（V）如果实验时电源频率不是50Hz，应按每偏差1Hz电压值改变2%进行修正。3动作安匝检验：（无制动时起始动作安匝）（1）实验接线如图6-3所示：A220VKTYRWd执行元件W2图6-3 DCD-5型动作安匝试验接线图 （2）实验方法与步骤：Wb1、Wb2都插入0匝，Wd先插入20匝。合上电源K，调节TY的电流使DL-1继电器动作，记下此时电流即为动作电流，动作电流乘以使用的动作安匝即为动作安匝A Wd。动作安匝符合604，以此值为基准，然后改变Wd为13匝、10匝，用上述实验方法测动作电流，填入表6-3中。表6-3Wd（匝）201310Ipu（A）IpuWd如果动作安匝距离要求相差不大时，可采用将执行元件动作值适当增减（在要求范围内）的办法和稍许改变速饱和变流器铁芯压紧螺丝松紧程度的办法使之符合要求。如果相差较大，则必须用改变变流器铁芯组合方式的方法进行调整。4制动特性实验：（1） 实验接线如图6-4所示，Wd=20匝，Wres=14匝。A1220VK1TY1R1WdW2A2TY2R2Wres执行元件图6-4 制动特性实验接线图(2) 实验步骤：实验时，先将TY2回零，调TY1差动回路的电流使继电器动作，记录此时动作电流，填入表6-4中；然后TY1回零。A1为0调TY2逐渐增加制动回路电流，再调节TY1差动回路的电流测出相应的起动电流，填入表6-4中，并绘制出制动曲线WdIpuj=f（Wres Ires）。改变实验接线，使制动线圈Wres和差动线圈Wd接在单相调压器（TY1）上，差动线圈Wd接在三相调压器的a、b相上，造成两个线圈的电流有30相位差，这里是指动作电流超前于制动电流的角度Y。重复上述方法作出制动特性曲线。并分析Y角度的不同其制动特性的变化。表6-4Ires(A)WresIresIpu(A)WdIpu5整组伏安特性实验AV220VKTYR执行元件Wd（1）实验接线如图6-5所示：图6-5 DCD-5差动继电器整组伏安特性实验接线图 （2）实验方法与步骤差动线圈全部投入，实验时用非导磁物体把执行元件可动舌片卡在未动作位置，实验电流渐渐增加，不允许来回摆动。按表6-5调好电流值，并记录相应的电压值。表6-5I (A)2.557.51012.512.51517.520I * WdU (V)根据整组伏安曲线，计算二倍动作安匝时执行元件端子上电压U2与一倍动作安匝时执行元件端子上电压U1之比以及五倍动作安匝时执行元件端子上电压U5与U1之比。要求：U2 / U11.15，U5/U11.3（四）思考题如果差动保护的动作电流经计算为5.2A，理论上Wd的匝数为11.5匝，那么实际上应选多大？是11匝还是12匝，为什么？武汉华大电力自动技术有限责任公司 027-67845208