一文讀懂電壓繼電器的原理及結(jié)構(gòu)

　　電壓繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)(又稱輸入回路)和被控制系統(tǒng)(又稱輸出回路)，通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。主要用于發(fā)電機(jī)、變壓器和輸電線的繼電保護(hù)裝置中，作為過(guò)電壓保護(hù)或低電壓閉鎖的啟動(dòng)原件。

　　電壓繼電器是輸入量、特性量為電壓的量度繼電器，分為過(guò)電壓繼電器和欠電壓繼電器。前者由于電壓值增加達(dá)到整定值而動(dòng)作，然后處于動(dòng)后狀態(tài);后者由于電壓值減少達(dá)到整定值而動(dòng)作，然后處于釋放狀態(tài)。電壓繼電器有電磁型、晶體管型。

　　電磁型電壓繼電器原理及結(jié)構(gòu)如圖1所示，當(dāng)電壓達(dá)到整定值時(shí)，鐵芯將舌片吸合，繼電器動(dòng)作，觸點(diǎn)閉合或斷開(kāi)，控制電路通斷。晶體管型電壓繼電器由電壓形成回路、整流濾波回路、比較回路、執(zhí)行回路和輸出回路組成。感應(yīng)型過(guò)流繼電器具有感應(yīng)機(jī)構(gòu)和電磁機(jī)構(gòu)。感應(yīng)機(jī)構(gòu)如圖2，輸入電流產(chǎn)生的磁通分為Фj1、Фj2兩部分。Φj1通過(guò)短路環(huán)，在其中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)Ed和感應(yīng)電流Id，感應(yīng)電流Id又產(chǎn)生磁通Φdo此Φd與Φj1合成磁通Φ1;Φd與Φj2合成磁通Φ2，Φ1與Φ2的相位差為

　　Φ1、Φ2在鋁圓盤中產(chǎn)生渦流，磁通與各自產(chǎn)生的渦流相互作用，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩。力矩的大小與電流的平方成比例。當(dāng)輸入電流達(dá)到動(dòng)作值時(shí)，由專門機(jī)構(gòu)使繼電器啟動(dòng)，鋁圓盤亦開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)一定時(shí)間，動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)接通。觸點(diǎn)接通動(dòng)作時(shí)限與電流成反比，稱為反時(shí)限特性(他定時(shí)限特性)。電磁機(jī)構(gòu)與電磁型繼電器類似。在輸入電流達(dá)到動(dòng)作電流的10倍以上時(shí)，觸點(diǎn)接通動(dòng)作時(shí)限與特性量無(wú)關(guān)，為自定時(shí)限。電壓繼電器廣泛用于小型電動(dòng)機(jī)、變壓器和配電線路的繼電保護(hù)裝置。

　　分類

　　1、從形態(tài)上，可分為：電磁式電壓繼電器和靜態(tài)電壓繼電器(集成電路電壓繼電器)。

　　2、從結(jié)構(gòu)類型，可分為：凸出式固定結(jié)構(gòu)、凸出式插拔式結(jié)構(gòu)、嵌入式插拔結(jié)構(gòu)、導(dǎo)軌式結(jié)構(gòu)等。

　　3、從電壓動(dòng)作類型，可分為：過(guò)電壓繼電器和低電壓(欠壓)繼電器。

　　4、從使用方式，可分為：有輔源和無(wú)輔助源電壓繼電器。

　　除此以外，常見(jiàn)的還有直流電壓繼電器、三相電壓繼電器、負(fù)序電壓繼電器、帶延時(shí)功能的電壓繼電器等。

　　電壓繼電器結(jié)構(gòu)和原理

　　1、電磁式電壓繼電器分為凸出式固定結(jié)構(gòu)，凸出式插拔式結(jié)構(gòu)，嵌入式插拔結(jié)構(gòu)等，并有透明的塑料外罩，可以觀察繼電器的整定值和規(guī)格等。

　　2、繼電器系電磁式，瞬時(shí)動(dòng)作，磁系統(tǒng)有兩個(gè)線圈，線圈出頭接在底座端子上，用戶可以根據(jù)需要串并聯(lián)，因而可使繼電器整定范圍變化一倍。

　　3、繼電器銘牌的刻度值及額定值對(duì)于電流繼電器是線圈串聯(lián)時(shí)的電流(以A為單位)，對(duì)于電壓繼電器是線圈并聯(lián)時(shí)的電壓(以V為單位)。轉(zhuǎn)動(dòng)刻度盤上的指針，以改變游絲的反作用力矩從而可以改變繼電器的動(dòng)作值。

　　電壓繼電器的作用

　　電壓繼電器是用于電氣設(shè)備或電動(dòng)機(jī)免于過(guò)電壓和欠電壓的一種保護(hù)電器器件。將電壓繼電器線圈并聯(lián)接入在主電路中，感測(cè)主電路的線路電壓，電壓繼電器的過(guò)電壓參數(shù)整定值一般為被保護(hù)線路額定電壓的1.05～1.2倍。當(dāng)被保護(hù)線路電壓正常時(shí)，銜鐵不動(dòng)作，被保護(hù)線路電壓高于額定值，達(dá)到過(guò)電壓繼電器的整定值時(shí)，銜鐵吸合，觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，從而達(dá)到保護(hù)的作用。

　　電壓繼電器的欠電壓參數(shù)整定值一般為被保護(hù)線路額定電壓的0.1～0.6倍。當(dāng)被保護(hù)線路電壓正常時(shí)，銜鐵可靠吸合，被保護(hù)線路電壓降至欠電壓繼電器的釋放整定值時(shí)，銜鐵釋放，觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)復(fù)位，常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)復(fù)位，從而達(dá)到保護(hù)的作用。

　　原因：電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路或非全相運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)定子繞組中將流過(guò)負(fù)序電流，并在發(fā)電機(jī)氣隙中建立負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，造成轉(zhuǎn)子上感應(yīng)出倍頻電流，引起轉(zhuǎn)子表面很大的附加發(fā)熱和局部高溫，甚至可能引起護(hù)環(huán)松脫等危險(xiǎn)。負(fù)序保護(hù)動(dòng)作于高壓開(kāi)關(guān)，作為發(fā)電機(jī)和主開(kāi)關(guān)站—超高壓配電裝置系統(tǒng)(GEW)的后備保護(hù)。

　　電壓繼電器使用和維護(hù)

　　1、繼電器使用前，需取去外殼，拔出機(jī)器，檢查有無(wú)在運(yùn)輸中產(chǎn)生的損壞：如動(dòng)片碰到磁板，游絲各圈相碰，動(dòng)片軸上的摩擦等，為此，將繼電器的指針整定在第一整定點(diǎn)上，用手將可動(dòng)系統(tǒng)往磁板方向轉(zhuǎn)動(dòng)，然后放開(kāi)，可動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)回到原平衡位置直到止檔，然后進(jìn)行必要的調(diào)整和整定。

　　2、繼電器在重新調(diào)整時(shí)，必須保證。

　　2.1、可動(dòng)系統(tǒng)的軸向活動(dòng)量在0.15～0.3mm之間。

　　2.2、動(dòng)片與磁極間的氣隙，應(yīng)當(dāng)保證繼電器在規(guī)定的任何工作情況下，動(dòng)片和磁板不得相碰。

　　2.3、具有動(dòng)合觸點(diǎn)和動(dòng)斷觸點(diǎn)的繼電器，在動(dòng)作過(guò)程中，橋形觸點(diǎn)不得同時(shí)接觸一動(dòng)合靜觸點(diǎn)和一動(dòng)斷靜觸點(diǎn)。

　　2.4、當(dāng)指針由第一刻度值旋向最終刻度值時(shí)，游絲各圈不得相碰。

　　2.5、繼電器動(dòng)作時(shí)，橋形觸點(diǎn)應(yīng)當(dāng)在靜觸點(diǎn)的中心線上滑動(dòng)(公差±lmm)，動(dòng)、靜觸點(diǎn)總氣隙不小于2mm。

　　2.6、靜觸點(diǎn)和限制片之間的距離應(yīng)不大于0.3mm。

　　2.7、在調(diào)整繼電器的動(dòng)作值時(shí)，最小整定值的調(diào)整主要是改變游絲反作用力的大小，最大整定值的調(diào)整，主要是改變動(dòng)片和磁板間的氣隙等。

　　2.8、不宜潤(rùn)滑繼電器軸和軸承。

　　2.9、不允許用砂紙或其它粗糙材料清潔觸點(diǎn)，宜用鋒利的刀刃或清潔的細(xì)磨石清潔觸點(diǎn)，然后用清潔的、柔軟的布片擦干凈，避免用手指接觸點(diǎn)。