繼電器在電氣工程及其自動化低壓電器中的應(yīng)用研究

【摘要】繼電器具有標(biāo)準(zhǔn)化程度高、通用性好、能夠使電路簡化等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化控制以及家電產(chǎn)品等領(lǐng)域當(dāng)中。本文對繼電器的基本原理及其作用進行分析，并對繼電器在電氣工程及其自動化低壓電氣中的具體應(yīng)用進行了研究探析。

【關(guān)鍵詞】繼電器；電氣工程；自動化；應(yīng)用

1、繼電器的基本原理及其作用分析

1.1 繼電器的基本原理

就繼電器而言，其常常被用于保護電氣設(shè)備的運行安全性，如變壓器、馬達、發(fā)電機以及輸電線路短路保護等等。當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常故障時，繼電器可以向值守人員發(fā)出告警信號，而想要確保繼電器能夠發(fā)揮出應(yīng)用的作用，其應(yīng)當(dāng)具備以下功能特性：

（1）安全性和可靠性，這是一個合格的繼電器必須具備的特性，只有這樣才能避免繼電器本身出現(xiàn)故障；

（2）快速反應(yīng)能力。能夠以最短時間消除可以消除的所有故障；

（3）選擇性。繼電器應(yīng)當(dāng)能夠確保電力系統(tǒng)始終向無故障區(qū)域進行供電；

（4）靈敏性。電力系統(tǒng)運行過程中的參數(shù)在正常運行和發(fā)生故障情況下的區(qū)別是非常明顯的，繼電器就是通過這些參數(shù)的具體變化情況，在反映和檢測的基礎(chǔ)之上對電力系統(tǒng)的故障性質(zhì)和故障影響范圍進行判斷，并作出相應(yīng)的反應(yīng)和處理。

繼電器的基本工作原理如下：由取樣單元負責(zé)將被保護設(shè)備運行過程中的物理量經(jīng)過電氣隔離并將之轉(zhuǎn)換為繼電保護裝置中比較鑒別單元能夠接收到的信號，然后根據(jù)該單元的要求進行相應(yīng)處理，再按照比較環(huán)節(jié)輸出量的性質(zhì)、大小以及組合方式出現(xiàn)順序的先后確定出繼電保護裝置是否需要動作。

1.2 繼電器的作用

繼電器本身具有以下優(yōu)點：標(biāo)準(zhǔn)化程度高、通用性好、能夠使電路簡化等，正是因為繼電器的這些優(yōu)點使其被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化控制以及家電產(chǎn)品等領(lǐng)域當(dāng)中。但是有些專家認為，在電子元器件當(dāng)中，繼電器是最不可靠的一種裝置，并且在整機的可靠性設(shè)計當(dāng)中，往往將繼電器、可調(diào)電感器以及電位器等裝置列為不用或是少用的元件。然而，因為繼電器在控制電路中有著十分獨特的電氣和物理特性，其斷路狀態(tài)下的高絕緣電阻以及通路狀態(tài)下的低導(dǎo)通電阻是其它任何電子器件都無法比擬的。為此，確保繼電器的運行可靠性成為業(yè)界研究的重點課題之一。電子元器件的可靠性應(yīng)當(dāng)包括以下兩個方面的內(nèi)容，即固有可靠性和使用可靠性。其中前者是元器件可靠的基礎(chǔ)，一般都是通過設(shè)計和制造廠商來進行控制，以確保制造出來的元器件能夠達到要求的可靠性等級，而后者則是整機可靠性的基礎(chǔ)，必須闡明的是，使用高可靠質(zhì)量等級的元器件卻并一定能夠制造出高可靠性的整機，這是因為里面涉及到使用可靠性的問題。使用可靠性具體是指按照各種元器件的特性通過可靠性設(shè)計方法，最大限度地發(fā)揮出元器件固有可靠性的作用，進而達到整機的可靠性要求。與其它電子元器件相比，繼電器是由機械傳動和電磁兩個部分構(gòu)成的，這種結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，因而繼電器的可靠性就顯得相對較差，若是實際使用過程中采取一定的防范措施，則能夠使其達到理想中的效果。

2、 繼電器在電氣工程及其自動化低壓電氣中的具體應(yīng)用研究

2.1 電磁類繼電器的應(yīng)用

電磁繼電器的特性。此類繼電器的主要特性是輸入-輸出，也就是我們通常所說的繼電特性，通常情況下，欠電壓繼電器對返回系數(shù)的要求相對較高，值應(yīng)當(dāng)>0.6。假設(shè)某一繼電器的=0.66，吸合電壓為額定電壓的90%，那么當(dāng)電壓低于額定電壓的50%時，繼電器便會釋放，進而達到欠電壓保護的目的。此外，繼電器的吸合與釋放時間也是比較重要的參數(shù)之一。其中吸合時間主要是指從線圈接受電信號到銜鐵完成吸合過程所需要的時間，而釋放時間則是指從線圈失電到銜鐵完全釋放所需要的時間。通常情況下，繼電器的吸合與釋放時間為0.05-0.15，該數(shù)值的大小對繼電器的操作頻率會有一定的影響。

2.2 非電磁類繼電器的應(yīng)用

非電磁類繼電器又被稱為熱繼電器，即FR，這種類型的繼電器常常被用于電力拖動系統(tǒng)當(dāng)中電動機負載的過載保護。在實際運行過程中，電動機常常會出現(xiàn)過載的現(xiàn)象，一般時間較短、絕緣繞組在允許溫升范圍內(nèi)的過載是可以經(jīng)常出現(xiàn)的，但是若過載情況比較嚴(yán)重、時間較長，便會引起電動機絕緣過早老化，這樣會導(dǎo)致電動機的使用壽命縮短，如果過載情況非常嚴(yán)重，還有可能造成電動機燒損的后果。為此，對電動機進行過載保護就顯得非常重要。FR主要由雙金屬片、熱元件以及觸點等組成，其中熱元件是由發(fā)熱電阻絲制作而成，雙金屬片具體是由兩種熱膨脹系數(shù)不停的金屬輾壓而成，當(dāng)雙金屬片受熱時便會出現(xiàn)彎曲變形的情況。實際使用時，可將熱元件串接到電動機的主電路上，同時將常閉觸點串接在電動機的控制電路當(dāng)中。當(dāng)電動機處于運轉(zhuǎn)的狀態(tài)時，雖然熱元件所產(chǎn)生出來的熱量也會使雙金屬出現(xiàn)彎曲的情況，但是并不足以是FR的觸點發(fā)生動作；而當(dāng)電動機過載時，雙金屬片的彎曲位移便會隨之不斷增大，在這一過程中會推動導(dǎo)板是常閉觸點斷開，進而起到切斷電動機控制電路的作用，這樣便不會造成電動機因過載損壞。

結(jié)束語

總而言之，在電氣工程中，繼電器是不可或缺的設(shè)備之一，它的應(yīng)用能夠進一步降低自動化低壓電器設(shè)備故障的發(fā)生幾率。而想要使繼電器充分發(fā)揮出自身的保護作用，應(yīng)當(dāng)進行合理選型，并確保繼電器的運行可靠性。只有這樣，才能使繼電器在電氣工程中的作用獲得最大程度地發(fā)揮。

參考文獻：

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[2]郭新鳳. 探析繼電器在電氣工程及其自動化低壓電器中的應(yīng)用[J].赤子，2012（4）.

作者簡介：楊占興，男，浙江，省份證號碼：4206191976****5597