DCD-2 Дифференциальное реле

Применение

Дифференциальное реле DCD-2A (далее реле) используется для первичной защиты в однофазных линиях дифференциальной защиты двух или трехобмоточных силовых трансформаторов и генераторов переменного тока.
Реле предотвращает возникновение переходных токов в нормальных состояниях. Например, при замыкании силового трансформатора по воздуху или после устранения перекрестного короткого замыкания при восстановлении напряжения возникает большой бросок тока намагничивания, и его мгновенное значение часто в 5-10 раз превышает номинальный ток. , дифференциальная защита не должна срабатывать неправильно, но в случае короткого замыкания в зоне она может быстро переключиться на устранение неисправности.

Устройство и принцип работы

1. структура
Реле состоит из высокочувствительного, высоконадежного электромагнитного привода с подвижным контактом и насыщенного преобразователя промежуточной скорости. Привод представляет собой электромагнитное реле, которое используется в качестве выходного элемента в реле.
Насыщенный преобразователь промежуточной скорости имеет обмотку короткого замыкания и обмотку баланса, которые составляют некоторые из основных технических свойств дифференциального реле, такие как характеристика магнитного смещения постоянного тока для устранения эффекта несимметричного тока характеристик преобразователя с самосвязью.
Магнитное тело преобразователя состоит из магнитных дисков E-образной формы, с балансировочной обмоткой I, II и обмоткой короткого замыкания. Кроме того, обмотка короткого замыкания на средней стойке и обмотка короткого замыкания на правой боковой стойке соединены через потенциометр с фарфоровой пластиной, а вторичная обмотка размещается на другой стороне колонны магнитного тела. Распределение обмоток в магнетите показано на рисунке 1. Внутренняя соединительная матрица реле и принцип подключения ее защитной матрицы. Трехобмоточный силовой трансформатор показан на рисунке 2. Благодаря сбалансированной обмотке и ответвлениям на каждом витке его легко отрегулировать, чтобы исключить влияние несимметричного тока, вызванного коэффициентом трансформации. Силовой трансформатор с двумя сбалансированными обмотками позволяет реле защищать три обмотки.
Ток срабатывания и балансирующее действие можно регулировать, регулируя рабочую обмотку, а количество витков балансировочной обмотки можно регулировать в широком диапазоне. Характеристики магнитного смещения постоянного тока могут быть установлены путем изменения сопротивления потенциометра фарфоровой пластины в реле.
Структура, форма, установочные размеры и подключение клемм реле показаны на рисунке 6.

2. принцип
Основной принцип реле заключается в использовании непериодической составляющей переходного тока в состоянии без повреждения для намагничивания магнитного тела преобразователя и повышения степени его насыщения, тем самым формируя роль несимметричного тока в предотвращении броска тока возбуждения и перекрестного замыкания. . Соответствующая ему характеристическая кривая представляет собой кластер ∈ = f (K) для характеристики постоянного магнитного смещения. Рабочая обмотка соединена с защищаемым дифференциальным контуром; Обмотка баланса может быть подключена к контуру или рабочему контуру в зависимости от фактических потребностей.
Преобразователь с короткозамкнутой обмоткой характеризуется использованием апериодического тока для намагничивания магнетита. 3 показан электромагнитный процесс внутри тела с магнитной проводимостью. Когда силовой трансформатор замыкается без нагрузки, пусковой ток с большим мгновенным значением протекает через рабочую обмотку, а форма волны пускового тока имеет магнитный поток, смещенный к оси времени. Они вызывают две разные реакции в группе линий короткого замыкания. Под действием магнитного потока постоянного тока магнитная проницаемость быстро насыщается, что значительно снижает магнитную проницаемость, что значительно ухудшает условия электромагнитной индукции между рабочей обмоткой и вторичной обмоткой, тем самым значительно увеличивая рабочий ток реле, который составляет так называемый эффект магнитного смещения постоянного тока.
Тот же эффект достигается, когда проходящее короткое замыкание, в котором ток содержит апериодическую составляющую, устраняется, и, таким образом, предотвращается ложное срабатывание, когда напряжение восстанавливается после устранения проходящего короткого замыкания. реле представлено кластером кривой ∈ = f (K) на фиг. 4.
Где, ∈ = Icp / Icpo, кратность тока действия - это отношение между током действия переменного тока с постоянной составляющей и переменным током, когда составляющая постоянного тока равна нулю.
K = I- / Icp, коэффициент миграции, то есть отношение постоянной составляющей к соответствующему действующему переменному току, который представляет собой степень смещения формы волны тока относительно оси времени.
Приведенное выше значение ∈ = f (K) представляет собой статическую характеристику реле, которая получается путем проведения испытаний как переменного, так и постоянного тока в рабочей обмотке. Постоянный ток не изменяется со временем, в то время как значение непериодической составляющей тока уменьшается со временем.
Чтобы получить лучшую характеристику насыщения скорости, преобразователь выбирает в конструкции более высокую рабочую плотность потока Bcp, но в то же время, чтобы обеспечить мощность, необходимую для надежной работы реле, оговаривается, что коэффициент надежности KH составляет не менее 1,35, когда рабочий ток реле в 5 раз превышает начальное значение.
Плотность рабочего потока преобразователя - это вес магнитного материала, а также начальное рабочее напряжение и рабочий ток. Плотность рабочего потока преобразователя в зависимости от рабочего напряжения; Динамическая мощность определяет коэффициент распределения мощности преобразователя, в то же время удовлетворяя производственным требованиям. Общность приводов заключается в том, что катушка индуктивна, при условии, что трансформатор тока насыщен, вторичная индукционная электрическая цепь содержит значительно более высокий фильтр гармоник, поэтому приводы представляют собой очень хороший фильтр высших гармоник, он в основном отражает рабочий магнитный поток преобразователя основной волны плотность.
Принцип подключения реле показан на рисунке 2.

Использование и обслуживание

1. Спецификация рабочей обмотки и обмотки баланса.
Настройку рабочей обмотки и обмотки баланса можно выполнить, открыв корпус. Рабочая обмотка, обмотка баланса I, II имеют отводы для соответствия требованиям различных значений настройки. На следующей табличке с электрическими настройками ниже числа, которое представляет соответствующий номер обмотки.Каждая обмотка разделена на два сегмента, эта конструкция может использовать меньше отводов, большее количество витков заполнено. Таким образом, расширяется диапазон настройки без потери точности. На каждой установочной пластине реле есть два установочных винта, и Каждый регулировочный винт может быть установлен в пределах своего собственного диапазона. Сумма чисел, отмеченных на двух позициях установки винта, является установленным числом оборотов обмотки.
Следует отметить, что обмотка отключается, когда два установочных винта на одной установочной пластине не установлены в пределах своих соответствующих диапазонов или не соединены.

2. Настройка кривой магнитных характеристик.
При настройке кривой магнитной характеристики необходимо вытащить механизм реле, а затем ослабить три больших винта, которые фиксируют переменный резистор на фарфоровой пластине на пластине знака магнитной характеристики, чтобы ручка могла свободно вращаться, а затем отрегулируйте магнитный характеристическая кривая вращением ручки.

2.1 Установите в соответствии с указанной кривой
Реле имеет четыре кривые A, B.C.D. Четыре кривые были тщательно отрегулированы в соответствии с техническими требованиями перед тем, как реле покинуть завод, поэтому необходимо только навести стрелку на ручке на требуемую точку настройки.

2.2 Установка особых требований
Если установочная кривая находится в пределах диапазона кривых A и D, но не на четырех кривых A.B.C.D, ее можно настроить следующим образом.
1) Определить значение ∈ при K = 0,6 по искомой кривой ∈ = F (K).
2) Определите значение постоянного тока, добавляемого во время испытания.
Рабочую обмотку устанавливают на 20 витков, балансировочную обмотку - на 19 витков, после чего измеряют значение синусоидального тока начального действия Icpo. При K = 0,6
И K = I / Icpo, расчетный постоянный ток I = KIcpo = 0,6Icp
3) Определить место нахождения дискового переменного резистора
Icp = ∈Icpo [∈ значение на 1); Icpo измеряется как 2)]. Рабочая обмотка и обмотка баланса установлены на 20 витков и 19 витков соответственно, и клеммы добавляются одновременно. Вычисленные ранее постоянный ток I и переменный ток действия Icp суммируются. Регулируемое сопротивление регулируется таким образом, чтобы ток срабатывания реле Icp.
4) Если требуется точная настройка, сделайте так, чтобы индикатор ручки RHEostat в предыдущей позиции настройки не заряжался, затем повторяйте каждый шаг настройки после раздела 2) до тех пор, пока положение настройки реостата не перестанет меняться. начальные амперы витков могут изменяться в небольшом диапазоне из-за изменения значения сопротивления переменного резистора).
После настройки кривой магнитных характеристик равномерно затяните три стопорных винта.

3. Когда реле используется для защиты трехобмоточного силового трансформатора, используются две уравновешивающие обмотки, которые подключаются к двум плечам контура циркуляции соответственно, так что влияние несимметричного тока в трех контурах циркуляции может быть сбалансировано. Когда реле используется для защиты двухобмоточного силового трансформатора, требуется только одна балансировочная обмотка. Баланс при условии, что ток небаланса больше, обмотка подключена к циркуляционному контуру, когда ток небаланса мал, или защищает Генератор, балансная обмотка может получить доступ к цепи, чтобы расширить объем установки значения, сбалансировать эффект обмотки можно использовать два трансформатора тока, определяемый соотношением вторичного коэффициента баланса тока, коэффициент баланса фактического применения для расчета количества поворачивает доступ к обмотке в соответствии с рисунком 6, линии I1, I2, соответственно два ct (трансформатор тока) вторичного тока, и I1, чем I2, обычно уравновешивают обмотку на токовой штанге. Когда синтетическая намагниченность рабочей цепи равна нулю, эффект Несимметричный ток полностью устраняется, и получаются следующие уравнения:
(I1-I2) WP-i2WY = 0 или I1Wp = I2 (Wp + WY) (1)
Коэффициент равновесия KY равен KY = I1 / I2 = (Wp + WY) / Wp (2)

4. Первоначальное действие ампер-витков реле можно отрегулировать в небольшом диапазоне с помощью потенциометра W. Во время регулировки сначала ослабьте затяжную гайку, а затем отрегулируйте ручку потенциометра с помощью специального ножа для резьбы.
5. Во время работы реле следует учитывать, что положение указателя на паспортной табличке не должно изменяться.

Technical performance and parameters

1. Rating: rated current 5A, rated frequency 50Hz.
2. When there is no DC component, Awo=60+4 for the initial relay operation.
3. When used to protect three-winding power transformers or alternators, the operating current can be set in the range of 3-12A (Awo=60). For the minimum setting value of the operating current, its maximum balance coefficient is close to 2.
4. When used to protect two-winding power transformers or alternators, the operating current can be set in the range of 1.55 to 12A.
5. The DC bias magnetic characteristic of the relay ∈=f(K), which can be continuously adjusted by changing the resistance value of the porcelain plate variable resistor.
When the offset coefficient K=0.6, the error of the relative action current coefficient of dc magnetic bias characteristic at each setting position does not exceed -8%-+20%.The reliability coefficient of the relay shall not be less than 1.35.
6. When the differential relay operates, its operating current is Icp.The corresponding sinusoidal action current of the actuator is ICP1. Then turn the pointer and tighten the screw to make the action current of the relay be 5Icp and measure the corresponding sinusoidal action current icP5 of the actuator. The reliability coefficient is calculated by the following formula: KH= ICP5 / ICP1.
In the same case, when the action current of the differential relay is 2Icp, the above value is not less than 1.2.
7. When the operating current is 3 times, the operating time of the differential relay shall not be greater than 0.035s.
8. When one of the balance winding and the working winding of the converter are connected with all turns, the fault occurs in the protection zone, and the current is equal to 5A, and the single-phase power consumption of the relay is not exceeded
16 the va.
9. Under normal conditions, the transformer's variable-ratio error is fully compensated (the phase balance of the magnetization force in the converter operating loop and the magnetic flux in the conductive body is zero).The working winding and balance winding can pass 10A current for a long time.
It is a balance winding and working winding all turns access, dc current test.
10. Working winding or balance each winding dc resistance should not be greater than 0.05 Ω.
11. Contact performance
The relay contact shall be able to disconnect the DC circuit with voltage no more than 250V and current no more than 2A and with a capacity of 50W under inductive load (time constant 5+0.75ms). The contact shall operate reliably 1000 times under such specified load conditions.
12. Mechanical life: The mechanical life of the relay is 10 times.
13. The conductive circuits of the relay shall be connected together to the ground (the exposed non-conductive metal part of the insulated enclosure) and the conductive circuits without electrical connection shall be able to withstand the test of 2kV (effective value) 50Hz AC test voltage for 1min without insulation breakdown or flasticity.
14. The relay can withstand the shock voltage with amplitude of 5kV, and no insulation damage will occur thereafter.
15. See Table 1 for winding data of relay.

Table 1

Winding	Winding data	Core cross-sectional area	Notes
Work	Wp=20 turn 1.56-SBEC Double yarn covered copper wire	S=1.25cm2 (Side column）	See Figure 2 for the taps of each winding
Balance I and II	WY1=WY2=19turn 1.56-SBEC Double yarn covered copper wire
Secondary	Wz= 48 turn 1.0-SBEC Double yarn covered copper wire
Actuators	2W=2x380 turn QQ-0.51 Double yarn covered copper wire	S=2.64 cm2	Two coils in parallel

The working conditions

1. The ambient temperature is -25 ℃ -40 ℃.
2. Atmospheric pressure: 80-106 K Pa (altitude: not more than 2000 m)
3. The relative air temperature is 45%-75%.
4. The reference value of the working position is vertical, and the deviation in any direction is allowed to be 2°.
5. There should be facilities to protect wind, sand, rain and snow in an environment free from corrosive gases and explosive gases.
6. No strong vibration and impact.
7. There should be no serious external magnetic field influence in any direction around the site of use.

dcd 2chadongjidianqi 2

FIG. 1 Distribution of windings in the magnetometer
Wp-working wY-Balance winding I,II W2- Secondary winding Wk D-short circuit winding

dcd 2acdjdq 03

FIG. 2 Schematic diagram of internal connection
of relay and protection of three-winding power transformer

dcd 2chadongjidianqi 4

FIG. 3 Is a schematic diagram of the magnetization process within the magnetic body
Wp-working winding (differential winding) Wy I, Wy II- Balance winding I, II W' ky, W" Ky-short circuit winding
Secondary winding Φ W 2 - P - flux produced by the working winding Φ KY - flux produced by the short-circuit winding
Φ = - aperiodic component work flows through the winding current of dc magnetic flux
dcd 2chadongjidianqi 5 FIG. 4 Magnetic properties of a relay ∈= F (K) curve family and adjustment range (R: 012W).

dcd 2chadongjidianqi 6

Figure 5
LH- Current transformer
BY - transformer
Wp-differential winding
Wy- Balance winding

dcd 2chadongjidianqi 7

Figure 6 Outline and mounting dimensions of dCD-2A differential relay