LCD-3A型纵联差动继电器



1. 用途

LCD-3A 型纵联差动继电器(以下简称继电器)可用于大小接地电流系统中的短距离输电线路(10km 以下)作为主保护，当被保护线路发生相间或接地故障时，继电器能保证全线快速切除故障。

2. 结构原理

2.1 结构

继电器包括综合变流器、稳压管、两个全波整流桥和极化继电器，与其配套的外部设备有FY-4 型隔离变压器和ZXJ-2A 型辅助导线监视装置，继电器的原理接线图如图1所示，继电器的结构代号为A33K A33P ，外形尺寸安装尺寸及端子图如附图1所示。



图1 LCD-3A 纵联差动继电器原理接线图

2.1.1 综合变流器

综合变流器的作用是将三相电流变成单相电流，它包括一个带抽头的一次绕组和二次绕组，线路CT 的ABC 零相分别接入综合变流器的相应抽头，利用各相至中性点的励磁匝数不等，在三相平衡时，铁芯中的合成磁通不为零，在二次绕组中感应出电势，图2 示出了三相平衡输入时的向量图，表1 列出了各种故障形式与相对灵敏度的关系，为了限制在短路电流很大时(30 倍额定电流)加到辅助导线上的电压，在二次绕组上并联了两个极性相反的稳压管，为防止稳压管在大电流情况下，由于击穿造成两侧严重不平衡而使保护误动作，在稳压回路内串入一个100 的电阻R1 来限制流过稳压管的电流，为了防止稳压管一旦损坏后出现高压危及辅助导线的绝缘和人身安全，故并联稳压电阻R2 和R3， 继电器的整定值调整也是靠R2 和R3 来实现

表1 各种故障形式下的相对灵敏度

故障形式
ABC
AO
BO
CO
AB
BC
CA

n=3 时相对灵敏度
3
5
4
3
1
1
2

n=2 时相对灵敏度
3
4
3
2
1
1
2






图2 综合变流器及输出向量图

2.1.2 补偿电阻和电容

由于辅助导线的电阻和线间电容对保护动作特性影响很大，所以增设有补偿电阻和电容，当辅助导线电阻不足1k时，应适当的接入补偿电阻，另外根据辅助导线线间电容大小可适当投入补偿电容C6 。

2.1.3 隔离变压器

隔离变压器是一个变比为1：1 的干式绝缘变压器，除非另外说明，本技术要求的各项技术数据和特性都是带隔离变压器测得的，即一个LCD-3A 继电器和一个FY-4 隔离变压器，LCD-3A 继电器的和12 端子接隔离变压器的低压侧输入端X1 和X2 ，辅助导线接隔离变压器的高压侧输出端H1 和H4， 隔离变压器的二次绕组分成两半绕制，中间接隔直电容器，监视装置的+ 极性端接隔离变压器的H2 端子-极性端接隔离变压器的H3 端子，在接有监视装置的一侧，隔离变压器的连接片LP 打开，靠隔离变压器把低压侧(继电器)和高压侧(辅助导线)隔离开，使得辅助导线回路的耐压水平提高到5kV ，有效的防止了感应过电压侵入继电器，隔离变压器接线图如图4 所示


图4 FY-4 型隔离变压器接线图 图5 外部故障

纵联差动继电器的总体接线图如图12 所示

3. 技术数据

3.1 额定参数

a. 额定交流电流5A 1A

b. 额定频率50Hz

c. 辅助导线环路电阻不超过1k ，线间电容不超过1F

3.2 双侧电源供电的被保护线路内部短路时，继电器的动作电流应符合表2 要求允许误差为10%

表2 双侧电源内部短路动作值

故障形式


动作电流(为额定电流的百分比%)



ABC
AO

BO
CO
AB

BC
CA

整定值(额定电流)
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)的动作电流与额定电流之比

3.3 单侧电源供电的被保护线路内部短路时继电器的动作电流不大于双侧电源供电内部短路时的3.5 倍

3.4 反应被保护线路两侧电流数值关系的制动特性上任一点的制动系数(动作电流/制动电流)应不小于1.5

3.5 当实现相位比较后(大于3 倍额定电流) 继电器的闭锁角应不小于30

3.6 在5 倍动作电流下，继电器的动作时间应不超过0.03s

3.7 在额定电流下继电器的三相功率消耗最大不超过3VA

3.8 继电器在穿越性故障电流为30 倍额定电流(AO 相加150A)时，能可靠制动

3.9 继电器在区内故障电流为30倍额定电流(AO相加150A)时，辅助导线两端电压小于150V

3.10 继电器长期允许的工作电流为1.1 倍额定电流，一秒钟内能承受30 倍额定电流(AO 相加入150A)

3.11 在环境温度为40 ，继电器线圈长期通入110% 额定电流的情况下，线圈温升不超过65 ，瓷釉电阻温升不超过150

4. 安装使用及维护

4.1 调整和检查

继电器在出厂前均作了详细的调整和校验，但为了避免由于在运输时的振动或保管不当造成的机械变化，在投入运行前，也要作一般的检查调整和校验。

4.1.1 继电器的初步调整

将整定值的切换片放在0.4 倍额定电流的位置，补偿电容的切换片放在O F 的位置，补偿电阻全部投入，把工作回路的连接片打开接入一只毫安表，LCD-3A 的和12 端子分别接FY-4 隔离变压器的X1 和X2 ，高压侧的H1和H4端子接入一个50电阻，按图7 接好线

在AO 相通入单相电流(IH=5A 时通入单相电流为1.73A IH=1A 时通入单相电流为

0.346A)，调整电位器使工作回路中的不平衡电流达到最小值为止，不超过1mA ，当电流增加到5A 时不平衡电流不超过2.5mA，调整好后将电位器的锁紧螺母旋紧以防松动，然后使隔离变压器高压侧开路(模拟双侧电源供电的被保护线路内部短路)，测得的动作值应符合表2 的要求(两种整定值各测一种或两种故障形式即可)。

4.1.2 两侧配合调试

a.将初步调好的两台继电器，按图8接好线通入额定电流(AO相通入1.73A)，重新调整一次不平衡电流，整套保护装置包括2台LCD-3A继电器和2台FY-4 隔离变压器及一台ZXJ-2A 型辅助导线监视装置，把监视装置接入配合调试更切实际。

b.将图8 的正常接线改成双侧电源供电的被保护线路内部故障接线(任一侧的和端子对调一下即可) 检查其灵敏度应符合表2 的要求

c.将图8 的正常接线，改成单侧电源供电的被保护线路内部故障接线(电流仅从一侧的接线端子输入)，检查其灵敏度约为表2 对应的动作值的3 倍

毫安表采用多量程直流毫安表最小量为1mA ，接线端子编号均为正视图

d. 按图9 接好线检查制动特性，即B 侧通入制动电流，A侧通入工作电流，并作出制动特性曲线应与标准的特性曲线(图11 所示)接近，且其上每一点的制动系数(动作电流/ 制动电流)应不小于1.5。

e.按图10 接线检查相位特性，即两侧通入同一数量的电流，用移相器改变其相角使其动作，其动作角度应大于30


图7 纵联差动继电器初调接线图





图8 两侧配合调试接线图



图9 制动特性试验接线图

5 订货时应注意的事项

a.对于35kV 以下的小接地电流系统，纵差保护一般包括2 台LCD-3A 型纵联差动继电器2 台FY-4 型隔离变压器和一台ZXJ-2A 型辅助导线监视装置(配套供应但不需要配对) 。

b.对于110kV 以上的大接地电流系统，当系统的地电位升或感应过电压大于5kV 时还应采用中和电抗器。