1 概述

DCD-5A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的單相保護線筋中，作為主保護。
1.2 繼電器工作條件
a. 環境溫度為-25-+40℃；
b. 大氣壓力：80～106kPa(海拔不超過2000m)；
c. 空氣相對溫度為45％～75％；
d. 工作位置基準值為垂直，允差任一方向偏2°；
e. 應有防護風、沙、雨、雪的設施，及無腐蝕性氣體，無爆炸性氣體的環境中；
f. 無強烈的振動與沖擊
g．使用地點周圍任一方向不應有嚴重的外磁場影響。

2 DCD-5A型差動繼電器基本結構及工作原理：

2.1 基本結構
繼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一個中間速飽和變流器組成。
該執行機構為電磁型繼電器，在繼電器中被作為
出口元件。

圖1 繞組在導磁體上的分布示意圖

變流器的導磁體由"E"形導磁片疊裝而成，在導磁體的中間柱上放置工作繞組(差動繞組)及平衡繞組I和平衡繞組Ⅱ，二次及制動繞組是均分成兩半，分別繞在兩個邊柱上，繞組在導磁體上的分布如圖1所示。繼電器的內部接線及其保護三繞組電力變壓器的原理接線
圖如圖2所示。由于具有平衡繞組，且每隔一匝有抽頭以便調整，用以消除由于電流互感器變比不一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的電力變壓器。
動作電流，平衡作用及制動特性可通過工作繞組、平衡繞組及制動繞組的匝數在寬廣的范圍內進行整定。

2.2 基本原理
當在制動繞組中通過短路穿越電流時，變流器的導磁體被飽和，因而在保證同樣制動特性情況下從差動繞組及平衡繞組到二次繞組的電流感應條件惡化了，二次繞組及制動繞組的兩半是這樣聯接的，使在兩繞組中的電勢足由工作繞組的磁通引起的，為了能改變變流器導磁體的飽和程度，制動繞組的匝數被做成是可以改變的。
采用變流器可以同時防止勵磁涌流及電力變壓器空載合閘時繼電器的誤動作。
接在變流器二次繞組上的足執行元件。并規定其動作電壓與動作電流，動作電壓反應變流器的工作磁通密度，動作電流決定了變流器的功率分配比例，同時滿足生產上通用性的要求。這種執行元件的特點在于其線圈足電感性的，在變流器飽和的情況下二次感應電勢中含有顯著的高次諧波，因此這種執行元件便是一個很好的高次諧波濾過器，它基本上反映變流器工作磁通密度的基波。
DCD-5A型差動繼電器的原理接線圖見圖2。

圖2 繼電器內部原理接線及保持三繞組電力變壓器的原理接線圖

3 DCD-5A型差動繼電器主要技術性能及參數
3.1 額定值
額定電流5A，額定周率50Hz。
3.2 無直流分量時，繼電器起始動作安匝Awo=60±4。
3.3 當用于保護三繞組變壓器時繼電器的動作電流可在3-12A的范圍內進行整定(AWo=50)，對于動作電流的最小整定值，其最大平衡系數接近于2。
當用于保護兩繞組變壓器時，動作電流可以在1.55～12A(Awo=60)這樣更細的范圍內調整。
3.4 制動系數
繼電器在工作繞組中的動作電流對制動繞組中的電流(當AWT=280時的比值)可以改變。
a. 對于最大整定動作電流為0.18以上；
b. 對于3A的整定動作電流為0.63以下；
圖3為制動電流與工作電流間有不同的移相角時Awp=f(AWr)的關系曲線。由圖3可以看出制動系數與工作電流和制動電流間移相角的關系不能超過這兩條特性曲線。
3.5 可靠系數
繼電器的可靠系數應不小于1.35。
當差動繼電器動作時，其動作電流為ICP，執行元件的正弦動作電流為iCP，然后轉動指針擰緊游絲，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ICP5，按下式算出可靠系數。
Kh=Icp1/Icp5

圖3 制動電流與工作電流間有不同移相角時AWp=f(AWr)的關系曲線

在相同的情況下，當差動繼電器的動作電流為2ICP時，上述比便不小于1.2。
3.6 3倍動作電流時，差動繼電器的動作時間不大于0.035s。
3.7 功效消耗
在額定電流時，繼電器的單相功效消耗不應大于如下規定。
a） 在正常情況下，當變流器的制動和平衡繞組的匝數全部接入時，不大于8.5VA。
b） 在區內故障時，變流器的制動，平衡和工作繞組的匝數全部接入時，不大于20VA。
3.8 在正常情況下，繼電器的工作繞組，制動繞組，平衡繞組能長期通過10A的電流。
3.9 觸點性能
繼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，觸點在此規定負荷的條件下，繼電器應可靠操作1000次。
3.10 機械壽命
繼電器的機械壽命為104次。
3.11 繼電器各導電電路連在一起對地（或絕緣外殼的外露非導電金屬部分）以及在電氣上無聯系的各導電電路之間應承受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。
3.12 繼電器能耐受幅值5kV的沖擊電壓，此后無絕緣損壞現象。
3.13 繼電器的重量約5kg。
3.14 DCD-5A型差動繼電器的繞組數據見表1。

4 使用與維護
4.1 工作繞組、平衡繞組及制動繞組的整定
打開殼罩，即可進行工作繞組，平衡繞組及制動繞組的整定。工作繞組、平衡繞組及制動繞組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組匝數。平衡繞組及工作繞組各分成兩段整定，這種設計可以用較少的抽頭，獲得較多的匝數組合，從而使整定范圍廣泛而又不失精細，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。(需注意的是，當同一整定板上的兩個整螺釘沒整定在各自的范圍內或者不接入時，繞組足斷開的。)
4.2 當斷電器用于保護三繞電力變壓器時，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，只要應用一個平衡繞組。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，平衡繞組可以接人工作回路，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4的線路設I1、I2分別表示兩個電流互感器的二次電流，且I1大于I2，平衡繞組通常接在電流較小的環流臂上。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，因而得到下列方程式：
(I1- I2)WP- I2 WY =0 (1) 或 I1WP = I2 (WP + WY) (2)
平衡系數KY為：Ky=I1/I2=(Wp+Wy)/Wp

4.3 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"-"字型螺刀調節電位器旋柄即可。
4.4 在繼電器的工作過程中，應注意不能改變銘牌上指針的位置。

6 訂貨須知
訂貨時須指明
6.1 繼電器的名稱、型號。
6.2 繼電器的額定。
6.3 繼電器外型結構代號。
6.4 訂貨數量。

圖4 繼電器用于保護兩繞組電力變壓器時的原理接線圖

 

圖5 DCD-5A 差動繼電器外形及安裝尺寸