[科普中国]-电压继电器

介绍

电压继电器是输入量、特性量为电压的量度继电器，分为过电压继电器和欠电压继电器。前者由于电压值增加达到整定值而动作，然后处于动后状态；后者由于电压值减少达到整定值而动作，然后处于释放状态。电压继电器有电磁型、晶体管型。

电磁型电压继电器原理及结构如图1所示，当电压达到整定值时，铁芯将舌片吸合，继电器动作，触点闭合或断开，控制电路通断。晶体管型电压继电器由电压形成回路、整流滤波回路、比较回路、执行回路和输出回路组成。感应型过流继电器具有感应机构和电磁机构。

感应机构如图2，输入电流产生的磁通分为Фj1、Фj2两部分。Φj1通过短路环，在其中产生感应电势Ed和感应电流Id，感应电流Id又产生磁通Φdo此Φd与Φj1合成磁通Φ1;Φd与Φj2合成磁通Φ2，Φ1与Φ2的相位差为。Φ1、Φ2在铝圆盘中产生涡流，磁通与各自产生的涡流相互作用，产生旋转力矩。力矩的大小与电流的平方成比例。当输入电流达到动作值时，由专门机构使继电器启动，铝圆盘亦开始转动，经一定时间，动触点与静触点接通。触点接通动作时限与电流成反比，称为反时限特性(他定时限特性)。电磁机构与电磁型继电器类似。在输入电流达到动作电流的10倍以上时，触点接通动作时限与特性量无关，为自定时限。电压继电器广泛用于小型电动机、变压器和配电线路的继电保护装置。2

分类从形态上，可分为：电磁式电压继电器和静态电压继电器（集成电路电压继电器）。

从结构类型，可分为：凸出式固定结构、凸出式插拔式结构、嵌入式插拔结构、导轨式结构等。

从电压动作类型，可分为：过电压继电器和低电压（欠压）继电器。

从使用方式，可分为：有辅源和无辅助源电压继电器。3

除此以外，常见的还有直流电压继电器、三相电压继电器、负序电压继电器、带延时功能的电压继电器等。

电磁式电压继电器1.结构和原理

电磁式电压继电器分为凸出式固定结构，凸出式插拔式结构，嵌入式插拔结构等，并有透明的塑料外罩，可以观察继电器的整定值和规格等。

电磁式电压继电器磁系统有两个线圈，线圈出头接在底座端子上，用户可以根据需要串并联，因而可使继电器整定范围变化一倍。

电磁式电压继电器铭牌的刻度值及额定值对于电流继电器是线圈串联时的电流(以A为单位)，对于电压继电器是线圈并联时的电压(以V为单位)。转动刻度盘上的指针，以改变游丝的反作用力矩从而可以改变继电器的动作值。

电磁式电压继电器的动作：对于过电流(压)继电器，电流(压)升至整定值或大于整定值时，继电器就动作，动合触点闭合，动断触点断开。当电流(压)降低到0.8倍整定值时，继电器就返回，动合触点断开，动断触点闭合，对于低电压继电器，当电压降低到整定电压时，继电器就动作，动合触点断开，动断触点闭合。

2.技术要求

1. 继电器额定电压、整定范围、功率消耗、返回系数。

2. 动作值极限误差：在基准条件下，继电器各整定值极限误差不超过±6%。

3. 动作值一致性：在基准条件下，继电器动作值的一致性不超过6 %整定值。

4. 温度变化引起的变差：在标称极限温度下，动作电压的变差不超过±5%整定值。

5. 动作时间：在1.1倍实测动作值时，过电压继电器的动作时间不大于0.12 s（对DY-32～34/60C不大于0.15 s）；在2倍实测动作值时，动作时间不大于0.04 s（对DY-32～34/60C不大于0.06 s）；低电压继电器在0.5倍实测动作值时，动作时间不大于0.15s。

6. 热性能：当周围环境温度为40℃时，继电器能在长期允许电压（见表1）下工作，无绝缘和其它元件损坏，其线圈温升不超过65℃。

7. 过载能力：当继电器的线圈并联时，在最小整定值处，使电压均匀地自1.05倍整定电压升至2.2倍整定电压时，继电器动合触点不应有不能工作的抖动。

8. 绝缘性能

a. 绝缘电阻不小于300MΩ。

b. 介质强度

继电器各导电电路连在一起与外露的非带电金属部分及外壳之间，能承受2kV（有效值）、50Hz的交流电压历时1min的试验，而无绝缘击穿或闪络现象。

9. 动作可靠性

a. 在动作电压或返回电压下，继电器动作过程中的可动系统不应停滞在中间位置。

b. 当对线圈突然施加1.75倍的整定电压激励量时，其动合触点应无抖动地闭合。

c. 当无外来碰撞和振动，继电器的整定值整定在铭牌中部（或大于中部整定值）时，过电压继电器激励量为整定电压的0.6倍，继电器的动断触点应可靠地闭合，动合触点应可靠地断开；低电压继电器激励量不低于整定电压的1.5倍，继电器的动断触点应可靠地断开，在0.6倍的整定电压（或更低）时，继电器的动断触点应可靠地闭合。

10. 触点性能

a. 触点断开容量：在直流有感（τ= 5ms）回路，U≤250V，I≤2A，为50W；在交流（cosφ=0.4）回路，U≤250V，I≤2A，为250VA。

b. 电寿命：5×10次。

c. 机械寿命为10次。

3.调试方法

1. 继电器在使用前应检查有无在运输中产生的损坏，即将继电器整定在第一整定点上，用手将可动系统往磁极方向转动，然后放开，可动系统应当转回到原来位置，直到止挡。

2. 继电器重新调整时，必须保证：

a. 可动系统的轴向活动量在0.15～0.25mm之间；

b. 动片和磁极间的气隙应均匀，在任何动作情况下，动片和磁极不应相碰；

c. 在动作过程中，可动系统不得停滞在中间位置；

d. 当指针由第一刻度旋向最大刻度时，游丝各圈不得相碰；

e. 当触点在打开位置时，动静触点间总气隙不小于1.5mm；

f. 静触点片和限制片间的间隙为0.1mm～0.3mm。

3. 继电器最小整定值的调整，主要是改变游丝的反作用力的大小，最大整定值的调整主要是改变动片和磁极间的气隙等。

静态电压继电器1.结构和原理

静态电压继电器分为凸出式固定结构，凸出式插拔式结构，嵌入式插拔结构，导轨式结构等，并有透明的塑料外罩（导轨式为全封闭式)，用薄码进行整定。

当被测量的交流电压经隔离变压器降压后得到与被测电压成正比的电压Ui，经整定后进行整流，整流后脉冲电压经滤波器滤波，得到与Ui成正比的直流电压Uo，在电平检测中Uo与直流参考电压Ue进行比较，若直流电压 Uo 高于参考电压，电平检测器输出正信号，驱动出口继电器，则本继电器处于动作状态。反之，不论是过电压继电器或是低电压继电器，若直流电压 Uo 低于参考电压Ue，电平检测器输出负信号，本继电器处于不动作状态。

2.主要技术参数

1、辅助电源：AC/DC85-265V

2、过载能力：交流回路允许长期接通1.2倍额定值。

3、电压整定范围:

有辅源（0.1-99.9V，40-450V）

无辅源（19-130V，85-265V，180-440V）

4、功率消耗：交流回路功耗小于1VA(交流额定值100V时)

5、整定误差

a、在整定范围内，整定平均误差的绝对值不大于3%，平均误差=(5次测量平均值-整定值)/整定值×100%。

b、在基准条件下，同一整定值上测量的5次动作值的最大值和最小值应不大于的4%。

c、在-10℃~50℃的温度下，任一整定点误差的绝对值应不大于整定值的4%。

d、在辅助电压80~110%变化范围内，任一整定值整定误差的绝对值应不大于4%。

6、动作时间

a、过电压继电器：1.2倍整定值的动作时间不大于25ms；2倍整定值的动作时间不大于20ms；

b、低电压继电器：0.5倍整定值的动作时间不大于20m。

7、返回系数

a、过电压继电器返回系数为0.85~0.95；

b、低电压继电器返回系数为1.02~1.12；

8、返回时间：不大于27ms。

3.静态有源电压继电器

静态有源电压继电器用于发电机保护、变压器保护和输电线路保护装置中，作为过电压保护或低电压闭锁的启动元件。本继电器为集成电路静态型继电器，精度高、功耗小、动作时间短、返回系数高、整定直观方便、范围宽，且作为低电压继电器使用无抖动现象。有辅源电压继电器，辅助电源采用开关电源变换，85-265V交直流通用，工作范围大，从1-450V均能可靠工作。

4.静态无源电压继电器

电压继电器用于发电机、变压器和输电线的继电保护装置中，作为过电压保护或低电压闭锁的启动元件。本继电器为集成电路静态型继电器，精度高、功耗小、动作时间短、返回系数高、整定直观方便、范围宽，且作为低电压继电器使用无抖动现象。无源电压继电器则无需直流辅助电源，采用拨码开关整定电压值，用数字倍率开关切换，改变后无需校验。均可完全可以替代电磁型电压继电器。无源电压继电器分别采用凸出式固定结构、凸出式插拔结构(JK-1、JK-1Q)、嵌入式插拔结构(A11K、A11H、A11Q)壳体。1