LCD-10系列差动继电器系统接线与整定计算方法

ＬＣＤ－10系列差动继电器系统接线与整定计算方法

作为电力系统中变压器及发电机的主保护元件，差动保护继电器整定值选择的准确性，直接影响其相间短路、中性点直接或间接接地的可靠性。

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0 引言

系列差动继电器分为：LCD-12A、12B型；LCD-16、16/T、16H型；LCD-17型变压器差动继电器。

1 主要用途

LCD-12A、12B差动继电器适用于大型电动机或中、小型发电机，作为内部短路故障的主保护。LCD-16、LCD-17系列差动继电器用于电力系统和用电单位的多绕组变压器，自耦变压器及发电机——变压器内部短路故障的主保护，能检测变压器和发电机内部绕组的三相和两相短路，中性点直接接地或经低电阻接地的变压器接地故障。变压器绕组匝间或层间短路。它是灵敏度高，可靠性强的新型纵差保护。

2 系统接线与整定计算方法

2.1 LCD-16型系统接线：系统接线见图1

2.2 整定计算：举例说明：以三绕组变压器为例，根据图1的参数，计算各侧额定电流值。

2.2.1 计算主变高压侧、中压侧、低压侧额定电流和流入差动继电器的额定电流值，见表1：

2.2.2 计算继电器各参数和CT1、CT2整定插头位置：

①计算差动回路的动作电流和CT1的插头位置：按公式I’dz=Kk(α1+α2+α3)计算CT1的插头位置。式中：Kk—可靠系数1.3~2。α1—电流互感器正常运行中的最大误差，取0.03~0.05。α2—变压器调节电压引起的误差值，取调压范围的一半，如两例调压取各侧调压范围的一半之和。α3—电流调节抽头引起的最大一侧的误差值。（计算值和标称值见表1）

α3= = =0.013

将各参数代入公式得：I’dz=2×(0.03＋0.1＋0.013)=0.286取CT1的接近位置，选I’dz=0.3即CT1的插头位置为0.3。

将表1中选择的电流参数代入公式得：高压侧继电器动作电流为：Idz=I’dzI’dz1=0.3×5=1.5A。中压侧继电器动作电流为：Idz=I’dzI’dz2=0.3×4.6=1.38A。低压侧继电器动作电流为：Idz=I’dzI’dz3=0.3×8.7=2.61A。

②计算速动电流和CT2的插头位置：由于主变容量很大，涌流的倍数可选为（6~8）Ie值，考虑保守取8Ie值。所以选CT2的插头位置为8。根据公式：速动电流=涌流倍数×动作电流得：高压侧速动电流动作值Icd=8×5A=40A。中压侧速动电流动作值Icd=8×4.6A=36.8A。低压侧速动电流动作值Icd=8×8.7A=69.6A。

③速动电流的灵敏系数：

KL= ≥2

—Ⅰ侧主变出口短路的最小运行方式两相短路电流值。

Icd—Ⅰ侧速动电流动作值。

Ki—Ⅰ侧纵差保护电流互感器变比。

2.3 投入运行应做的工作：

2.3.1 做电流互感器电流相位图（见图2）

因主变接线组别一般是Y/△，如主变Y侧线卷与△侧线卷A与a为同极，IA与Ia的向量图也是同方向，而流入两侧纵差保护电流互感器的一次侧电流相位互差30°，也就是Iab超前IA为30°，如两侧电流直接流入继电器线卷，可造成很大的差电流ΔI值。

设IA=Iab求差电流ΔI值，根据图2所示得：

Sin15°=

则ΔI=2Sin15°×IA=0.518IA。

此式表示正常运行主变的负荷电流在差动继电器线卷的差电流达到负荷电流的51.8%。这样大的差电流必然引起纵差保护误动。需要两侧电流互感器不同的接线方式，来补偿IA与Iab的30°相位差。使正常运行的主变压器两侧电流，流入差动继电器线卷的电流的相位差应为零。如果两侧电流互感器的极性也能正确的进入继电器，可以做到两侧电流互感器的二次电流大小相等，方向相反。使

差电流为零。

为了达到以上目的，所以主变Y侧线卷电流互感器为△型接线。主变△侧线卷电流互感器为Y型接线。

2.3.2 测量继电器动作电压U1，制动电压U4—U6。

为保证继电器的可靠运行，每年应检查动作电压U1，制动电压U4—U6。并与初始值进行比较，不应有大的变化。动作电压和制动电压的值与以下因素有关：①电流互感器的误差，三相互感器伏安特性是否一致。饱和倍数的大小饱和是否一致。②三相负荷是否平衡，谐波电流含量的大小，正弦波畸变的程度。③变压器计算的二次额定电流与选择电抗变压器电流调节插头的最大误差α3的大小等有关。

测量动作电压U1值的参考公式为：U1≤α3KjKI/Ki

其中：

α3：计算变压器二次额定电流与选择电流调节插头的最大误差值。

Kj：纵差保护电流互感器的结线系数，△接线取。Y接线取1。

KI：误差系数可取2。

Ki：电流互感器的变流比。

测得的制动电压参考公式为：U4（或U5、U6）=（5—6）I/Ie

其中：Ie：变压器的额定电流。

3 LCD-12型差动继电器的整定计算方法

3.1 LCD-12型差动继电器的整定计算方法：

3.1.1 动作电流的整定：按下式确定动作电流的整定值：

Idz＝kk·ΔI·Ie/n（A），式中：

ΔI—正常运行时，电流互感器1LH、2LH最大可能误差取0.05。

kk—可靠系数取2~5。

Ie—电机额定电流A。

n—1LH、2LH变比。

3.1.2 制动系数的整定：按下式确定制动系数的整定值：

Kz＝kk·k1·kT·ΔI1式中：ΔI——过电流时，1LH、2LH可能之最大误差取0.1。

kk—可靠系数1.5~2。

K1—考虑非周期分量的影响的系数取2~3。

kT—同型系数，因为1LH、2LH一般均为同型号可取0.5，不同型号取1。

4 结束语

继电器整定结束后，检查接线是否正确，如没有问题空载投入变压器，把继电器投入运行位置，以考验是否躲过励磁涌流。空投成功后把继电器退出运行。变压器最少带20%额定电流以上，测量电流互感器的相位图和动作电压U1与制动电压U4—U6并做好记录。当相位图，制动电压值，动作电压值，都正确的情况下，方可把继电器投入运行。

参考文献：

[1]崔家佩，孟庆炎.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算.

[2]吕继绍.电力系统继电保护设计原理.

[3]王梅义，吴竞昌，韩祯祥.中国电力百科全书.电力系统卷.

[4]J.L.布列克勃恩，陈志强译.继电保护的应用.