DCD-2型差動繼電器

一.用途

DCD- 2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 發電機的單 相差動保護 線路 中 ，

0 為 主保 護 。 

0 電 器能 預 防 在 非故 障狀態 所出 現的暫 態電 流的作用 。例如當電 力變壓器空 合閘，或在 穿越性短路 切除后 ，電 壓恢 復 時 出 現很 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 應誤動作， 但發生區內 短路時，卻 能迅 速 動 

0 根 除故 障 。 

二.結構 及工 作原理

1 .結 構

0 電 器由 具 有 一 副動 合觸點 的高 靈敏， 高可 靠性的電 磁型執行機 構和中間速 飽和變流器 組成。該執 行機構 為電 磁型 

0 電 器， 在 繼 電 器中 被作為 出口 元件。 

0 間 速飽 和 變 流 器具 有短路 繞組 和平衡 繞組 ，它構成 差動繼電器 的一些主要 技術性能， 如直流偏磁 特性消 除不 平衡 

0 流 效應 的 自 耦 變流 器性能 。 

0 流 器的 導 磁 體 由“E” 形導磁 片疊 裝而成 ， 有平衡繞組I,II和短路 繞組。此外 ，中間柱上 的短路繞組 與右 側 邊柱 上 

0 短路 繞 組 通 過一 瓷盤電 位器 相連接 ，二 次繞組放在導磁 體的另一側 邊柱上。繞 組在導磁體 的分布如圖1所 示。 繼 電器 的 內 部接 母 親 及 其保 護三繞 組電 力變壓 器的 原理接母親圖如 圖2所示。由于 具有平衡繞 組，且每隔 一匝有抽頭 ，便 于 調整 用 以消 除 由 于 電流 互感器 變比 不致等 原因 引起的不平衡電 流的效應。 具有兩個平 衡繞組就使 得繼電器能 用于 保 護三 繞組 

0 電力 變 壓 器 。 

0 作電 流 和 平 衡作 用可通 過調 整工作 繞組 ，平 衡繞組的匝 數在寬廣范 圍內進行調 整。直流偏 磁特性可通 過改 變 繼電 器 內 的瓷 盤 電 位 器的 阻值進 行整 定。 

繼 電器 的 結 構 形式 外形及 安裝 尺寸及 繼電 器端 子接線見圖6 . 2 .原理 

繼 電器 的 基 本 原理 是利用 非故 障時暫 態電 流中 的非周期分 量來磁化變 流器的導磁 體，提高其 飽和程度， 從而 構 成躲 過 勵 磁涌 流 及 穿 越性 故障時 不平 衡電流 的作 用。其相應的特 性曲線為直 流偏磁特性 曲線簇∈=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 來磁化導磁 體。圖3表示了 導磁體內部 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 于時間軸的 磁通。它們 在短 路 線組 里產 生 兩種 不 同 的 反應 ，直流 磁通 的作用 下， 導磁體迅速飽和 ，大大降低 了導磁率， 這就大大惡 化了工作繞 組與 二 次繞 組間 

0 電磁 感 應 條 件， 因而顯 著增 大了繼 電器 的動作電流，這 就是所謂直 流偏磁作用 。 

0 穿越 性 短 路 ，短 路電流 中含 有非周 期分 量電 流時，也產 生同樣的作 用，因而也 能防止當穿 越性短路切 除后 ， 電壓 

0 復時 的 誤 動 作。 繼電器 的這 種直流 偏磁 特性用圖4的曲線簇 ∈=f（K）來 表示。 

其 中：∈=Icp/Icpo，動 作電流 倍數 ，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 流電流 的比 值。

K=I - /Icp， 偏 移系 數， 即直流 分量 與相應 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。

0 述∈=f（K）是繼 電器的 靜態 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 

0 的， 而 非 周 期分 量電流 的數 值是隨 時間 的增長而逐漸衰 減。 

0 產生 較 好 的 速飽 和特性 ，變 流器設 計時 選擇 了較高的工 作磁通密度Bcp，但同時 為保證繼電 器可靠動作 所必 須 的容 

0 ，幫 規 定 在 繼電 器的動 作電 流為5倍起 始值 時， 其可靠系數KH不小于1.35. 

0 流 器 的工 作 磁通 密度 是用磁 性材 料的重 量和起始 動作電壓與 動作電流。 動作電壓反 應變流器的 動作磁通密 度； 動 

0 功 率 決定 了 變 流 器的 功率分 配比 例，同 時滿 足生 產上通用性 要求，這種 執行元件的 特點在于其 線圈是電感 性的 ， 在變 流 器 飽 和情 況 下 ， 二次 感應電 熱中 含有顯 著的 高次 諧波過濾器 ，因此這種 執行元件便 是一個很好 的高次諧波 過濾 器 ，它 

基 本 上 反映 變 流 器 工作 磁通密 度的 基波。 繼 電 器 的原 理 接線 見圖2 . 

三.技 術性能 及 參數

1 .額 定 值： 額 定電 流5A， 額定頻 率50Hz。

2 .無 直 流分 量 時， 繼電 器起始 動作 安匝Awo=60 +4.

3 .當 用 于保 護 三繞 組電 力變壓 器或 交流發 電機時， 其動作電流 可以在3-12A的范圍內 進行整定（Awo=60），對 于 動作 電 流 的 zui小 整 定 值 ，其 zui大平 衡系 數接近 于2.

4 .當 用 于保 護 兩繞 組電 力變壓 器或 交流發 電機時， 其動作電流 可以在1.55-12A的 范圍內進行 整定。

5 .繼 電 器的 直 流偏 磁特 性∈=f（K），可以 用改變瓷 盤可變電阻 器阻值的方 法進行連續 調整。

0 偏 移 系數K=0. 6時， 直流偏 磁特 性在各 整定位置 下的相對動 作電流系數 的誤差不超 過-8%-+20%。繼電 器的 可 靠系 數 

0 不 小 于1. 35 . 

6 .當 差 動繼 電 器動 作時 ，其動 作電 流為Icp。執行元 件相應的正 弦動作電流 為icp1,然后轉動 指針擰緊螺 絲， 使 得繼

電 器 的 動作 電 流 為5Icp并測量 執行 元件相 應的 正弦 動作電流i cp5,按 下式算出可 靠系數：KH =i cp5/icp1.

在 相 同 情況 下 ，當 差動 繼電器 的動 作電流 為2Icp時 ，上述的值 不小于1.2 . 7 . 3倍 動 作電 流時， 差動 繼電器 的動 作時間 ，不大于0 .035s。

8 .當 變 流器 的 一個 平衡 繞組和 工作 繞組全 部匝數接 入時，在保 護區故障， 且電流等于5A，繼電器的 單相功 率消 耗不 超 過16VA。

9 .在 正 常情 況 下， 電流 互感器 的變 比誤差 被全部補 償（變流器 工作回路的 磁化力相平 衡，導磁體 里磁通為零 ）。 工

0 繞 組 與平 衡 繞 組 能長 期通過10A電 流。 

0 是 一 個平 衡 繞組 和工 作繞組 的全 部匝數 接入時， 通直流電流 進行試驗的 。 

10 .工 作繞 組 或每 一個 平衡繞 組的 直流電 阻不應大 于0.05Ω。 11 .觸 點性 能

0 電 器 觸點 應 能斷 開電 壓不超 過250V及電 流不超過2A，容量為50W的有感負荷 （時間常數 為5+0.75ms）的直 流回 路 ， 

0 點 在 此規 定 負 荷 條件 下，繼 電器 應可靠 動作1000次。 

4

12.機 械 壽 命 ：繼電 器的機 械壽 命為10次 。

13.繼 電 器 各 導電電 路連接 在一 起對地 （可 絕緣外殼 的外露非導 電金屬部分 ）以及在電 氣上無 的各導電 電路 之間 應 能承受2kV（ 有 效值）50Hz的 交流 試驗電 壓歷 時1min試 驗而無絕緣 擊穿或閃絡 現象。

14.繼 電 器 能 耐受幅 值為5kV的沖 擊電壓 ，此 后無絕緣 損壞現象。

15.繼 電 器 的 繞組數 據見表1 .

四.工作條 件

1.環 境 溫 度 為-25℃- 40℃。

2 .大 氣壓 力 ：80 -106kPa（ 海拔不 超過2000米 ）

3 .空 氣相 對 溫 度 為45% -75%。

4 .工 作 位置 基 準值 為垂 直，允 差任 一方向 偏2° 。

5 .應 有 保護 風 ，沙 ，雨 ，雪的設 施， 及無腐 蝕性氣 體，無爆炸 性氣體的環 境中。

6 .無 強 烈 的振 動與沖 擊。

7 .使用 地 點 周 圍 任一方 向不 應有嚴 重的 外磁場影 響。

五.使用 與維護

1 .工作 繞 組 和 平 衡繞組的規定

打 開 殼罩 ， 即 可進 行工 作繞組 和平 衡繞組 的整定。工作 繞組，平衡 繞組I,II均有抽頭可 以滿足多種 整定值 的要 求。 繼 電器 整 定 板下 方 的 數 字即 表示相應 的繞 線匝數 。每個繞組分 成兩段，這 種設計可以 用較少的抽 頭，獲得較 多的匝 數組 全 。 從而 使 整 定 范 圍廣 泛而不 失其 精細。 繼電 器每塊 整定板 上有兩個整定螺釘， 每個整定螺 釘可在各自 的一段范圍內 整 定。 兩 個 螺 釘 整定 位 置 下 所 標示的 數字之 和即 為繞組 的整定匝數。

須 注 意 的 是， 當 同一整 定板 上的兩 個整 定螺釘 沒整定在各 自的范圍內 或者不接入 時，繞組是 斷開的。

2 .助磁 特 性 曲 線的整 定 助 磁 特性 曲 線 整 定時 ，需抽 出繼 電器機 芯， 然后松開 組磁特性標 志牌上的三個鎖緊 瓷盤可變電 阻器的大螺 釘（ 不 需要

擰下 來 ，只 松 動 即 可），使旋 鈕能 自由轉動 ，轉 動旋鈕， 即可進行助 磁特性曲線 的整定。

2. 1按 規 定 曲線 整定

繼電 器規 定 有A,B. C.D四 條曲 線。該 四條 曲線在繼 電器出廠前 已按技術要 求精心調 試，故只需 將旋鈕上的 箭頭 對 準所 需 整定 點即 可 。

2 . 2特 殊要 求 整 定

如 需 整 定曲 線在A,D曲 線之 間范圍 內， 但不在A. B.C.D四 條曲線上時 ，可按下述 方法進行整定。

1）由 所 需 ∈=f（K）曲線 確定 曲線在K=0 .6時的 ∈值。

2）確 定 試 驗 時所 需加入的 直流 電流值 。

端 子   ，  間 加 入電流 ，工 作繞組 整定 在20匝，平 衡繞組整定 在19匝，然后測出起 始動作正弦 電流值Icpo。 由K=0 .6

及K=I/Icpo， 計算 出 直流電 流I=KIcpo=0.6Icp 3）確 定 磁 盤 可變 電阻器 的位 置

由∈=Icp/Icpo計算 出具 有直流 分量 時交流 動作電流Icp=∈Icpo［∈ 值由第1）條三 分之一；Icpo由第2） 條測 出 ］。

工 作繞組 ， 平 衡 繞組 分別整 定在20匝及19匝 ，端 子 ， 間 同時加入前 面計算出 的直流 電流I及交 流動作電流Icp， 調整 可 變電 阻 ， 使繼 電 器 的動 作電流 為Icp。

4） 如 需精 確 整定， 可使可 變電 阻器旋 鈕的 指示位于 前面整定的 位置暫時不 充，然后重復第2）條以 后的各 整定 步驟 ， 直至 可變 電 阻 器 的整 定位置 不在 變動為 止。 （因可變電 阻器阻值的 變化，可使 起始動作安 匝在一不大 的范圍內發 生變 化 ）。

助 磁特 性 曲線 整定后 ，應 把三個 鎖緊 螺釘均 勻地緊 固。

3 .當 繼 電 器用 于保護 三繞 組電力變 壓器 時，應用 兩個平衡繞 組，并將它 們分別接在 環流回路的 兩個臂上，這 樣 就能 平 衡 三個環 流 回 路 里不平 衡電流 的效 應，當 用于 保護兩繞 組電力變壓器時，只 需一個平衡 繞組。在不 平衡電流較 大的 情 況下 ， 平衡 繞 組 接入 環 流 回路 ，當 不平衡 電流 較小， 或用于保護交 流發電機時 ，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 系數來表示 ，實際的平 衡系數應用繞 組 接入 的

匝 數 計 算 ，按 圖6的線路 設I1 ,I 2分別表示 兩個電流互感 器的二次電 流，且I1大于I 2，平衡繞組 通常安在電 流臂 上 。當

工作回 路 的 合 成磁 化力為 零時 ，不平 衡電 流的效 應便被 全部消除， 因而得出下 列方程式 ：

4 .繼電 器 的 起 始動 作安匝 可借 電位器W在 不大的范 圍內調整， 調整時應先 松開緊固螺帽，然 后用一字型 螺刀 調 節電 位 器 旋 柄即 可 。

5 .在 繼電 器 工 作 過程 中，應注 意不 能改變 銘牌上 指針的位。