BCH-4差動繼電器

1 用途

　 BCH－4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差動保護線路中，做為主保護。

2 結構與工作原理

繼電器采用JCK－10A/1殼體，外形尺寸、安裝開孔尺寸及端子圖見附錄1。

差動繼電器由下列兩部分組成：

a. DL－21CE型電流繼電器；

b. 中間速飽和變流器 (以下簡稱變流器)。

前者作為執行元件，后者具有制動繞組、工作繞組、平衡繞組構成差動繼電器的一些主要性能，如制動特性，躲避勵磁涌流特性，以及消除不平衡電流效應的自耦變流器性能等。

變流器的導磁體是一個三柱形鐵芯，用幾組“山"形導磁片疊裝而成。在導磁體中柱上放置工作繞組和平衡繞組Ⅰ、Ⅱ。制動繞組和二次繞組則均分成兩部分，分別放在導磁體的兩個邊柱上，其連接方法應使得制動繞組與二次繞組之間沒有相互感應，制動繞組與工作繞組及平衡繞組Ⅰ、Ⅱ間亦無相互感應。二次繞組里的感應電勢由工作繞組的磁化力產生的。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，前接線端子接線圖如圖3所示。

由于具有平衡繞組，且有抽頭以便調整，就能消除由于電流互感器變比不*等原因所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。工作繞組、平衡繞組Ⅰ、Ⅱ和制動繞組均有抽頭，可以滿足多種整定的要求。

繼電器整定板上的數字表示相應的繞組匝數，當改變整定板上整定螺釘所在孔的位置時，就可以使動作電流、平衡作用和制動系數在較寬的范圍內進行整定。

圖1 繞組在導磁體上分布圖

　 為了便于對執行元件進行單獨的校驗調整和試驗制動特性，需要將差動繼電器的工作與制動兩個電流回路隔離，上述繞組是通過連接板進行相互連接的。因而可以在校驗調整時接通或斷開相應的電路。

繼電器的基本原理是交流磁制動，工作繞組接入保護的差動回路, 制動繞組接入環流電路。其作用為在正常情況下或者當發生穿越性短路時，通過制動繞組的是電流互感器二次電流或全部短路電流。按圖1所示的電磁關系，相應的制動磁通ΦT僅在導磁體的兩個邊柱間環流。其作用純粹使得鐵芯飽和，降低磁路的導磁率，這便是所謂交流磁制動的作用。正常情況下通過工作繞組的僅是數值不大的不平衡電流，其效應已被消除。當發生穿越性短路時，由于電流互感器的電流倍數已很大，誤差各異，因而不平衡電流的數值必將顯著增大，其效應也不能消除，但這時的制動作用也很大，導磁體的飽和程度很高，大大地惡化了工作繞組與二次繞組之間的電磁感應條件，因而構成了差動繼電器的制動特性。

當電力變壓器空載合閘時，瞬時值有很大的勵磁涌流全部通過工作繞組，數值可達額定電流的5～10倍。但由于勵磁涌流中含有大量的衰減的非周期分量，它同樣使得導磁體飽和，自動提高了繼電器的動作電流，從而構成了差動繼電器躲避勵磁涌流的特性。

圖2 原理接線圖

為了產生良好的速飽和特性，變流器的工作磁通密度BCP應該較大，但也應保證繼電器可靠動作所必須的裕量，為此，規定在差動繼電器的動作電流為5倍起始值時，其可靠系數kH不小于1.35。工作磁通密度是用導磁片的重量和起始動作安匝AW0的規定值來保證的。

圖3 前接線端子接線圖

　　當用于保護三繞組電力變壓器時，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，當不平衡電流較小時，可以接入差動回路，以擴大整定值的范圍。

　　平衡繞組的作用可以在正常情況下，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，當差動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，因而得出下列方程式：

　　 (I1 －I2) WP－I2WY=0 ……⑴

或 I1 WP = I2 (WP＋WY)

平衡系數為

……⑵

注：WP為工作繞組，WY為平衡繞組

接在變流器二次繞組的是DL－21CE型繼電器。其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，并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是電感性的。在變流器飽和的情況下，次級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，它基本上反應變流器工作磁通密度的基波。

應注意在繼電器工作過程中，不能改變銘牌上指針的位置。