LCD-4型变压器差动继电器
LCD-4型变压器差动继电器
产品价格:¥0(人民币)
  • 规格:LCD-4
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    商品详情
      LCD-4型变压器差动继电器



      1 用途

      LCD-4型变压器差动继电器 (以下简称继电器) 用于变压器或发电机一变压器组,作为内部短路故障的主保护。

      继电器应有FL-8型变流器或FY-1型自耦变流器与它配套使用。

      2 结构与工作原理

      继电器采用JK-31K壳体,其外形尺寸、安装开孔尺寸及端子图见附录3。原理接线图见图1.

      继电器采用差电流原理制成。将被保护设备(以下简称设备)各侧电流互感器二次电流经FY-1或FL-8变流器匹配之后,引入继电器中。在设备内部故障时,流入设备的电流与流出设备的电流大小与相位不同,产生差电流使继电器动作。

      在正常运行时,由于流入设备和由设备流出的电流(按变压器变比折算到一侧后)相同,理论上讲没有差电流。实际上由于各侧电流互感器变比不同、误差不同及变压器调节分接头位置等原因,存在一个不大差电流,这个差电流不大于设备额定电流Ie的10%~15%,继电器的整定动作电流应大于此差电流。



      图1 LCD—4型差动继电器原理接线图

      外部故障时(保护区外短路故障或称穿越性故障),流过设备的电流可能很大,在故障开始瞬间的暂态过程中,短路电流里还包含很大的非周期分量,因而设备各侧的电流互感器可能饱和。此时,由于各电流互感器磁化特性不一致,其二次差电流可能很大。为防止继电器在这种情况下误动作,设有比例制动回路。当短路电流增大时,制动量按比例增大,使继电器制动。本继电器具有4侧比例制动。 经过匹配的设备各侧电流互感器二次电流,通过电抗变压器T4、T5的原绕组,其副绕组里感应的电势经过整流桥V4、V5整流之后成为比例制动电压。

        在变压器空载投入或外部短路故障切除后电压恢复过程中,变压器的励磁涌流可能很大,其值有时可达变压器额定电流的4~8倍,远大于继电器的整定动作电流。又因涌流仅出现在一侧,对差动继电器来讲相当于差电流,如不采取闭锁措施,将会误动作。本继电器利用差电流里的二次谐波起制动作用。因为涌流里含有很大比例的二次谐波分量,可以有效的防止继电器因涌流造成的误动作。相反因设备内部短路故障电流里二次谐波含量很小,所以在变压器内部故障时,继电器又不会拒动。接在差电流回路里的电抗变压器T2用来取出二次谐波制动量。

        在设备内部严重故障时 (如引出线短路),短路电流很大,可达额定电流的20~30倍以上。此时各侧电流互感器可能严重饱和,其二次电流中可能出现很大的各次谐波分量,为防止继电器在此时拒动或缓动,并为加快动作速度,防止被保护变压器出现油箱爆破等严重故障,在继电器中设有不带制动的差电流速动部分。其动作电流整定值按大于变压器空投时的最大可能励磁涌流来决定。

      1. 差电流回路

        在差电流回路里 (引出端子2与8之间) 共有三只电抗变压器T1~T3并由它们组成三个部分。

      a. 差动动作部分

        由电抗变压器T1、电容器C1、整流桥V1及电阻R1组成。电抗变压器T1的副绕组与电容器C1组成50Hz谐振电路,其输入电压 (即电容器C1两端电压) 主要是基波电压U1,经V1整流桥整流后,通过电阻R1,作为动作电压 (Ud) 加在执行元件极化继电器K1及其附加电阻上。

      b. 谐波制动部分

      由电抗变压器T2、电容器C2、电抗器T6、电容器C3、整流桥V2及电阻R2组成。电抗器T6与电容器C3组成50Hz并联谐振回路,成为基波阻波器。电抗变压器T2的副绕组与电容器C2组成100Hz谐振电路,通过它取出正比于差电流里二次谐波分量的100Hz电压U2,再经过基波阻波器 (电抗器T6与电容器C3) 除掉其中混入的基波分量,由V2整流桥整流之后,通过电阻R2作为谐波制动电压Uz2加在执行元件上。

      c. 差电流速断部分

        由电抗变压器T3、整流桥V3、电容器C5及中间继电器K2等元件组成。电抗变压器T3的副绕组输出电压与差电流成正比,此电压经V3整流桥整流,再经电容器C5滤波之后,加在执行元件中间继电器K2及其串联电阻上。当差电流达到差电流速断整定值时,中间继电器K2动作跳闸。用整定插头改变电抗变压器T3副绕组的抽头(即改变输出电压)来改变差电流速断的动作电流整定值。电位器R13用来调节最小差动速断电流,在出厂前调好锁紧,其它整定值均可保证一定的准确度。

      2. 比例制动部分

        比例制动部分接在“和电流”回路中,由电抗变压器T4、T5,整流桥V4、V5,稳压管V8、V9,电阻R8~R11等组成。电抗变压器T4与T5均有两个原绕组,每个绕组分别接入被保护设备一侧电流互感器的二次回路。通过这些绕组电流正比于设备各侧的流入和流出电流。这些电流在电抗变压器T4和T5副绕组产生与其成比例的电压Uz′和Uz″,Uz′经整流桥V4整流后再通过稳压管V8和Uz″经V5整流后通过稳压管V9得到电压,并联成为比例制动电压Uz1,此电压通过电阻R8~R11之后与谐波制动电压Uz2并联再通过电阻加在执行元件上起制动作用。Uz1与设备外部短路时的最大故障电流成比例。

        用插头改变串联电阻R8~R11,可以调节比例制动电压的大小,即改变比例制动特性。稳压管V8、V9用来得到零制动段 (见图2),即当制动电流 (通过电抗变压器T4、T5原边的电流) 较小,小于0.5~1倍继电器额定电流时,稳压管V8、V9不能击穿, 无比例制动电压加在执行元件上,用以提高继电器对设备内部轻微短路故障 (如变压器匝间短路) 的灵敏度。



      图2 继电器的动作特性

      3. 主回路动作电流的调节

        由差动动作部分、谐波制动部分和比例制动部分组成。以极化继电器K1为执行元件的回路叫作主回路,其执行元件叫作主元件。

        在主回路里,动作电压Ud与制动电压Uz1、Uz2通过电阻R1、R2合成后,其代数和由电容器C4滤波后加在执行元件上。当动作电压大于制动电压时,和电压为正 (极化继电器K1端子4为正极),此正电压超过极化继电器K1的动作电压后,极化继电器K1动作跳闸。反之,制动电压大于动作电压时,和电压为负,极化继电器K1制动。

        电阻R3与电位器R4用来调节继电器主回路最小动作电流 (1A或0.2A),在出厂前或更换极化继电器后调好并锁紧。其它动作电流整定值是用插头改变极化继电器K1的并联电阻R5~R7来得到,可以保证一定的准确度。

      4. 其它说明

        差动电流速断部分的执行元件中间继电器K2叫做速断元件。

        主元件极化继电器K1的触点由端子1~5引出,速断元件中间继电器K2的触点由端子1~3引出,可分别外接不同的信号继电器,便于分析故障,如不需分别接信号继电器时,可将它们在端子上并联后引出。

        端子7~9~11,10~12~14,2~4,6~8为电流端子,不带有自动短路机构,在继电器由壳体中抽出时,应先将该电流回路短接,防止电流互感器二次开路。

        继电器各部分在各种故障时的动作情况见表1。

      继电器的动作特性见图2,动作时间特性见图3,频率特性见图4。

      表1

      故障类型
      动作情况

      主元件
      速断元件

      保护区外短路
      不动
      不动

      变压器空投
      不动
      不动

      保护区内一般短路

      不动

      保护区内严重短路
      动或缓动
      速动

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      不动
      不动
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