bch－4型差動(dòng)繼電器 (以下簡(jiǎn)稱(chēng)繼電器)用于電力變壓器差動(dòng)保護(hù)線路中，作為內(nèi)部短路的主保護(hù)，用于保護(hù)四端電源的多繞組電力變壓器 (三繞組或四繞組)。

在正常情況及發(fā)生穿越性短路時(shí)，全部電流通過(guò)制動(dòng)繞組，產(chǎn)生很大的制動(dòng)作用，在差動(dòng)繞組里僅僅通過(guò)不平衡電流，且其效應(yīng)可以被降低到Zui小程度，繼電器處于可靠的制動(dòng)狀態(tài)，區(qū)內(nèi)短路時(shí)，短路電流通過(guò)差動(dòng)繞組，繼電器便能迅速動(dòng)作，切除故障。

    繼電器由下列兩部分組成：

    a. dl－11型電流繼電器；

b. 中間速飽和變流器 (以下簡(jiǎn)稱(chēng)變流器)，如圖1所示。

圖1

前者作為執(zhí)行元件，后者具有四個(gè)制動(dòng)繞組，并構(gòu)成差動(dòng)繼電器的一些主要性能：如制動(dòng)特性，躲避勵(lì)磁涌流特性，以及消除不平衡電流效應(yīng)的自耦變流器性能等。

變流器的導(dǎo)磁體是由n形導(dǎo)磁片構(gòu)成的正方形磁路，在四段磁路上均具有長(zhǎng)方形孔。在孔的外側(cè)放置四個(gè)制動(dòng)繞組，每一個(gè)制動(dòng)繞組包圍該段磁路截面的一半。差動(dòng)繞組與二次繞組的位置影響保護(hù)的特性，靠近二次繞組的制動(dòng)繞組起較大的制動(dòng)作用，將二次繞組60%的匝數(shù)與差動(dòng)繞組放在同一位置，其余40%匝數(shù)置于對(duì)面的磁路上，四個(gè)制動(dòng)繞組的作用大致相同。具有三個(gè)平衡繞組就能在四個(gè)環(huán)流回路里消除由于電流互感器變比不一致等原因所引起的不平衡電流效應(yīng)。差動(dòng)繞組、平衡繞組和制動(dòng)繞組均有抽頭，可以滿足多種整定值的要求。繼電器整定板上的數(shù)字表示相應(yīng)的繞組匝數(shù)，當(dāng)改變整定板上整定螺釘所在孔的位置時(shí)，就可以使動(dòng)作電流、平衡作用和制動(dòng)系數(shù)在寬廣的范圍內(nèi)進(jìn)行整定。

   變流器和執(zhí)行元件放在一個(gè)總的殼子里，為了便于對(duì)執(zhí)行元件進(jìn)行單獨(dú)的校驗(yàn)調(diào)整和試驗(yàn)制動(dòng)特性，需要將差動(dòng)與制動(dòng)兩個(gè)電流回路隔離，上述繞組是通過(guò)連接板進(jìn)行相互連接的，因而可以在校驗(yàn)調(diào)整時(shí)接通或斷開(kāi)相應(yīng)的電路。

    繼電器做成后面接線，其外形及安裝尺寸如圖2所示。

圖 2 

   繼電器的基本原理是交流磁制動(dòng)，差動(dòng)繞組接入保護(hù)的差動(dòng)回路，平衡及制動(dòng)繞組接入環(huán)流回路，其作用過(guò)程為在正常情況下或者發(fā)生穿越性短路時(shí)，通過(guò)制動(dòng)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(guān)系，制動(dòng)安匝產(chǎn)生兩部分磁通，一部分磁通φz在局部磁路中環(huán)流，其作用是使鐵芯飽和，自動(dòng)地增大動(dòng)作電流，從而避免繼電器的誤動(dòng)作，這便是所謂的交流磁制動(dòng)作用。就這一部分磁通的效應(yīng)而言，四個(gè)制動(dòng)繞組是彼此獨(dú)立的，沒(méi)有相互關(guān)系，也不會(huì)與二次繞組發(fā)生電磁感應(yīng)。制動(dòng)安匝還產(chǎn)生了另一部分磁通φzc，它沿著整個(gè)磁路環(huán)流。并在二次繞組里產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，也就是制動(dòng)繞組起了部分的工作繞組的作用。

   同時(shí)在極性上應(yīng)保證當(dāng)差動(dòng)繞組與任一制動(dòng)繞組串聯(lián)通過(guò)電流時(shí)，制動(dòng)繞組所產(chǎn)生的部分工作磁通應(yīng)與差動(dòng)繞組通過(guò)電流時(shí)所產(chǎn)生的磁通中φc方向相同，因而增大了反應(yīng)區(qū)內(nèi)故障時(shí)的靈敏度。

正常情況下通過(guò)差動(dòng)繞組的僅是數(shù)值不大的不平衡電流，其效應(yīng)已被平衡繞組降低到Zui小程度。當(dāng)發(fā)生穿越性短路時(shí)，由于電流互感器的電流倍數(shù)已很大，形式、特性、誤差各異，因而不平衡電流的數(shù)值必將顯著增大，其效應(yīng)也不能被消除，但這時(shí)的制動(dòng)作用已很大，導(dǎo)磁體的飽和程度很高，由此大大惡化了差動(dòng)繞組與二次繞組之間的電磁感應(yīng)條件，從而構(gòu)成了差動(dòng)繼電器的制動(dòng)特性。

   當(dāng)電力變壓器空載合閘時(shí)，瞬時(shí)值很大的勵(lì)磁涌流全部通過(guò)差動(dòng)繞組，其數(shù)值可達(dá)額定電流的5～10倍，但由于勵(lì)磁涌流中含有大量衰減的非周期分量，它同樣使得導(dǎo)磁體飽和，自動(dòng)提高了繼電器的動(dòng)作電流，從而構(gòu)成了差動(dòng)繼電器躲避勵(lì)磁涌流的直流偏磁特性，曲線為ε= f（k）。

   為了產(chǎn)生良好的速飽和特性，變流器的工作磁通密度bcp應(yīng)該較大，但也應(yīng)保證繼電器可靠動(dòng)作所必須的裕量，為此規(guī)定在繼電器的動(dòng)作電流為5倍起始值時(shí)，其可靠系數(shù)kh不小于1.35。工作磁通密度是用變流器導(dǎo)磁體的重量和起始動(dòng)作安匝a(bǔ)w0來(lái)保證的。

繼電器具有四側(cè)制動(dòng)特性，它可以保護(hù)四端電源的多繞組電力變壓器，也可以利用三個(gè)制動(dòng)繞組保護(hù)三端電源的多繞組電力變壓器。圖3表示用以保護(hù)三繞組變壓器的繼電器單相原理接線圖。

接在變流器二次繞組的是dl－11型繼電器,并規(guī)定其動(dòng)作電壓與動(dòng)作電流，動(dòng)作電壓反應(yīng)變流器的工作磁通密度bcp，動(dòng)作電流決定了變流器的功率分配比例、可靠系數(shù)，并滿足生產(chǎn)上通用性的要求。這種執(zhí)行元件的特點(diǎn)在于其線圈是電感性的，在變流器飽和的情況下，二次感應(yīng)電勢(shì)中含有顯著的高次諧波，因此這是一個(gè)很好的高次諧波濾過(guò)器，它基本上反應(yīng)變流器磁通密度的基波。

    應(yīng)當(dāng)指出，在繼電器的工作過(guò)程中，不能改變銘牌上指針的位置。

圖3

4.1  額定電流：5a、50hz。

4.2  無(wú)制動(dòng)時(shí)繼電器的起始動(dòng)作安匝a(bǔ)w0= 60±4。

4.3  繼電器差動(dòng)回路的動(dòng)作電流可以在2.2a～

15a的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整（aw0=60）。

4.4 表征繼電器動(dòng)作安匝與制動(dòng)安匝之間關(guān)系的制動(dòng)特性awc=f（awz）如圖4所示。

4.4.1 當(dāng)制動(dòng)電流與差動(dòng)電流的相位差為任意角度，在改變制動(dòng)安匝a(bǔ)wz值到20aw0時(shí)，awc=f（awz）不應(yīng)超出圖4所示的范圍。

 

圖 4制動(dòng)特性（圖示曲線為極限范圍）                                  圖5

4.4.2 當(dāng)制動(dòng)電流與差動(dòng)電流間的相位差為任意角度，且awz=600（awc／awz）<0.4時(shí)，繼電器不動(dòng)作。

4.4.3 在4.4.2款條件下，當(dāng)awc／awz≥0.6時(shí)，繼電器應(yīng)動(dòng)作。

   注：制動(dòng)電流與差動(dòng)電流間的相角和制動(dòng)繞組的供電情況影響制動(dòng)特性，圖4是按圖5（a）到（c）供電情況下的極限范圍，其中awz=2izwz。

4.5 由動(dòng)作電流與制動(dòng)電流的比值所決定的制動(dòng)系數(shù)kz可以在廣泛的范圍內(nèi)變化，在制動(dòng)特性的下限計(jì)算Zui小制動(dòng)作用條件下的制動(dòng)系數(shù)，即awz=600安匝，awc/awz=240/600=0.4時(shí)計(jì)算kz值，用改變制動(dòng)繞組匝數(shù)的方法來(lái)調(diào)整制動(dòng)系數(shù)，其變化范圍如下：

a. 對(duì)于Zui大整定動(dòng)作電流15a (wc= 4)

    kz=0.4×（2wz）／wc=0.4×2（1～20／4）= 0.2～4

    b. 對(duì)于Zui小整定動(dòng)作電流2.2a (wc=27)

   kz=0.4×(2wz)／wc=0.4×2（1～20／27）=0.0296～0.59

4.6  可靠系數(shù)kh不小于1.35，它是按下述方法確定的：

當(dāng)繼電器動(dòng)作時(shí)，其動(dòng)作電流為idz，執(zhí)行元件dl－11型繼電器的正弦動(dòng)作電流為idl·dz·1，然后轉(zhuǎn)動(dòng)指針擰緊游絲，使得繼電器的動(dòng)作電流為5idz，并測(cè)量dl—11型繼電器相應(yīng)的動(dòng)作電流idl·dz·5，按下式計(jì)算出可靠系數(shù)：

       kh=idl·dz·5／idl·dz·1

4.7  3倍動(dòng)作電流時(shí)繼電器的動(dòng)作時(shí)間不大于0.035s。

4.8 繼電器具有一個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)，在電壓小于220v，電流小于2a的直流有感負(fù)荷電路（時(shí)間常數(shù)不大于5×10-3s）中，觸點(diǎn)的斷開(kāi)容量不小于50w。

4.9  在電流為5a時(shí)，繼電器一相一側(cè)的功率消耗不大于如下數(shù)值：

a. 正常情況下，一個(gè)制動(dòng)繞組與平衡繞組的匝數(shù)全部接入時(shí)為7.5 va；

b. 區(qū)內(nèi)故障時(shí)，制動(dòng)繞組、平衡繞組與差動(dòng)繞組的匝數(shù)全部接入時(shí)為20 va。

4.10  變流器的差動(dòng)繞組、平衡繞組和制動(dòng)繞組可長(zhǎng)期通過(guò)電流10a。

4.11  繼電器的所有電路對(duì)外殼的絕緣應(yīng)能耐受2000v、50hz的交流電壓歷時(shí)1min。

4.12  繼電器重量不大于5kg。

4.13  繼電器繞組數(shù)據(jù)如表1所示。

表1

5.1  繼電器應(yīng)固定在垂直屏板上，其周?chē)h(huán)境應(yīng)無(wú)塵?；蚋g性氣體，并且光線充足便于檢查。

5.2 在使用繼電器以前應(yīng)進(jìn)行必要的檢查，不應(yīng)有在運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的損壞，接線及緊固零件不應(yīng)松脫，可動(dòng)系統(tǒng)沒(méi)有阻滯現(xiàn)象。

5.3 在使用繼電器的過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行定期檢查，當(dāng)觸點(diǎn)燒焦發(fā)黑時(shí)，應(yīng)用沾有汽油的抹布輕輕擦拭，不許用砂紙或其它磨料清潔觸點(diǎn)。

5.4  當(dāng)更換觸點(diǎn)時(shí)，應(yīng)重新調(diào)整校驗(yàn)dl—11型繼電器，其主要項(xiàng)目與方法如下。

5.4.1 橋形觸點(diǎn)應(yīng)能沿著其固定鉚軸無(wú)摩擦的自由活動(dòng)，其活動(dòng)范圍應(yīng)能滿足動(dòng)靜觸點(diǎn)在剛剛相碰時(shí)就同時(shí)接觸（即靜觸點(diǎn)片還未產(chǎn)生彎曲就已同時(shí)接觸）。

在斷開(kāi)位置，當(dāng)動(dòng)觸點(diǎn)在其固定鉚軸中自由活動(dòng)時(shí)，不致觸及靜觸點(diǎn)片。

5.4.2  動(dòng)作時(shí)動(dòng)觸點(diǎn)應(yīng)在靜觸點(diǎn)片的中心線上滑動(dòng)（偏差不大于1mm）。

5.4.3 動(dòng)靜觸點(diǎn)的相對(duì)位置及止擋螺釘?shù)奈恢脩?yīng)這樣選擇，即使動(dòng)觸點(diǎn)在靜觸點(diǎn)片上的滑動(dòng)距離不小于1mm，但動(dòng)觸點(diǎn)不能超出靜觸點(diǎn)片的銀點(diǎn)平面。

5.4.4  動(dòng)靜觸點(diǎn)間的總間隙應(yīng)不小于2mm。

5.4.5   用高內(nèi)阻的交流低電壓表測(cè)量動(dòng)作電壓，動(dòng)作值測(cè)定方法如下：

    a. 按本說(shuō)明書(shū)5.4.3項(xiàng)調(diào)整右側(cè)止擋螺釘；

    b.轉(zhuǎn)動(dòng)指針，使游絲處于比較緊的狀態(tài)，然后調(diào)節(jié)電阻使得通過(guò)繼電器線圈的電流為0.225a±0.005a，并保持不變；

    c.調(diào)整左側(cè)止擋螺釘，使得線圈上的電壓降為1.56－0.06v；

    d. 轉(zhuǎn)動(dòng)指針，放松游絲至繼電器剛剛動(dòng)作為止；

    e. 在不變更游絲狀態(tài)的情況下，使指針對(duì)準(zhǔn)銘牌上的刻度并緊固；

    f.再重復(fù)校驗(yàn)一遍，其動(dòng)作電壓與動(dòng)作電流應(yīng)符合b和c項(xiàng)的數(shù)值。 

    隨繼電器一起供應(yīng)的有：

    a. 出廠證明書(shū)一份；

    b. 后接線的安裝和接線零件；

    c. 同一用戶的一批訂貨，供給產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)一份。

    訂貨時(shí)應(yīng)指明：

    a. 繼電器的型號(hào)及名稱(chēng)；

    b. 訂貨數(shù)量；

    c. 交貨地址。