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LCD-3A型縱聯差動繼電器



1. 用途

LCD-3A 型縱聯差動繼電器(以下簡稱繼電器)可用于大小接地電流系統中的短距離輸電線路(10km 以下)作為主保護，當被保護線路發(fā)生相間或接地故障時，繼電器能保證全線快速切除故障。

2. 結構原理

2.1 結構

繼電器包括綜合變流器、穩(wěn)壓管、兩個全波整流橋和極化繼電器，與其配套的外部設備有FY-4 型隔離變壓器和ZXJ-2A 型輔助導線監(jiān)視裝置，繼電器的原理接線圖如圖1所示，繼電器的結構代號為A33K A33P ，外形尺寸安裝尺寸及端子圖如附圖1所示。



圖1 LCD-3A 縱聯差動繼電器原理接線圖

2.1.1 綜合變流器

綜合變流器的作用是將三相電流變成單相電流，它包括一個帶抽頭的一次繞組和二次繞組，線路CT 的ABC 零相分別接入綜合變流器的相應抽頭，利用各相至中性點的勵磁匝數不等，在三相平衡時，鐵芯中的合成磁通不為零，在二次繞組中感應出電勢，圖2 示出了三相平衡輸入時的向量圖，表1 列出了各種故障形式與相對靈敏度的關系，為了限制在短路電流很大時(30 倍額定電流)加到輔助導線上的電壓，在二次繞組上并聯了兩個極性相反的穩(wěn)壓管，為防止穩(wěn)壓管在大電流情況下，由于擊穿造成兩側嚴重不平衡而使保護誤動作，在穩(wěn)壓回路內串入一個100 的電阻R1 來限制流過穩(wěn)壓管的電流，為了防止穩(wěn)壓管一旦損壞后出現高壓危及輔助導線的絕緣和人身安全，故并聯穩(wěn)壓電阻R2 和R3， 繼電器的整定值調整也是靠R2 和R3 來實現

表1 各種故障形式下的相對靈敏度

故障形式
ABC
AO
BO
CO
AB
BC
CA

n=3 時相對靈敏度
3
5
4
3
1
1
2

n=2 時相對靈敏度
3
4
3
2
1
1
2






圖2 綜合變流器及輸出向量圖

2.1.2 補償電阻和電容

由于輔助導線的電阻和線間電容對保護動作特性影響很大，所以增設有補償電阻和電容，當輔助導線電阻不足1k時，應適當的接入補償電阻，另外根據輔助導線線間電容大小可適當投入補償電容C6 。

2.1.3 隔離變壓器

隔離變壓器是一個變比為1：1 的干式絕緣變壓器，除非另外說明，本技術要求的各項技術數據和特性都是帶隔離變壓器測得的，即一個LCD-3A 繼電器和一個FY-4 隔離變壓器，LCD-3A 繼電器的和12 端子接隔離變壓器的低壓側輸入端X1 和X2 ，輔助導線接隔離變壓器的高壓側輸出端H1 和H4， 隔離變壓器的二次繞組分成兩半繞制，中間接隔直電容器，監(jiān)視裝置的+ 極性端接隔離變壓器的H2 端子-極性端接隔離變壓器的H3 端子，在接有監(jiān)視裝置的一側，隔離變壓器的連接片LP 打開，靠隔離變壓器把低壓側(繼電器)和高壓側(輔助導線)隔離開，使得輔助導線回路的耐壓水平提高到5kV ，有效的防止了感應過電壓侵入繼電器，隔離變壓器接線圖如圖4 所示


圖4 FY-4 型隔離變壓器接線圖 圖5 外部故障

縱聯差動繼電器的總體接線圖如圖12 所示

3. 技術數據

3.1 額定參數

a. 額定交流電流5A 1A

b. 額定頻率50Hz

c. 輔助導線環(huán)路電阻不超過1k ，線間電容不超過1F

3.2 雙側電源供電的被保護線路內部短路時，繼電器的動作電流應符合表2 要求允許誤差為10%

表2 雙側電源內部短路動作值

故障形式


動作電流(為額定電流的百分比%)



ABC
AO

BO
CO
AB

BC
CA

整定值(額定電流)
0.4
40
13.8

17.25
23
69

69
34.5

0.8
80
27.6

34.5
46
138

138
69













注 整定值系指三相短路(ABC)的動作電流與額定電流之比

3.3 單側電源供電的被保護線路內部短路時繼電器的動作電流不大于雙側電源供電內部短路時的3.5 倍

3.4 反應被保護線路兩側電流數值關系的制動特性上任一點的制動系數(動作電流/制動電流)應不小于1.5

3.5 當實現相位比較后(大于3 倍額定電流) 繼電器的閉鎖角應不小于30

3.6 在5 倍動作電流下，繼電器的動作時間應不超過0.03s

3.7 在額定電流下繼電器的三相功率消耗最大不超過3VA

3.8 繼電器在穿越性故障電流為30 倍額定電流(AO 相加150A)時，能可靠制動

3.9 繼電器在區(qū)內故障電流為30倍額定電流(AO相加150A)時，輔助導線兩端電壓小于150V

3.10 繼電器長期允許的工作電流為1.1 倍額定電流，一秒鐘內能承受30 倍額定電流(AO 相加入150A)

3.11 在環(huán)境溫度為40 ，繼電器線圈長期通入110% 額定電流的情況下，線圈溫升不超過65 ，瓷釉電阻溫升不超過150

4. 安裝使用及維護

4.1 調整和檢查

繼電器在出廠前均作了詳細的調整和校驗，但為了避免由于在運輸時的振動或保管不當造成的機械變化，在投入運行前，也要作一般的檢查調整和校驗。

4.1.1 繼電器的初步調整

將整定值的切換片放在0.4 倍額定電流的位置，補償電容的切換片放在O F 的位置，補償電阻全部投入，把工作回路的連接片打開接入一只毫安表，LCD-3A 的和12 端子分別接FY-4 隔離變壓器的X1 和X2 ，高壓側的H1和H4端子接入一個50電阻，按圖7 接好線

在AO 相通入單相電流(IH=5A 時通入單相電流為1.73A IH=1A 時通入單相電流為

0.346A)，調整電位器使工作回路中的不平衡電流達到最小值為止，不超過1mA ，當電流增加到5A 時不平衡電流不超過2.5mA，調整好后將電位器的鎖緊螺母旋緊以防松動，然后使隔離變壓器高壓側開路(模擬雙側電源供電的被保護線路內部短路)，測得的動作值應符合表2 的要求(兩種整定值各測一種或兩種故障形式即可)。

4.1.2 兩側配合調試

a.將初步調好的兩臺繼電器，按圖8接好線通入額定電流(AO相通入1.73A)，重新調整一次不平衡電流，整套保護裝置包括2臺LCD-3A繼電器和2臺FY-4 隔離變壓器及一臺ZXJ-2A 型輔助導線監(jiān)視裝置，把監(jiān)視裝置接入配合調試更切實際。

b.將圖8 的正常接線改成雙側電源供電的被保護線路內部故障接線(任一側的和端子對調一下即可) 檢查其靈敏度應符合表2 的要求

c.將圖8 的正常接線，改成單側電源供電的被保護線路內部故障接線(電流僅從一側的接線端子輸入)，檢查其靈敏度約為表2 對應的動作值的3 倍

毫安表采用多量程直流毫安表最小量為1mA ，接線端子編號均為正視圖

d. 按圖9 接好線檢查制動特性，即B 側通入制動電流，A側通入工作電流，并作出制動特性曲線應與標準的特性曲線(圖11 所示)接近，且其上每一點的制動系數(動作電流/ 制動電流)應不小于1.5。

e.按圖10 接線檢查相位特性，即兩側通入同一數量的電流，用移相器改變其相角使其動作，其動作角度應大于30


圖7 縱聯差動繼電器初調接線圖





圖8 兩側配合調試接線圖



圖9 制動特性試驗接線圖

5 訂貨時應注意的事項

a.對于35kV 以下的小接地電流系統，縱差保護一般包括2 臺LCD-3A 型縱聯差動繼電器2 臺FY-4 型隔離變壓器和一臺ZXJ-2A 型輔助導線監(jiān)視裝置(配套供應但不需要配對) 。

b.對于110kV 以上的大接地電流系統，當系統的地電位升或感應過電壓大于5kV 時還應采用中和電抗器。