電壓繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統（又稱輸入迴路）和被控制系統（又稱輸出迴路），通常套用於自動控制電路中，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”。故在電路中起著自動調節、安全保護、轉換電路等作用。主要用於發電機、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。
基本介紹
- 中文名：電壓繼電器
- 外文名：Voltage relay
- 類別：電氣設備
- 學科：電工學
- 作用：自動調節、安全保護、轉換電路
- 分類：過電壓繼電器、欠電壓繼電器
介紹,分類,電磁式電壓繼電器,靜態電壓繼電器,
介紹
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。前者由於電壓值增加達到整定值而動作，然後處於動後狀態；後者由於電壓值減少達到整定值而動作，然後處於釋放狀態。電壓繼電器有電磁型、電晶體型。
電磁型電壓繼電器原理及結構如圖1所示，當電壓達到整定值時，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。電晶體型電壓繼電器由電壓形成迴路、整流濾波迴路、比較迴路、執行迴路和輸出迴路組成。感應型過流繼電器具有感應機構和電磁機構。
感應機構如圖2，輸入電流產生的磁通分為Фj1、Фj2兩部分。Φj1通過短路環，在其中產生感應電勢Ed和感應電流Id，感應電流Id又產生磁通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在鋁圓盤中產生渦流，磁通與各自產生的渦流相互作用，產生旋轉力矩。力矩的大小與電流的平方成比例。當輸入電流達到動作值時，由專門機構使繼電器啟動，鋁圓盤亦開始轉動，經一定時間，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，為自定時限。電壓繼電器廣泛用於小型電動機、變壓器和配電線路的繼電保護裝置。
分類
從形態上，可分為：電磁式電壓繼電器和靜態電壓繼電器（積體電路電壓繼電器）。
從結構類型，可分為：凸出式固定結構、凸出式插拔式結構、嵌入式插拔結構、導軌式結構等。
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。
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。
電磁式電壓繼電器
1.結構和原理
電磁式電壓繼電器分為凸出式固定結構，凸出式插拔式結構，嵌入式插拔結構等，並有透明的塑膠外罩，可以觀察繼電器的整定值和規格等。
電磁式電壓繼電器磁系統有兩個線圈，線圈出頭接在底座端子上，用戶可以根據需要串並聯，因而可使繼電器整定範圍變化一倍。
電磁式電壓繼電器銘牌的刻度值及額定值對於電流繼電器是線圈串聯時的電流(以A為單位)，對於電壓繼電器是線圈並聯時的電壓(以V為單位)。轉動刻度盤上的指針，以改變遊絲的反作用力矩從而可以改變繼電器的動作值。
電磁式電壓繼電器的動作：對於過電流(壓)繼電器，電流(壓)升至整定值或大於整定值時，繼電器就動作，動合觸點閉合，動斷觸點斷開。當電流(壓)降低到0.8倍整定值時，繼電器就返回，動合觸點斷開，動斷觸點閉合，對於低電壓繼電器，當電壓降低到整定電壓時，繼電器就動作，動合觸點斷開，動斷觸點閉合。
2.技術要求
1. 繼電器額定電壓、整定範圍、功率消耗、返回係數。
2. 動作值極限誤差：在基準條件下，繼電器各整定值極限誤差不超過±6%。
3. 動作值一致性：在基準條件下，繼電器動作值的一致性不超過6 %整定值。
4. 溫度變化引起的變差：在標稱極限溫度下，動作電壓的變差不超過±5%整定值。
5. 動作時間：在1.1倍實測動作值時，過電壓繼電器的動作時間不大於0.12 s（對DY-32～34/60C不大於0.15 s）；在2倍實測動作值時，動作時間不大於0.04 s（對DY-32～34/60C不大於0.06 s）；低電壓繼電器在0.5倍實測動作值時，動作時間不大於0.15s。
6. 熱性能：當周圍環境溫度為40℃時，繼電器能在長期允許電壓（見表1）下工作，無絕緣和其它元件損壞，其線圈溫升不超過65℃。
7. 過載能力：當繼電器的線圈並聯時，在最小整定值處，使電壓均勻地自1.05倍整定電壓升至2.2倍整定電壓時，繼電器動合觸點不應有不能工作的抖動。
8. 絕緣性能
a. 絕緣電阻不小於300MΩ。
b. 介質強度
繼電器各導電電路連在一起與外露的非帶電金屬部分及外殼之間，能承受2kV（有效值）、50Hz的交流電壓歷時1min的試驗，而無絕緣擊穿或閃絡現象。
9. 動作可靠性
a. 在動作電壓或返回電壓下，繼電器動作過程中的可動系統不應停滯在中間位置。
b. 當對線圈突然施加1.75倍的整定電壓激勵量時，其動合觸點應無抖動地閉合。
c. 當無外來碰撞和振動，繼電器的整定值整定在銘牌中部（或大於中部整定值）時，過電壓繼電器激勵量為整定電壓的0.6倍，繼電器的動斷觸點應可靠地閉合，動合觸點應可靠地斷開；低電壓繼電器激勵量不低於整定電壓的1.5倍，繼電器的動斷觸點應可靠地斷開，在0.6倍的整定電壓（或更低）時，繼電器的動斷觸點應可靠地閉合。
10. 觸點性能
a. 觸點斷開容量：在直流有感（τ= 5ms）迴路，U≤250V，I≤2A，為50W；在交流（cosφ=0.4）迴路，U≤250V，I≤2A，為250VA。
b. 電壽命：5×10次。
c. 機械壽命為10次。
3.調試方法
1. 繼電器在使用前應檢查有無在運輸中產生的損壞，即將繼電器整定在第一整定點上，用手將可動系統往磁極方向轉動，然後放開，可動系統應當轉回到原來位置，直到止擋。
2. 繼電器重新調整時，必須保證：
a. 可動系統的軸向活動量在0.15～0.25mm之間；
b. 動片和磁極間的氣隙應均勻，在任何動作情況下，動片和磁極不應相碰；
c. 在動作過程中，可動系統不得停滯在中間位置；
d. 當指針由第一刻度旋向最大刻度時，遊絲各圈不得相碰；
e. 當觸點在打開位置時，動靜觸點間總氣隙不小於1.5mm；
f. 靜觸點片和限制片間的間隙為0.1mm～0.3mm。
3. 繼電器最小整定值的調整，主要是改變遊絲的反作用力的大小，最大整定值的調整主要是改變動片和磁極間的氣隙等。
靜態電壓繼電器
1.結構和原理
靜態電壓繼電器分為凸出式固定結構，凸出式插拔式結構，嵌入式插拔結構，導軌式結構等，並有透明的塑膠外罩（導軌式為全封閉式)，用薄碼進行整定。
當被測量的交流電壓經隔離變壓器降壓後得到與被測電壓成正比的電壓Ui，經整定後進行整流，整流後脈衝電壓經濾波器濾波，得到與Ui成正比的直流電壓Uo，在電平檢測中Uo與直流參考電壓Ue進行比較，若直流電壓 Uo 高於參考電壓，電平檢測器輸出正信號，驅動出口繼電器，則本繼電器處於動作狀態。反之，不論是過電壓繼電器或是低電壓繼電器，若直流電壓 Uo 低於參考電壓Ue，電平檢測器輸出負信號，本繼電器處於不動作狀態。
2.主要技術參數
1、輔助電源：AC/DC85-265V
2、過載能力：交流迴路允許長期接通1.2倍額定值。
3、電壓整定範圍:
有輔源（0.1-99.9V，40-450V）
無輔源（19-130V，85-265V，180-440V）
4、功率消耗：交流迴路功耗小於1VA(交流額定值100V時)
5、整定誤差
a、在整定範圍內，整定平均誤差的絕對值不大於3%，平均誤差=(5次測量平均值-整定值)/整定值×100%。
b、在基準條件下，同一整定值上測量的5次動作值的最大值和最小值應不大於的4%。
c、在-10℃~50℃的溫度下，任一整定點誤差的絕對值應不大於整定值的4%。
d、在輔助電壓80~110%變化範圍內，任一整定值整定誤差的絕對值應不大於4%。
6、動作時間
a、過電壓繼電器：1.2倍整定值的動作時間不大於25ms；2倍整定值的動作時間不大於20ms；
b、低電壓繼電器：0.5倍整定值的動作時間不大於20m。
7、返回係數
a、過電壓繼電器返回係數為0.85~0.95；
b、低電壓繼電器返回係數為1.02~1.12；
8、返回時間：不大於27ms。
3.靜態有源電壓繼電器
靜態有源電壓繼電器用於發電機保護、變壓器保護和輸電線路保護裝置中，作為過電壓保護或低電壓閉鎖的啟動元件。本繼電器為積體電路靜態型繼電器，精度高、功耗小、動作時間短、返回係數高、整定直觀方便、範圍寬，且作為低電壓繼電器使用無抖動現象。有輔源電壓繼電器，輔助電源採用開關電源變換，85-265V交直流通用，工作範圍大，從1-450V均能可靠工作。
4.靜態無源電壓繼電器
電壓繼電器用於發電機、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元件。本繼電器為積體電路靜態型繼電器，精度高、功耗小、動作時間短、返回係數高、整定直觀方便、範圍寬，且作為低電壓繼電器使用無抖動現象。無源電壓繼電器則無需直流輔助電源，採用撥碼開關整定電壓值，用數字倍率開關切換，改變後無需校驗。均可完全可以替代電磁型電壓繼電器。無源電壓繼電器分別採用凸出式固定結構、凸出式插拔結構(JK-1、JK-1Q)、嵌入式插拔結構(A11K、A11H、A11Q)殼體。
