LCD差动继电器教学文案

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。LCD差动继电器-LCD11变压器差动继电器工作原理本继电器采用差电流原理制成，其原理接线如图1所示，将被保护设备（以下简称设备），各侧电流互感器二次电流经FY1型自耦变流器匹配之后，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。图1LCD11变压器差动继电器原理接线图在正常运行时，由于流入设备和由设备流出的电流相同，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，存在一个不大的差电流。这个差电流不大于设

2、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。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合。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，经过的原绕组，其付绕组里感应的电势经过整流桥ZL4，和ZL5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，其值有时间可达变压

3、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，对差顶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动作，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2DKB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。为防止差动继电器在此时拒动或缓出，并为加快动作

4、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。11差电流回路在差电流回路里共有三只电抗变压器13DKB，并由它们组成三个部分。111差动动作部分由电抗变压器1DKB、电容器C1、整流桥ZL1及电阻R1组成。电抗变压器1DKB的付绕组与电容器C1组成50HZ谐振电路，其输出电压（即电容器C1两端电压）主要是基波电压U1，经ZL1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及其附加电阻上。112谐波制动部分由电抗变压器2DKB、电容器C2、电抗DK、电容器C3、整流桥ZL2

5、及电阻R2组成。电抗器DK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2DKB的付绕组与电容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DK与电容器C3）除掉其中混入的基波分量，由ZL2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。113差电流速断部分由电抗变压器3DKB、整流桥ZL3、电容器C5、及中间继电器ZJ等元件组成。电抗变压器3DKB的付绕组输出电压与差电流成正比，此电压经ZL3整流桥整流，再经电容C5滤波之后，加在执行元件中间继电器ZJ及其串联电阻上。当差电流达到差电流速断整定

6、值时，中间继电器ZJ动作跳闸。用整定插头改变电抗变压器3DKB付绕组的抽头（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W2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。12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4DKB，5DKB、整流桥ZL4，ZL5、稳压管WY1，WY2、电阻R7R9等组成，电抗变压器4DKB与5DKB均有两个原绕组，每绕组分别接入被保护设备一侧电流互感器的二次回路。通过这些绕组的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4DKB和5DKB，付绕组产生与其成比例的电压UZ和UZ，UZ经整流桥ZL4整

7、流后再通过稳压管WY1和UZ经ZL5整流后通过稳压管WY2得到的电压并联成为比例制动电压UZ1，此电压通过电阻R7R9之后与谐波制动电压UZ2并联在通过电阻R2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R7R9，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WY1、WY2用来得到零制动段（见图2），即当制动电流（通过电抗变压器4DKB、5DKB原方的电流）较小，小于0.51倍继电器额定电流时，稳压管WY1、WY2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（如变压器匝简短路）的灵敏度。13主回路动作电流的调节

8、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JJ为执行元件的回路叫做主回路，其执行元件叫做主元件。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JJ端子4为正极），此正电压超过极化继电器JJ的动作电压后，极化继电器JJ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JJ制动。电阻R6与电位器W1用来调节继电器主回路的最小动作电流（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JJ的并联电阻R3R5来得

9、到，可以保证一定的准确度。14其它说明差动电流速断部分的执行元件中间继电器ZJ叫做速断元件。主元件极化继电器JJ的触点由端子414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。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。表1继电器各部分在各种故障时的动作情况故障性质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动不动保护区内严重短路动或缓动速动正常运行不动不动图2继电器的动作特性技术要求21额定数据额定交流电流Ie：50HZ，5A或1A。22动作电流221整定范围a额定电流为5A时：1A

10、、1.5A、2A、2.5A。b额定电流为1A时：0.2A、0.3A、0.4A、0.5A。222误差动作电流十次测量平均值之差不大于7.5%。223返回系数不小于0.4。23制动特性斜率a整定范围：30%、40%、50%、60%。b误差：不超过10%。24二次谐波制动比15%25%25动作时间在三倍动作电流下不大于50ms；在十倍动作电流下不大于40ms。26差电流速断部分261动作电流整定范围a额定电流为5A时：25A、30A、40A、50A、60A、75A。b额定电流为1A时：5A、6A、8A、10A、12A、15A。262动作电流整定值误差动作电流三次测量平均值与刻度值之差不大于10%。2

11、63动作时间在1.5倍动作电流下不大于15ms。27功率消耗在额定电流下差动回路消耗不大于2VA，制动回路消耗（每侧）不大于1VA。28触点容量当电压不大于220V，电流不超过0.2A时，在直流回路中能断开有感负荷（时间常数为40ms）20W，在交流回路中能断开负荷（cos=0.4）30VA。29热要求当环境温度为-5C+45C时，继电器的电流回路允许通过电流见表2。表2回路名称制动回路差动回路长期允许2Ie1.2Ie1S允许20Ie10Ie最大穿越电流（允许0.1S）50Ie210绝缘强度a试验部位各电路和外露的导电部分之间；各独立电路之间。b试验电压稳态：2000V暂态：5KV、1.2s/

12、50s标准雷电波,正、负极性各三次,每次间隔不少于5s。使用和维护31使用接线使用接线见图3。32整定方法321FY-1自耦变流器变比选择用三圈变压器为例来说明，举例如图4所示，图中LH1LH3为各侧电流互感器。三侧线圈分别用1、2、3来表示，三侧额定电压一符号用V1、V2、V3代表。计算三侧电流以变压器三侧线圈额定容量最大侧的额定容量P为基准，计算变压器各侧电流：SKIPIF10SKIPIF10SKIPIF10式中：I1、I2、I3变压器各侧额定电流，A。按下式计算FY-1自耦变流器输入电流：SKIPIF10SKIPIF10SKIPIF10式中：N1N3各侧电流互感器变比；i1、i2由电流互

13、感器形接线侧输入到FY-1自耦变流器初级的电流A；图3使用接线图图4计算举例i3Y由电流互感器Y形接线侧输入到FY-1自耦变流器初级的电流A。由FY-1自耦变流器初级输入电流i1、i2和i3Y确定其接线端子。自耦变流器次级输出电流按5A考虑，由表3选择其抽头。计算举例计算变压器各侧电流：SKIPIF10SKIPIF10SKIPIF10计算FY-1输入电流：SKIPIF10SKIPIF10SKIPIF10选FY-1变比：1FY1取4.55/5A初级1-4头，次级1-7头；2FY1取4.55/5A初级1-4头，次级1-7头；3FY1取4.21/5A初级1-4头，次级1-9头。变比误差最大为SKIP

14、IF10在变压器各侧绕组带实际额定容量负荷下，流入继电器的电流计算。变压器各侧实际额定电流为：SKIPIF10SKIPIF10SKIPIF10此时FY-1输入电流为：SKIPIF10SKIPIF10SKIPIF10流入继电器的电流：由1FY1流入继电器电流i1=5A；由2FY1流入继电器电流i2=3A；由3FY1流入继电器电流i3=2.98A。322制动系数的确定按下式制动特性斜率：SKIPIF10式中：u变压器分接头调压范围，一般取0.2左右；I过电流时电流互感器14LH的误差，一般取0.1；mFY-1不能完全调平衡造成的误差以及FY-1的变比误差；KK可靠系数，取1.32.323动作电流整

15、定值按下式确定动作电流整定值：SKIPIF10式中：I1正常时，电流互感器14LH的误差，一般0.010.05；Ie变压器额定电流折算到FY-1自耦变压器二次侧后的值.表3初级电流A初级接到下列抽头次级接到下列抽头初级电流A初级接到下列抽头次级接到下列抽头初级电流A初级接到下列抽头次级接到下列抽头8.13111125.9419144.2114198111135.8219154.15151107.93110125.7318144.05141107.8110135.6118154.02151117.6319125.517143.95141117.519135.3717153.8813157.351

16、8125.3216143.812157.2318135.216153.7213167.0517125.115143.6512166.951713515153.613176.8216124.914153.5512176.716134.815163.4613186.5615124.714163.412186.4615134.6515173.3313196.34111144.5514173.2812196.2111154.4615183.21131106.18110144.3714183.15121106.05110154.315193.12131113.0712111324差电流速断整定差电流速断

17、的整定值按变压器空投时可能出现的最大涌流的1.52倍确定，一般可参考表4来确定。表4变压器联接组变压器容量变压器电源在MVA高压侧低压侧YY1015Ie15IeYY1010-12Ie10-12IeY（低压）任何容量6-8Ie10-12Ie33现场测量a在继电器投入运行之后，设备带有一定负荷时（最好为满载），进行下述测量：在继电器面板上测试插孔S1与S2间侧得差电压应不大于1V，否则要考虑接线极性或FY-1变比选择是否正确；b在继电器面板上测试插孔S5与S7、S5与S8间侧得制动电压应不小于下式算得值：SKIPIF10式中：I设备所得负荷电流，A；Ie继电器额定电流，A。1.1LCD15H型变压

18、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1.2作为内部短路故障的主保护。1.3继电器应与FY1型自耦变流器或FL8型变流器配套使用。产品详情：1用途1.1LCD15H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1.2作为内部短路故障的主保护。1.3继电器应与FY1型自耦变流器或FL8型变流器配套使用。2结构与工作原理2.1结构继电器采用嵌入式后接线(JK31K)结构型式，其外形及安装尺寸、背后端子图见附录。2.2工作原理继电器采用差电流原理制成，其原理接线如图1所示。将被保护设备(以下简称设备)各侧电流互感器二次电流经FY1或FL8变流器匹配之后，引入继电

19、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，存在一个不大的差电流。这个差电流不大于设备额定电流Ie的1015，继电器的整定动作电流应大于此差电流。3技术要求3.1额定数据额定交流电流Ie：5A或1A，50Hz。3.2动作电流3.2.1整定范围a.额定电流Ie为5A时：1A，1.5A，2A，2.5A。b.额定电流Ie为1A时：0.2A，0.3A，0.4A，0.5A。3.2.2误差动作电流十

20、次测量平均值与刻度值之差与刻度值之比不超过10。3.2.3返回系数不小于0.4。3.3制动特性斜率a.整定范围：0.3，0.4，0.5，0.6；b.误差：不超过10。3.4二次谐波制动比1525。3.5动作时间在三倍动作电流下不大于50ms。3.6差电流速断部分3.6.1动作电流整定范围a.额定电流5A时：25A，30A，40A，50A，60A，75A；b.额定电流1A时：5A，6A，8A，10A，12A，15A。3.6.2动作电流整定值误差动作电流三次测量平均值与刻度值之差与刻度值之比不超过10。3.6.3动作时间在1.5倍动作电流下，不大于15ms。3.7功率消耗在额定电流下差动回路消耗不

21、大于2VA，制动回路消耗（每侧）不大于1VA。3.8触点容量在电压不大于220V，电流不大于0.2A的直流有感负荷回路（=5ms0.75ms）中能断开20W。3.9负载能力当环境温度为2045时，继电器的电流回路允许通过电流见表2。图4继电器的频率特性表2回路名称制动回路差动回路长期允许2Ie1.2Ie1s允许20Ie10Ie最大穿越电流(允许0.1s)50Ie-3.10绝缘强度a.试验部位各电路和外露的导电部分之间；各独立电路之间。b.试验电压稳压：2000V1min；暂态：5kV，1.2s/50s标准雷电波，正、负极性各三次，每次间隔不少于5s。3.11重量约4.5kg4调试方法4.1一般

22、检查在进行通电试验之前应检查：a.继电器外观有无损坏；b.铁芯及零件有无锈蚀；c.有否断线、脱焊情况；d.所有固定用螺钉有否松动、劈口现象；e.插头接触是否可靠。4.2主回路动作电流及动作时间检查试验接线见图5所示。图5主回路动作电流及时间试验接线4.2.1动作电流试验a.闭合开关，调节电流使继电器动作，K1触点闭合，读出动作电流值；b.减小电流读出返回电流值；c.对应于每个整定刻度，重复上述测量十次，取十次读数平均值为继电器的动作电流Id和返回电流If，按下式(1)算出返回系数kf：kf=If/Id(1)d.Id如果不符合技术要求之规定可以调节继电器里的电位器R11使之符合要求。4.2.2动

23、作时间检查a.闭合开关，调电流至三倍整定动作电流后打开开关；b.合上开关，突然施加电流测出动作时间值；c.取十次测量值的平均值作为动作时间值；d.要用毫秒表测动作时间。4.3动作特性试验试验接线见图6，试验步骤如下：图6动作特性试验接线a.将动作电流整定为最小值（额定电流Ie为5A的产品整定1A，额定电流Ie为1A的产品整定为0.2A）。b.依次调节制动电流Iz等于1.5Ie和3Ie，增加Id求出对应于每一Iz值的动作电流值。c.按下式求出制动特性斜率kz：kz(Id2Id1)/2(Iz2Iz1)(2)式中：Id2制动电流为Iz2时的动作电流；Id1制动电流为Iz1时的动作电流。d.kz如不符

24、合技术要求中的规定，可以改变电抗变压器T4副绕组抽头来达到。4.4谐波制动特性试验试验接线见图7。试验步骤如下：图7谐波制动特性试验接线a.调节整流电流I2=Ie；b.调节正弦电流I1，至继电器动作，再减小I1至继电器刚刚返回，拉合开关S，继电器不应动作，如动作时应再减小I1，直到拉合S继电器刚好不动时，读出电流I1；c.按下式求出谐波制动比k=0.3IZ/(0.71I2I1)(3)d.k值如不符合技术要求规定时，应检查T2与C2的谐振回路是否调好，如不好可改变T2副边抽头来调节。4.5差电流速断部分试验试验接线如图5。方法与4.2项相同。但应注意：a.引出触点端子为25，27；b.试验时应取

25、下极化继电器K1，以免它多次受大电流冲击造成动作值改变（过一段时间可以恢复）影响其它项目试验；c.每次试验通电时间不要太长，两次通电间要有一定的时间间隔，以免损坏继电器。取三次测量平均值作为测量结果。d.测量动作时间就在整定值为5Ie时用1.5倍整定动作电流（即7.5Ie）测量。4.6谐振回路调整谐振回路在出厂之前已调整好，出厂之后一般不需调整。仅在运输中发生损坏或其它性能不符合要求(如动作电流比整定值大得太多，谐波制动比不合格等)时才进行谐振回路的检查与调整。4.6.1基波谐振回路按图8接好试验电路。图中：PV高内阻电压表TT220/12V24V变压器F变频电源20Hz1000Hz，容量S1

26、0VA。图8谐振回路调试接线a.断开由电容器C1B的“2”端至整流组块2V13之间的连线；b.用变频电源向继电器差动回路(端子2和8)通入50Hz，1A电流，用高内阻电压表测量C1A两极之间交流电压UC1；c.调节输入电流频率使UC1为最大值，此时的频率为回路谐振频率；d.改变电抗变压器T1抽头位置(将C1A的“2”端引向T2的引线分别焊在电抗变压器T1的M11，M12，M13和M1各抽头上)按上述方法求出每个抽头对应的谐振频率；e.取谐振频率为50Hz1Hz的抽头为所选抽头，与电容器C1A的“2”端引线焊好，则谐振回路调好；f.恢复电容器C1B的“2”端至整流组块2V13之间的连线。4.6.

27、2二次谐波谐振回路试验电路及调试方法与“4.6.1”项相同，但要注意：a.断开C2B电容“1”端至2V23之间连线；b.调节电抗变压器T2上的抽头M11，M12，M13与M1；c.取谐振频率为100Hz2Hz的抽头为所选抽头。4.6.3基波阻波器试验电路见图9。图中：PV1，PV2高内阻电压表F变频电源图9阻波器调试接线a.断开C3A电容的“1”端至2V24之间的连线；b.在T5接线板上断开电容C3B“2”端至电抗器T5抽头的连线，在断开处用变频电源加5V，50Hz左右电压；c.用高内阻电压表测量电容器C3A两极之间的电压UC3；调节输入电压频率使UC3为最大；此时的频率即为谐振频率；d.改变

28、电源所加的电抗器T5抽头位置，求出每个抽头所对应的谐振频率，取谐振频率为501Hz者为所选抽头，将由电容C3B“2”端来的连线焊在该抽头上，则阻波器调好；e.恢复a项断开之线。5使用与维护5.1使用接线使用接线示意图见图10（a）和图10(b)。5.2整定方法5.2.1FY1自耦变流器或FL8变流器的变比选择a.按下式计算被保护变压器两侧额定电流：I1=P/V1I2=P/V2(4)式中：P变压器额定容量kVA。b.按下式计算FY1或FL8变流器输入电流。i1=I1/N1i2y=I2/N2(5)式中：N1，N2变压器两侧电流互感器变比。i1由电流互感器形接线侧输入到FY1或FL8变流器初级的电流A。i2y由电流互感器Y形接线侧输入到FY1或FL8变流器初级或直接到继电器的电流A。V1，V2变压器两侧额定电压kV。I1，I2变压器两侧额定电流A。c.由FY1或FL8变流器初级输入电流i1和i2y确定其接线端子FY1自耦变流器次级输出电流（即输入继电器的电流）按5A考虑时，由LCD4中表5选择其抽头。FL8变流器次级输出电流有4种（5，2.89，1，0.577A）可任意选用。初级输入电流在0.24A1.6A范围应采用FL8/1型由LCD4中表6选择抽头，初