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控制繼電器基礎(chǔ)知識(shí)解析
控制繼電器是一種自動(dòng)電器，它適用于遠(yuǎn)距離接通和分?jǐn)嘟?、直流小容量控制電路，并在電力?qū)動(dòng)系統(tǒng)中供控制、保護(hù)及信號(hào)轉(zhuǎn)換用。控制繼電器的輸入量通常是電流、電壓等電量，也可以是溫度、壓力、速度等非電量，輸出量則是觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)發(fā)出的電信號(hào)或輸出電路的參數(shù)變化。繼電器的特點(diǎn)是當(dāng)其輸入量的變化達(dá)到一定程序時(shí)，輸出量才會(huì)發(fā)生階躍性的變化。
用途特點(diǎn)
控制繼電器是一種自動(dòng)電器，它適用于遠(yuǎn)距離接通和分?jǐn)嘟弧⒅绷餍∪萘靠刂齐娐罚⒃陔娏︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)中供控制、保護(hù)及信號(hào)轉(zhuǎn)換用。
繼電器的輸入量通常是電流、電壓等電量，也可以是溫度、壓力、速度等非電量，輸出量則是觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)發(fā)出的電信號(hào)或輸出電路的參數(shù)變化。繼電器的特點(diǎn)是當(dāng)其輸入量的變化達(dá)到一定程序時(shí)，輸出量才會(huì)發(fā)生階躍性的變化。
分類(lèi)作用
控制繼電器用途廣泛，種類(lèi)繁多，習(xí)慣上按其輸入量不同分為如下幾類(lèi)：
①電壓繼電器它是根據(jù)電路電壓變化而動(dòng)作的繼電器，如用于電動(dòng)機(jī)失壓、欠壓保護(hù)的交直流電壓繼電器；用于繞線(xiàn)式電動(dòng)機(jī)制動(dòng)和反轉(zhuǎn)控制的交流電壓繼電器；用于直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)及反接制動(dòng)的直流電壓繼電器等。
供增大控制電路中觸點(diǎn)數(shù)量或容量而用的中間繼電器，實(shí)質(zhì)上也是電壓繼電器，僅僅是其動(dòng)作值無(wú)需調(diào)整而已。
②電流繼電器它是根據(jù)電路電流變化而動(dòng)作的繼電器，被用于電動(dòng)機(jī)和其他負(fù)載的過(guò)載及短路保護(hù)、以及直流電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)控制或失磁保護(hù)等。
③時(shí)間繼電器這是從接受信號(hào)到執(zhí)行元件動(dòng)作有一定時(shí)間間隔的繼電器，如起電動(dòng)機(jī)時(shí)用以延時(shí)切換起動(dòng)電阻、電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)和生產(chǎn)過(guò)程的程序控制等所用的繼電器。
④熱繼電器供交流電動(dòng)機(jī)過(guò)載及斷相保護(hù)用的繼電器。
⑤溫度繼電器供各種設(shè)備作過(guò)熱保護(hù)或溫度控制用的繼電器。
⑥速度繼電器供電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向變化監(jiān)測(cè)的繼電器。
常規(guī)產(chǎn)品
通用繼電器
通用繼電器是可用作電壓繼電器、欠電流繼電器、中間繼電器和時(shí)間繼電器的直流電磁式繼電器。它以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、成本低而被廣泛用于低壓控制系統(tǒng)。
通用繼電器作為電壓繼電器使用時(shí)，吸引電壓可在30%~50%Un的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，釋放電壓可在7%~20%Un的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；作為欠電流繼電器使用時(shí)，吸引電流可在30%~65%In的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；作為時(shí)間繼電器使用時(shí)。斷電延時(shí)范圍為0.3~5s。對(duì)它的返回系數(shù)不作規(guī)定。但作過(guò)電流或過(guò)電壓繼電器使用時(shí)，返回系數(shù)小于1;作欠電流或欠電壓繼電器使用時(shí)，返回系數(shù)大于1。
常用的通用繼電器有K18型、K3型、具有雙線(xiàn)圈的K3-S型、高返回系數(shù)的K9、K10型、交流的K4型以及小型的KX型等產(chǎn)品。
K18系列產(chǎn)品的額定絕緣電壓為440V,作電壓繼電器和時(shí)間繼電器時(shí)的額定工作電壓有24、48、110、220、440V五級(jí)，作欠電流繼電器時(shí)的額定電流有1.6、2.5、4、6、10、16、25、40、63、100、160、250、400、630A等十四級(jí)。額定操作頻率一般為1200次/h（作時(shí)間繼電器時(shí)除外）。觸頭的額定電壓為AC380V及DC220V,約定發(fā)熱電流為10A,機(jī)械壽命為1000萬(wàn)次，電壽命為50萬(wàn)次。
電流繼電器
電流繼電器一般可兼作過(guò)電流和欠電流繼電器，用于電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制和過(guò)載保護(hù)。
常用的過(guò)電流繼電器產(chǎn)品有KA12、KA14及KA18等系列。KA12系列適用于額定電壓為AC380V（50Hz）、DC440V及以下的電路，供交流繞線(xiàn)式電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制及過(guò)載保護(hù)用。它具有以甲基硅油為阻尼系統(tǒng)，故其保護(hù)特性為反時(shí)限的。其線(xiàn)圈電流由1A至300A分12級(jí)。觸頭額定電流為5A。KA14及KA18系列產(chǎn)品的線(xiàn)圈額定電流由1A至1500A分15級(jí)，且有高返回系數(shù)產(chǎn)品。
中間繼電器
中間繼電器主要起擴(kuò)大觸頭數(shù)量及觸頭容量用。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，它仍屬電磁式電壓繼電器，但其動(dòng)作參數(shù)無(wú)需調(diào)整，對(duì)其返回系數(shù)亦無(wú)要求。
繼電器的電磁系統(tǒng)采用螺管式電磁鐵。線(xiàn)圈通電時(shí)，動(dòng)鐵心被吸向錐形擋鐵，并帶動(dòng)橫梁，使兩側(cè)的動(dòng)觸頭支架向上運(yùn)動(dòng)，令觸點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。線(xiàn)圈斷電后，在反力彈簧作用下，動(dòng)鐵心和動(dòng)觸點(diǎn)支架均恢復(fù)原位。
時(shí)間控制
隨工作原理的不同，時(shí)間繼電器可分為：電磁式時(shí)間繼電器、鐘表式時(shí)間繼電器、氣囊式時(shí)間繼電器、電子式時(shí)間繼電器和數(shù)字式時(shí)間繼電器。
隨延時(shí)方式不同，時(shí)間繼電器又分為：通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型兩種。前者在獲得輸入信號(hào)后立即開(kāi)始延時(shí)，需待延時(shí)完畢，其執(zhí)行部分才輸出信號(hào)以操縱控制電路；當(dāng)輸入信號(hào)消失后，繼電器立即恢復(fù)到動(dòng)作前的狀態(tài)。后者恰恰相反，當(dāng)獲得輸入信號(hào)后，執(zhí)行部分立即有輸出信號(hào)；而在輸入信號(hào)消失后，繼電器卻需要經(jīng)過(guò)一定的延時(shí)，才能恢復(fù)到動(dòng)作前的狀態(tài)。
電子式時(shí)間繼電器
電子式時(shí)間繼電器按構(gòu)成原理可分為阻容式和數(shù)字式兩種。按延時(shí)的方式又可分為通電延時(shí)型、斷電延時(shí)型和帶瞬動(dòng)觸點(diǎn)的通電延時(shí)型等三種。電子式時(shí)間繼電器全部電路由延時(shí)環(huán)節(jié)、鑒幅器、輸出電路、電源和指示燈等五部分組成。
電子式時(shí)間繼電器產(chǎn)品種類(lèi)很多，如KT13、KT14、KT15以至KT20系列等等，常用的KT20系列產(chǎn)品采用的電路有單結(jié)晶體管的和場(chǎng)效應(yīng)管的兩類(lèi)。
KT20系列產(chǎn)品的工作電壓有AC36、110、127、220、380V（50Hz）及DC24、48、110V等。延時(shí)范圍分0.1~300s、0.1~3600s、0.1~180s等三檔。其最大延時(shí)值應(yīng)小于標(biāo)稱(chēng)延時(shí)值的110%,最小延時(shí)值應(yīng)小于該等級(jí)標(biāo)稱(chēng)延時(shí)值的10%。通電延時(shí)型的重復(fù)工作時(shí)間間隔不小于1s;斷電延時(shí)型的最小通電時(shí)間不大于1s。重復(fù)延時(shí)誤差不大于±3%;綜合延時(shí)誤差在正常工作條件下連續(xù)動(dòng)作時(shí)不大于±10%。產(chǎn)品具有一定的抗干擾能力。觸頭共兩對(duì)，分通電延時(shí)或斷電延時(shí)2對(duì)和通電延時(shí)1對(duì)及瞬時(shí)動(dòng)作1對(duì)等搭配方式。觸頭工作電壓為AC220、380V（50Hz）及DC220V,工作電流因有無(wú)瞬動(dòng)觸頭、負(fù)載性質(zhì)、接通或分?jǐn)?、電壓種類(lèi)而異，在0.5~7.5A的范圍內(nèi)。
熱繼電器
熱繼電器是利用電流通過(guò)發(fā)熱元件時(shí)產(chǎn)生的熱量，使雙金屬片受熱彎曲而推動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作的一種電器。它主要用于電動(dòng)機(jī)的過(guò)載、斷相及電流不平衡的保護(hù)，以及其他電氣設(shè)備發(fā)熱狀態(tài)的控制。
熱繼電器的形式有許多種，其中常用的有：雙金屬片式、熱敏電阻式、易熔合金式三種，最常用的是雙金屬片式熱繼電器。產(chǎn)品主要有JR16及JR20兩個(gè)系列。
熱繼電器的熱元件加熱方式有四種：直接加熱式、間接加熱式、復(fù)合加熱式和電流互感器加熱式。
直接加熱式是以雙金屬片本身作為加熱元件，讓負(fù)載電流通過(guò)它，借其自身的電阻損耗產(chǎn)生熱量加熱，因而具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、省材料、發(fā)熱時(shí)間常數(shù)小和反映溫度變化快等特點(diǎn)，但由于其發(fā)熱量受到雙金屬片尺寸的限制，只適用于容量較小的場(chǎng)合。間接加熱式的熱元件由電阻絲或帶制成，繞在雙金屬片四周，并且互相絕緣，故發(fā)熱時(shí)間常數(shù)大、反映溫度變化較慢，但熱元件可按發(fā)熱需要選擇，因而容量較大。復(fù)合加熱式介于上述兩種加熱方式之間，熱元件電阻值可通過(guò)與雙金屬片串聯(lián)或并聯(lián)的方式調(diào)整，應(yīng)用較廣泛。電流互感器加熱方式多用于負(fù)載電流大時(shí)，以減小通過(guò)熱元件的電流。
熱繼電器的基本性能有：
①安秒特性 即電流-時(shí)間特性，它表示熱繼電器的動(dòng)作時(shí)間與通過(guò)電流之間的關(guān)系，通常為反時(shí)限特性。為了可靠地實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)，熱繼電器的安秒特性應(yīng)低于電動(dòng)機(jī)的允許過(guò)載特性。
②溫度補(bǔ)償 為了減少因環(huán)境溫度變化引起的動(dòng)作誤差，熱繼電器應(yīng)采取溫度補(bǔ)償措施。
③熱穩(wěn)定性 即耐受過(guò)載電流的能力。對(duì)熱元件的熱穩(wěn)定性要求是：在最大整定電流時(shí)，對(duì)額定電流為100A及以下的通以10倍最大整定電流、對(duì)整定電流在100A以上的通以8倍最大整定電流后，熱繼電器應(yīng)能可靠地動(dòng)作5次。
④控制觸點(diǎn)的壽命 熱繼電器的常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)在規(guī)定的工作電流下，應(yīng)能操作交流接觸器的線(xiàn)圈線(xiàn)路1000次以上。
⑤復(fù)位時(shí)間 熱繼電器的自動(dòng)復(fù)位時(shí)間應(yīng)不大于5min,手動(dòng)復(fù)位時(shí)間應(yīng)不大于2min。
⑥電流調(diào)節(jié)范圍 一般為66%~100%,最大為50%~100%。
選擇應(yīng)用
選用
時(shí)間繼電器的選用
選用時(shí)間繼電器時(shí)可從下列六個(gè)方面來(lái)考慮：
①根據(jù)控制線(xiàn)路組成的需要，確定使用通電延時(shí)型或斷電延時(shí)型的繼電器；
②由于時(shí)間繼電器動(dòng)作后的復(fù)位時(shí)間應(yīng)比固有動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)一些，否則將增大延時(shí)誤差甚至不能產(chǎn)生延時(shí)，故組成重復(fù)延時(shí)線(xiàn)路或動(dòng)作頻繁處，應(yīng)特別注意；
③凡對(duì)延時(shí)要求不高處，宜采用價(jià)格較低的電磁阻尼式或氣囊式時(shí)間繼電器，反之則采用電動(dòng)機(jī)式或晶體管式時(shí)間繼電器；
④電源電壓波動(dòng)大處，宜采用氣囊式或電動(dòng)機(jī)式時(shí)間繼電器，電源頻率變動(dòng)大處，忌用電動(dòng)機(jī)式的產(chǎn)品；
⑤應(yīng)注意環(huán)境溫度的變化，凡變化大處，不宜采用氣囊式時(shí)間繼電器；
⑥對(duì)操作頻率亦應(yīng)注意，若它過(guò)高則不僅影響電壽命，還會(huì)導(dǎo)致動(dòng)作失調(diào)。
熱繼電器的選用
選擇熱繼電器時(shí)應(yīng)注意到：
①電動(dòng)機(jī)的型號(hào)規(guī)格和特性，從原則上來(lái)說(shuō)，熱繼電器的熱元件額定電流是按電動(dòng)機(jī)額定電流選擇，但對(duì)過(guò)載能力較差的電動(dòng)機(jī)，熱元件的額定電流就宜適當(dāng)小些（為電動(dòng)機(jī)額定電流的60%~80%）；
②根據(jù)電動(dòng)機(jī)定子繞組聯(lián)結(jié)方式確定熱繼電器是否帶斷相運(yùn)行保護(hù)；
③保證熱繼電器在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中不致誤動(dòng)作；
④若電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械不充許停車(chē)或停車(chē)會(huì)造成重大損失，就寧可使電動(dòng)機(jī)過(guò)載甚至燒壞，也不宜讓熱繼電器冒然動(dòng)作；
⑤在斷續(xù)周期工作制時(shí)，應(yīng)特別注意熱繼電器的允許操作頻率。
故障處理
繼電保護(hù)是一門(mén)應(yīng)用技術(shù)，其發(fā)展建立在機(jī)械、電子、通信、計(jì)算機(jī)等相關(guān)基礎(chǔ)技術(shù)之上，并與遠(yuǎn)動(dòng)、監(jiān)控、變點(diǎn)站自動(dòng)化等相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)有密切的關(guān)聯(lián)和相互影響。近年來(lái)，繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展受變電站自動(dòng)化技術(shù)的影響越來(lái)越大。變電站自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展歷程大體可分為早期的遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)，中期的監(jiān)控技術(shù)和近期的變電站自動(dòng)化技術(shù)。
傷害及設(shè)備損壞事故。
繼電器觸頭嚴(yán)重?zé)龘p或熔焊
1、負(fù)荷電流過(guò)大，應(yīng)查明原因，采取適當(dāng)措施，減小負(fù)荷電流。
2、電火花或電弧過(guò)大，應(yīng)采用滅火花電路。
3、觸點(diǎn)積聚塵垢，應(yīng)清理觸點(diǎn)接觸面。
4、觸點(diǎn)燒損過(guò)大，接觸面接觸不良，應(yīng)修整觸點(diǎn)接觸面或更換觸點(diǎn)。
5、觸點(diǎn)超程太小，應(yīng)更換觸點(diǎn)。
6、觸點(diǎn)接觸壓力太小，應(yīng)調(diào)整觸點(diǎn)彈簧或更換彈簧。
7、繼電器閉合過(guò)程中振動(dòng)過(guò)激或多次發(fā)生振動(dòng)，應(yīng)查明原因，采取相應(yīng)措施減少振動(dòng)或消除振動(dòng)。
繼電器觸點(diǎn)虛接
1、繼電器線(xiàn)圈的實(shí)際電壓過(guò)低（低于額定電壓的85%），應(yīng)檢查電源電壓，控制線(xiàn)路的電源電壓，盡量避免采用24V以下的低電壓，若確有必要采用24V電壓時(shí)，可采用并聯(lián)型觸點(diǎn)，以提高工作的可靠性。
2、控制線(xiàn)路中某些接點(diǎn)或壓接線(xiàn)接頭處接觸電阻過(guò)大，造成線(xiàn)路壓降過(guò)大，應(yīng)及時(shí)檢查線(xiàn)路連接的接觸情況。
繼電器控制電感性負(fù)荷時(shí)觸點(diǎn)磨損過(guò)快或火花過(guò)大
1、故障原因：由于繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作頻繁，觸點(diǎn)的壓力又比較小，當(dāng)分?jǐn)嗳蝿?wù)很重時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)觸點(diǎn)磨損過(guò)快的問(wèn)題 。
2、排除方法：
①在觸點(diǎn)兩端并聯(lián)阻容吸收裝置，用電容器吸收觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)電感的儲(chǔ)能，使電弧能量減小并很快熄滅。
②在電感性負(fù)荷兩端并聯(lián)阻容吸收裝置或續(xù)流電阻、續(xù)流二極管等。當(dāng)觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)，由于放電電流方向相反，電磁能便消耗在并聯(lián)回路中，因此，應(yīng)注意二極管極性不要接錯(cuò)。
公司介紹：上海上繼科技有限公司是一家專(zhuān)業(yè)從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及智能電網(wǎng)電力自動(dòng)化產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售和服務(wù)為一體的高科技公司。擁有資深繼電保護(hù)專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)和國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的檢測(cè)儀器及校驗(yàn)設(shè)備。同時(shí)還引用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，來(lái)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。本公司的產(chǎn)品廣泛用于電力、工礦、鐵路、建筑等國(guó)家重大工程輸配變電系統(tǒng)上，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷(xiāo)東南亞及中東地區(qū)。產(chǎn)品通過(guò)國(guó)家繼電保護(hù)及自動(dòng)化設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測(cè)，獲得ISO9001國(guó)際質(zhì)量體系認(rèn)證?！翱萍紕?chuàng)新，誠(chéng)信務(wù)實(shí)”是公司的經(jīng)營(yíng)理念，本公司以高超的技術(shù)支持和對(duì)用戶(hù)高度負(fù)責(zé)的售后服務(wù)贏得了輸配電成套企業(yè)的信賴(lài)，且樹(shù)立了良好的信譽(yù)。
公司主營(yíng)：繼電器（時(shí)間繼電器，電壓繼電器，電流繼電器，中間繼電器，信號(hào)繼電器，閃光繼電器，沖擊繼電器，同步檢查繼電器，接地繼電器，差動(dòng)繼電器，重合閘繼電器，絕緣監(jiān)視繼電器，雙位置繼電器，模數(shù)化繼電器），微機(jī)保護(hù)裝置，電力儀表，智能操控裝置
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