BCH-4;BCH-4差动继电器

BCH-4差动继电器

1 用途

　 BCH－4型差动继电器 (以下简称继电器) 用于两绕组或三绕组电力变压器的单相差动保护线路中，做为主保护。

2 结构与工作原理

继电器采用JCK－10A/1壳体，外形尺寸、安装开孔尺寸及端子图见附录1。

差动继电器由下列两部分组成：

a. DL－21CE型电流继电器；

b. 中间速饱和变流器 (以下简称变流器)。

前者作为执行元件，后者具有制动绕组、工作绕组、平衡绕组构成差动继电器的一些主要性能，如制动特性，躲避励磁涌流特性，以及消除不平衡电流效应的自耦变流器性能等。

变流器的导磁体是一个三柱形铁芯，用几组“山"形导磁片叠装而成。在导磁体中柱上放置工作绕组和平衡绕组Ⅰ、Ⅱ。制动绕组和二次绕组则均分成两部分，分别放在导磁体的两个边柱上，其连接方法应使得制动绕组与二次绕组之间没有相互感应，制动绕组与工作绕组及平衡绕组Ⅰ、Ⅱ间亦无相互感应。二次绕组里的感应电势由工作绕组的磁化力产生的。绕组在导磁体上的分布如图1所示， 继电器的内部接线及其保护三绕组电力变压器的原理接线图如图2所示，前接线端子接线图如图3所示。

由于具有平衡绕组，且有抽头以便调整，就能消除由于电流互感器变比不*等原因所引起的不平衡电流的效应。具有两个平衡绕组就使得继电器能用于保护三绕组的电力变压器。工作绕组、平衡绕组Ⅰ、Ⅱ和制动绕组均有抽头，可以满足多种整定的要求。

继电器整定板上的数字表示相应的绕组匝数，当改变整定板上整定螺钉所在孔的位置时，就可以使动作电流、平衡作用和制动系数在较宽的范围内进行整定。

图1 绕组在导磁体上分布图

　 为了便于对执行元件进行单独的校验调整和试验制动特性，需要将差动继电器的工作与制动两个电流回路隔离，上述绕组是通过连接板进行相互连接的。因而可以在校验调整时接通或断开相应的电路。

继电器的基本原理是交流磁制动，工作绕组接入保护的差动回路, 制动绕组接入环流电路。其作用为在正常情况下或者当发生穿越性短路时，通过制动绕组的是电流互感器二次电流或全部短路电流。按图1所示的电磁关系，相应的制动磁通ΦT仅在导磁体的两个边柱间环流。其作用纯粹使得铁芯饱和，降低磁路的导磁率，这便是所谓交流磁制动的作用。正常情况下通过工作绕组的仅是数值不大的不平衡电流，其效应已被消除。当发生穿越性短路时，由于电流互感器的电流倍数已很大，误差各异，因而不平衡电流的数值必将显著增大，其效应也不能消除，但这时的制动作用也很大，导磁体的饱和程度很高，大大地恶化了工作绕组与二次绕组之间的电磁感应条件，因而构成了差动继电器的制动特性。

当电力变压器空载合闸时，瞬时值有很大的励磁涌流全部通过工作绕组，数值可达额定电流的5～10倍。但由于励磁涌流中含有大量的衰减的非周期分量，它同样使得导磁体饱和，自动提高了继电器的动作电流，从而构成了差动继电器躲避励磁涌流的特性。

图2 原理接线图

为了产生良好的速饱和特性，变流器的工作磁通密度BCP应该较大，但也应保证继电器可靠动作所必须的裕量，为此，规定在差动继电器的动作电流为5倍起始值时，其可靠系数kH不小于1.35。工作磁通密度是用导磁片的重量和起始动作安匝AW0的规定值来保证的。

图3 前接线端子接线图

　　当用于保护三绕组电力变压器时，应用两个平衡绕组，并将它们分别接在环流回路的两个臂上，这样就能平衡三个环流回路里不平衡电流的效应，当用于保护两绕组电力变压器时，只要应用一个平衡绕组，在不平衡电流较大的情况下，平衡绕组接入环流回路，当不平衡电流较小时，可以接入差动回路，以扩大整定值的范围。

　　平衡绕组的作用可以在正常情况下，用两个电流互感器二次电流的比值所决定的平衡系数来表示，实际的平衡系数应用绕组接入的匝数计算。按图4的线路，设I1、I2分别表示两个电流互感器的二次电流，且I1 大于I2，平衡绕组通常接在电流较小的环流臂上，当差动回路的合成磁化力为零时，不平衡电流的效应便被全部消除，因而得出下列方程式：

　　 (I1 －I2) WP－I2WY=0 ……⑴

或 I1 WP = I2 (WP＋WY)

平衡系数为

……⑵

注：WP为工作绕组，WY为平衡绕组

接在变流器二次绕组的是DL－21CE型继电器。其动作电压反应变流器的工作磁通密度。动作电流决定了变流器的功率分配比例，并满足生产上通用性的要求。这种执行元件的特点在于其线圈是电感性的。在变流器饱和的情况下，次级感应电势中含有显著的高次谐波，因此这种执行元件便是一个很好的高次谐波滤过器，它基本上反应变流器工作磁通密度的基波。

应注意在继电器工作过程中，不能改变铭牌上指针的位置。