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)用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。主要用于發(fā)電機、變壓器和輸電線的繼電保護裝置中，作為過電壓保護或低電壓閉鎖的啟動原件。

　　電壓繼電器是輸入量、特性量為電壓的量度繼電器，分為過電壓繼電器和欠電壓繼電器。前者由于電壓值增加達到整定值而動作，然后處于動后狀態(tài);后者由于電壓值減少達到整定值而動作，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)電壓達到整定值時，鐵芯將舌片吸合，繼電器動作，觸點閉合或斷開，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)型過流繼電器具有感應(yīng)機構(gòu)和電磁機構(gòu)。感應(yīng)機構(gòu)如圖2，輸入電流產(chǎn)生的磁通分為Фj1、Фj2兩部分。Φj1通過短路環(huán)，在其中產(chǎn)生感應(yīng)電勢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)輸入電流達到動作值時，由專門機構(gòu)使繼電器啟動，鋁圓盤亦開始轉(zhuǎn)動，經(jīng)一定時間，動觸點與靜觸點接通。觸點接通動作時限與電流成反比，稱為反時限特性(他定時限特性)。電磁機構(gòu)與電磁型繼電器類似。在輸入電流達到動作電流的10倍以上時，觸點接通動作時限與特性量無關(guān)，為自定時限。電壓繼電器廣泛用于小型電動機、變壓器和配電線路的繼電保護裝置。

　　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、從電壓動作類型，可分為：過電壓繼電器和低電壓(欠壓)繼電器。

　　4、從使用方式，可分為：有輔源和無輔助源電壓繼電器。

　　除此以外，常見的還有直流電壓繼電器、三相電壓繼電器、負序電壓繼電器、帶延時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，瞬時動作，磁系統(tǒng)有兩個線圈，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于電流繼電器是線圈串聯(lián)時的電流(以A為單位)，對于電壓繼電器是線圈并聯(lián)時的電壓(以V為單位)。轉(zhuǎn)動刻度盤上的指針，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)備或電動機免于過電壓和欠電壓的一種保護電器器件。將電壓繼電器線圈并聯(lián)接入在主電路中，感測主電路的線路電壓，電壓繼電器的過電壓參數(shù)整定值一般為被保護線路額定電壓的1.05～1.2倍。當(dāng)被保護線路電壓正常時，銜鐵不動作，被保護線路電壓高于額定值，達到過電壓繼電器的整定值時，銜鐵吸合，觸點機構(gòu)動作，常開和常閉觸點輸出相應(yīng)的控制信號，從而達到保護的作用。

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

　　原因：電力系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路或非全相運行時，發(fā)電機定子繞組中將流過負序電流，并在發(fā)電機氣隙中建立負序旋轉(zhuǎn)磁場，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，甚至可能引起護環(huán)松脫等危險。負序保護動作于高壓開關(guān)，作為發(fā)電機和主開關(guān)站—超高壓配電裝置系統(tǒng)(GEW)的后備保護。

　　電壓繼電器使用和維護

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

　　2、繼電器在重新調(diào)整時，必須保證。

　　2.1、可動系統(tǒng)的軸向活動量在0.15～0.3mm之間。

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

　　2.3、具有動合觸點和動斷觸點的繼電器，在動作過程中，橋形觸點不得同時接觸一動合靜觸點和一動斷靜觸點。

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

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

　　2.6、靜觸點和限制片之間的距離應(yīng)不大于0.3mm。

　　2.7、在調(diào)整繼電器的動作值時，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，主要是改變動片和磁板間的氣隙等。

　　2.8、不宜潤滑繼電器軸和軸承。

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