继电保护常用元件——电流和电压继电器

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目录

一、继电器 

二、电流继电器

三、电压继电器

一、继电器 

电力系统主要的特点是高电压、大电流运行、检修人员直接操作高电压、大电流会造成人员伤亡，所以都是通过各类继电器、接触器控制高压断路器、开关进行的。继电器非常重要。

1、什么是继电器?
继电器是一种根据某种输入信号的变化使其自身的执行机构动作的自动控制电器。
它具有输入电路(又称感应元件)和输出电路(又称执行元件)，当感应元件的输入量(如电流、电压、频率、温度等)变化达到某一定值时，继电器动作，执行元件便接通或断开控制电路。简单的说，就是一种用弱信号来控制强信号(一般是强电)的开关。

2、分类:

1. 根据原理分:电磁型、感应型、晶体管型等
2. 根据反应的物理量分:电流、电压、阻抗等
3. 根据作用分:时间、中间、信号等

3、常用继电器

1. 直流电磁继电器：控制电流为直流的电磁继电器。按触点负载大小分为微功率、弱功率、中功率和大功率四种。
2. 交流电磁继电器：控制电流为交流的电磁继电器。按线圈电源频率常用的分50Hz 和 60Hz 二种。
3. 磁保持继电器(双稳态继电器)：利用永久磁铁或具有很高剩磁特性的零件，使电磁继电器的衔铁在其线圈断电后仍能保持在线圈通电时的位置上的继电器。

4、电磁继电器的结构：电磁型继电器一般由电磁铁芯、可动衔铁、线圈、接点、反作用弹簧、止挡等部分组成。

5、电磁继电器的工作原理：当电磁继电器线圈两端加上一定的电压或电流，线圈产生的磁通通过铁心、轭铁、衔铁、磁路工作气隙组成的磁路，在磁场的作用下，衔铁吸向铁心面，从而推动触点常闭触点断开，常开触点闭合;当线圈两端电压或电流小于一定值时，机械反力大于电磁吸力时，衔铁回到初始状态，常开触点断开，常闭触点接通。

常开(动合)角触点:指继电器有预定激励时闭合，无励时断开的触点组件常闭(动断)触点:指继电器有预定激励时断开，无励时闭合的触点组件。

6、继电特性

继电特性是继电器的主要特性，也称输入一输出特性。如上图，当继电器输入量x由零增至x2以前，输出量y为0。当 x逐渐增加到 x=x2。电磁场增强到克服弹簧弹力，继电器动作，y=y1，若x再增大，y保持不变。当x减小至x1，继电器返回，y=0，x再减小时y均为0。

继电特性其中x1称为继电器动作值。欲使继电器动作，输入量x必须大于或等于此值从线圈接受电信号到衔铁完全吸合所需时间称为动作时间。

X1称为继电器返回值，欲使继电器返回输入量x必须小于或等于此值。从线圈失电到衔铁完全释放所需时间称为返回时闻。k=x1/x2，称为继电器的返回系数。一般继电器的动作、返回时间为 0.05 ~0.15S，快速继电器则为0.005-0.05S 。

为什么X1和X2不一致？主要是由于摩擦力的存在，因此实际的过程如下：

继电器的继电特性:动作过程
电磁力矩=弹簧力矩+摩擦力继电器的

继电特性:返回过程
弹簧力矩=电磁力矩+摩擦力

二、电流继电器

1、电流继电器定义:输入量(激励量)是电流并当其达到规定的电流值时做出相应动作的一种继电器。
2、分类:

• 过流继电器:继电器线圈流过电流超过设定值时，衔铁吸合动作:当流过线圈的电流降低于设定值，衔铁释放，带动触头动作。
• 欠流继电器:继电器线圈流过电流低于设定值时，衔铁吸合动作当流过线圈的电流高于设定值，衔铁释放，带动触头动作。
• 过电流继电器和欠电流继电器在电路中分别起过电流或欠电流保护作用。继电保护系统中常用过流继电器。

3、电气符号和实物图

4、参数
动作电流：能够使继电器动作的最小电流称为动作电流，常用lop来表示。
返回电流：能够使继电器返回的最大电流称为返回电流，常用Ire来表示。
返回系数：返回电流与动作电流之比，常用Kre来表示。

返回系数 Kre 不能过大，也不能过小。

过电流继电器技术规范要求其数值范围为0.85~0.9之间。Kre过大:动作灵敏但可靠性低;Kre过小:可靠性高但不灵敏。欠电流继电器的数值范围一般不大于 1.2。

5、接线图

如图该电流继电器有3组节点可分别接到不同的回路;有2个线圈，使用要么并联要么串联。

6、注意事项
电流继电器是根据电流的大小来动作的，因此一般串联在电路中，所以其线圈阻抗很小，甚至可以忽略，一旦将其并联在回路中，将造成回路短路，引发事故，千万不要并联在回路中。
电流继电器有个额定电流，其测量电流不能超过额定电流使用。
由于经常动作，其摩擦力将会改变，因此为了保证返回系数，需要经常测试调整。

7、小结

• 一般知识和电流继电器的特性。
• 电力系统中继电器非常重要，是人们和高电压、大电流间的环节。
• 电流继电器通过电流来反映电系系统的参数。
• 电流继电器使用时，需要注意额定参数和相关的接线。

三、电压继电器

1、电压继电器定义：输入量(激励量)是电压并当其达到规定的电压值时做出相应动作的一种继电器。

2、分类:
过压继电器：继电器线圈两端电压超过设定值时，衔铁吸合动作;当电压降低于设定值时衔铁释放，带动触头动作。

欠压继电器：继电器线圈两端电压低于设定值时，衔铁吸合动作;当电压高于设定值时衔铁释放，带动触头动作。

过电压继电器和欠电压继电器在电路中分别起过电压或欠电压保护作用。

3、电气符号和实物图

4、参数
动作电压：能够使继电器动作的最小电压称为动作电压，常用Uop来表示。
返回电压：能够使继电器返回的最大电压称为返回电压，常用Ure来表示。
返回系数:返回电压与动作电压之比，常用Kre来表示。

返回系数 Kre 不能过大，也不能过小。

过电压继电器技术规范要求其数值范围为0.85~0.9之间。Kre 过大:动作灵敏但可靠性低;Kre 过小:可靠性高但不灵敏。欠电压继电器的数值范围一般不大于 1.2。

5、接线图

如图该电压继电器有3组节点可分别接到不同的回路;有2个线圈，使用要么并联要么串联。

6、注意事项

• 电压继电器是根据电压的大小来动作的，因此一般并联在电路中，所以其线圈阻抗很大，一日将其串联在回路中，将造成回路开路。
• 电压继电器有个额定电压的参数，其测量电压不能超过额定电压使用。
• 由于经常动作，其摩擦力将会改变，因此为了保证返回系数，需要经常测试调整。

7、小结

• 电压继电器的特性。
• 电压继电器通过电压来反映电力系统的运行参数。
• 电压继电器使用时，需要注意额定参数和相关的接线。

本文主要介绍了继电器的原理、电流继电器、电压继电器。其中还有其他的继电器如：时间、中间信号等继电器。在这里就不展开讲了，如果以后有需要再详细展开。