邱　麗

摘要:本繼電器是在LCD-16變壓器差動繼電器外型結構尺寸不變的基礎上加循環(huán)閉鎖功能，利用繼電器空端子①和③在三只繼電器之間①和①連在一起，③和③連在一起構成循環(huán)閉鎖回路。另外,本繼電器采用了性能優(yōu)越具有相敏特性的可變比例制動回路,外部故障時制動量大，故障電流越大，制動能力越強，同時又有循環(huán)閉鎖回路相互閉鎖更有效地防止誤動作。

關鍵詞:循環(huán)閉鎖 空端子 相敏特性 比例制動回路 故障電流 誤動作

0 引言

本繼電器適用于發(fā)電廠和變電站中，作為雙繞組變壓器、三繞組變壓器、自耦變壓器或發(fā)電機一變壓器組內部短路故障的主保護，能檢測下述故障，而且不需要與其他元件保護配合，按本身固有的動作時間接通跳閘回路。切除故障部份。①變壓器和發(fā)電機內部繞組或引線的三相或兩相短路；②中性點直接接地或經低電阻接地的變壓器的接地故障；③變壓器繞組匝間或層間短路。

1 基本結構

本繼電器是在LCD-16變壓器差動繼電器外型結構尺寸不變的基礎上加循環(huán)閉鎖功能，利用繼電器空端子①和③在三只繼電器之間①和①連在一起，③和③連在一起構成循環(huán)閉鎖回路。LCD-16/S繼電器是采用BCH-1型差動繼電器的鋁質底座，開孔及安裝尺寸與BCH-1完全相同，以方便使用單位在設備更新時，用本產品替換BCH-1～BCH-4和LCD-16產品，保證主設備區(qū)內短路繼電器靈敏動作，變壓器空載可靠投入在電源上，區(qū)外故障不誤動。提高運行可靠性。本產品可以板前接線也可以板后接線。

2 基本工作原理

2.1 概述 本繼電器采用差電流原理制成。將被保護設備（以下簡稱設備）各側電流互感器二次電流直接引入繼電器中。在設備內部短路故障時，流入設備的電流與流出設備的電流大小和相位不同，流入繼電器的電流為兩側電流之和，繼電器差回路內產生差電流使之動作，發(fā)出跳閘命令。

在正常運行時，由于流入設備和流出設備的電流（按變比折算，經過電流匹配到一側）相同，流入繼電器電流為兩側電流之差，理論上講沒有差電流流入繼電器。實際上由于設備各側電流互感器變比不同，誤差不同及使用中調壓（調壓分接頭）位置的影響，總存在一個不大的差電流。這個電流不大于設備額定電流的15％，繼電器的整定動作電流應大于此差電流。

設備外部（保護區(qū)外）短路故障 （或稱穿越性故障）時，流過設備的電流可能很大，在故障開始瞬間的暫態(tài)過程中，短路電流里往往還包括很大的非周期分量，因而使設備各側的電流互感器飽和，又因飽和情況不一致，磁化特性不一致，其二次回路差電流可能很大，超過繼電器整定的動作電流。為防止繼電器在這種情況下誤動作，設有比例制動回路。當短路電流增大時，制動量按比例增大，超過差電流產生的動作量，使繼電器制動。本繼電器具有三側比例制動（用在三繞組變壓器上）。

為了最有效地防止在設備外部故障時本繼電器誤動作，而在設備內部故障時又能靈敏動作，本繼電器采用了具有相敏特性和可變比例制動特性的制動回路。該回路對設備外部嚴重故障具有優(yōu)越的制動能力。在嚴重外部故障時，制動系數達0.7以上。此時，即使繼電器的動作電流整定在最靈敏的位置（0.2In），也能允許一側所接電流互感器比誤差達40％，因而不會有誤動作的可能。這一特性使本繼電器不僅能適用于一般接線的變壓器，也能適用于變壓器一個繞組直接與兩個斷路器連接的系統（如一倍半接線情況）或自耦變壓器上。在一倍半接線的情況下，外部故障可能引起非常大的短路電流（達20In以上），因為它們不受通常5～15％的變壓器阻抗的限制。

在變壓器空載接入電網（空投）時，或外部短路故障切除后的電壓恢復過程中，這種暫態(tài)過程中出現的變壓器的勵磁涌流可能很大，其值可大大超過變壓器的額定電流，遠大于繼電器整定的動作電流值，因涌流僅出現在設備一側（電源側），對差動繼電器來講是差電流，如不采取措施，將會造成誤動作。本繼電器利用差電流里涌流中的二次諧波分量起制動作用。為保證制動效果更良好，繼電器加了循環(huán)閉鎖回路，同時制動回路只有電壓制動，沒有電流制動。因此在暫態(tài)時，當三只差動繼電器其中一相差流回路中的二次諧波占基波的15～20％時，使本繼電器制動。因勵磁涌流里含有很大比例（一般超過諧波的30％～40％，甚至大于基波）的二次諧波分量，可以有效地防止繼電器誤動作。相反，設備內部出現短路故障時，故障電流里的二次諧波含量很小，不會使繼電器制動，可以快速切除故障。

在設備內部嚴重故障時，如變壓器引出線間短路，短路電流很大，甚至達額定電流In的20倍以上。此時設備可能很快會被損壞，甚至發(fā)展成嚴重的,如變壓器油箱爆破等災難性故障，為防止這種情況的發(fā)生，本繼電器內設有不帶制動的差電流速動回路。這部分的動作僅取決于差電流的大小，只要差電流大于它的整定值，就以極快的速度不大于15ms動作。為防止變壓器空投時本回路誤動作，它的動作電流整定值按大于變壓器空投時可能出現的最大勵磁涌流來確定。

繼電器的原理電路圖見附圖。它由電流調節(jié)回路、主回路（帶制動）和差電流速斷回路三部分組成。主回路又包括差動動作回路、比例制動回路和諧波制動回路三部分

2.2 主回路工作原理

2.2.1 差動動作回路 這個回路由電抗變壓器1DKB、電容器C1、硅整流橋ZL1和電阻R1組成。1DKB的副繞組與電容器C1組成50Hz諧振回路。

2.2.2 諧波制動回路 該回路由電抗變壓器2DKB、電容器C2、C3電抗器DK，整流橋ZL2及電阻R2組成。2DKB副繞組與電容器C2組成100Hz諧振電路。其輸出電壓U2（電容器C2兩端電壓）基本上為二次諧波，并正比于原繞組中通過的差電流里的二次諧波分量。

2.2.3 主回路工作情況 ①正常運行時，差電流很小，兩個出口元件上無動作電壓Ud和二次諧波制動電壓UZ1。而有比例制動電壓UZ2與Ud極性相反加在執(zhí)行元件上，繼電器不會誤動作。②空投時，有差電流，但UZ1＞Ud，執(zhí)行元件有制動電壓，不動作。③外部故障時，差動電壓Ud有時較大，比例制動電壓UZ1很小，但制動電壓UZ2很大，執(zhí)行元件上有制動電壓不動作。④內部故障時差動電壓Ud很大，制動電壓UZ1很小，UZ2遠小于Ud，執(zhí)行元件上有動作電壓，靈敏動作，通過觸點K1或K2動作跳閘。

2.3 差電流速動回路工作原理 由電抗變壓器3DKB、整流橋 ZL3、電阻R4、電容器C5、電位器W2及中間繼電器ZJ組成。

2.4 電流調節(jié)部分工作原理 這部分的作用是用來進行變比調節(jié)和電流匹配（或稱調平衡）的。通常被保護設備各側電壓等級不同，所裝的電流互感器變比不同。在額定負荷時，各側變流器的二次電流一般均不同。

3 技術性能及特征

3.1 簡化接線，提高可靠性；

3.2 具有很好的電流調節(jié)能力；

3.3 制動特性優(yōu)良；

3.4 交流消耗小，減輕了主電流互感器的負擔；

3.5 過電流能力強。

4 結論

采用了性能優(yōu)越具有相敏特性的可變比例制動回路。外部故障時制動量大，故障電流越大，制動能力越強，同時又有循環(huán)閉鎖回路相互閉鎖更有效地防止誤動作。內部故障時，制動量大大減少，從而大大地提高了內部故障時的靈敏度。

參考文獻：

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