LD-3型转子一点接地继电器(以下简称继电器)作为监视大型发电机转子励磁回路对地绝缘之用。当发电机转子发生一点接地故障或某处绝缘下降到一定数值时,继电器立即动作,发出故障信号或直接作用于跳闸。
2结构和工作原理
继电器采用JK-31K型壳体,其外形及安装尺寸见附录3。
继电器原理接线图见图1。
继电器的动作判据是转子对地电导。继电器由测量回路、整定回路、比较回路及电源组成。
测量回路即电流Ⅰ流过的回路,包括R1、R2、DK、C1、C2和1BL初级线圈。其中,50Hz带通滤波器(C1,C2,DK)的电容接于转子正负两极使测量电流Ⅰ通过转子绕组及其对地电阻,可抑制转子回路高次谐波影响,还起隔直和耦合附加交流的作用。
图1原理接线图
整定回路为电流Im和In流过的回路,包括R3~R10和1~2BL的初级线圈,其中Im经整定插孔和与它相连的7个不同阻值的电阻R3~R9接入回路,以得到从0.5kΩ~20kΩ的对地电阻整定值。用户只需改变整定螺钉在插孔上的位置,即可改变接地电阻整定值。
比较回路由1~2 BL变流器次级绕阻和按环流法接线的二极管、电阻、电容等元件组成。当接地电阻降到整定值时,此回路使继电器K动作,发出接地信号。
100V或220V、50Hz电源是通过变压器B降压,隔离后,给测量及整定回路供电。
为分析方便,设变流器1~2BL参数完全相同,变比为1,其初级漏抗可略去,次级回路对称;各回路有效电阻(包括折合至1~2BL初级的次级回路电阻)分别归入Rb,Rm,Rn中,Rb,Rm与Rn分别为测量及整定回路等效电阻。
a.整定圆
如图2所示,Y为测量回路的导纳,gm、gn为整定回路的电导。
动作电流D和制动电流Z,由图1可知:
其中U为B的次级电压,Z为R1、R2、DK、C1、C2和转子对地阻抗之和,Rm为R3~R9和1LB的等效电阻之和。
图2
式中,Rn为R10与2 BL等效电阻之和
所以动作导纳和制动导纳为:
动作边界条件为:
(1)
(1)式为绝对值表示的圆方程式,圆心座标为gm,半径为gn-gm,称为整定圆,圆内是动作区。正常时,末端在圆外,继电器不动作;接地或对地电阻下降时,末端进入圆内,继电器动作。
b.等电导圆的调整阻抗
由发电机转子回路对地电导ge,电纳be组成对地导纳e。
测量回路的调整阻抗:
所以测量回路可用图3等效电路表示。
图3
测量导纳:
(2)
当Xb=0时,等电导圆和等电纳圆示于图4。当ge为常数,be为变数,取不同ge值,可得一等电导圆族;当be为常数,ge为变数亦可得一等电纳圆族。若Xb为感性电抗,Yb指向四象限,P点也在四象限;若Xb为容性,P点在一象限;当Xb=0时,P点在g轴上,等电导圆与整定圆相重合。等电导圆和等电纳圆随Xb变化在一、四象限内偏移,而其圆心轨迹(直线)的夹角保持90º。在略去整定回路漏抗后,整定圆圆心在g轴上(图2)。对Y分析知,图1的原理接线,Xb=0时,等电导圆圆心落在g轴上(图4),整定圆与ge=gex的等电导圆相重合。当Ce在0至无限大变化时,继电器的动作值不变,所以继电器用于不同容量的发电机上,不必担心对地电容的影响。
3技术要求
⒈交流额定值50Hz,100V或220V。
⒉动作电阻
a.整定范围
0.5,1,2,5,10,15,20kΩ。
b.整定误差
十次测量平均值与整定值比较,误差不超过±10%。
c.返回系数
不大于2。
⒊动作时间:0.8倍动作电阻时不大于0.2s。
4.电容影响
被试电阻上并联电容2μF后,动作电阻变化与无电容时比较,不超过±10%。
⒌交流电源影响
a.电压影响:90%~110%额定电压下,动作电阻变化与额定电压时比较,不大于10%。
b.频率影响:47Hz~53Hz下动作电阻变化与50Hz时比较,不超过±10%。
⒍温度影响
当环境温度在-5℃~+45℃范围内变化时,继电器动作值十次测量平均值与基准条件下(20℃±2℃)动作值十次测量平均值相比较,其变差不超过10%。
⒎触点断开容量
在直流有感(τ=5ms)回路,U≤220V,I≤0.2A,为20W;在交流(cosφ=0.4)回路,U≤220V,I≤0.2A,为30VA。
⒏功率消耗
交流电源在50Hz,220V下,功率消耗不大于18VA。
⒐重量
继电器重量约10kg。
4调试方法
⒈调平衡
分别短接端子9、11,11、7,整定端子在所需挡,调整电位器R1,使继电器刚好动作。锁紧R1,并复查校准。
⒉检查定值
去端子11、7上短接线,串入十进电阻箱,检查整定误差。
⒊电容影响
在电阻箱上并上电容(转子对地电容),调50Hz带通滤波器的DK的抽头,使动作值与无电容时比较应尽量接近,如果DK有两个抽头满足要求,应用序号大的那个抽头(即测量回路略呈感性)。
5订货须知
订货应指明:产品型号、名称及安装方式。
图 4
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