学习内容:
(1)继电器概述
(2)电流继电器功能、类型、结构及其原理、使用规范等
(3)电压继电器功能、类型、结构及其原理、使用规范等
继电器是根据电流、电压、时间、温度和速度等信号,来接通或断开小电流电路和电器的控制元件。继电器触头通过的电流小(相比接触器),主要用于控制、线路保护或信号转换。
一、继电器概述
一)分类
1.按工作原理分为:电磁式、电动式、电子式和感应式等继电器
2.按输入量可分为:电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器、压力继电器等。
3.按用途可分为:
(1)控制继电器:包括时间继电器、速度继电器、中间继电器等
(2)保护继电器:包括热继电器、过电流继电器、欠电压继电器等
4、按输入量变化形式可分为
(1)有无继电器:继电器根据输入量有或无来动作,无输入量时不动作,有输入量时动作。
(2)量度继电器:根据输入量的变化来动作,工作时其输入量是一直存在的,只有当输入量达到一定值时继电器才动作,如电流继电器、电压继电器、热继电器、速度继电器、压力继电器、液位继电器等。
5、按继电器的外形尺寸分类:
1)微型继电器(W):最长边尺寸不大于10毫米的继电器。
2)超小型微型继电器(C):最长边尺寸大于10毫米,但不大于25毫米的继电器。
3)小型微型继电器(X):最长边尺寸大于25毫米,但不大于50毫米的继电器。
6、按继电器的负载分为:
1)微功率继电器(W):当触点开路电压为直流28V时,(阻性)为0.1A、0.2A的继电器。
2)弱功率继电器(R):当触点开路电压为直流28V时,(阻性)为0.A、1A的继电器。
3)中功率继电器(Z):当触点开路电压为直流28V时,(阻性)为2A、5A的继电器。
4)大功率继电器(Q):当触点开路电压为直流28V时,(阻性)为10A、15A、20A、25A、40A的继电器。
二)继电器性能参数
1. 额定工作电压
是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。线圈工作电压可以是交流电压也可以是直流电压
2.直流电阻
是指继电器中线圈的直流电阻,可以通过万用表测量。
3.吸合电流
是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时,给定的电流必须略大于吸合电流,这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压,一般不要超过额定工作电压的1.5倍,否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。
4.释放电流
是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到定程度时,继电器就会恢复到未通电的释放状态,这时的电流远远小于吸合电流。
5.触点切换电压和电流
是指继电器触点允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小,使用时不能超过此值,否则很容易损坏继电器的触点。
三)继电器触点基本形式
继电器的触点有3种基本形式:
1.动合型(常开,H型)
线圈不通电时两触点是断开的,通电后两个触点闭合。以“合”字的拼音字头“H”表示。
2.动断型(常闭,D型)
线圈不通电时两触点是闭合的,通电后两个触点断开。用“断”字的拼音字头“D”表示。
3.转换型(Z型)是触点组型
这种触点组共有3个触点,即中间是动触点,上下各一个静触点。线圈不通电时,动触点和其中一个静触点断开,和另一个闭合;线圈通电后,动触点就移动,使原来断开的呈闭合状态,原来闭合的呈断开状态,达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用“转”字的拼音字头“Z”表示。
四)继电器基本型号及文字、图形符号
1.继电器的基本型号
继电器(Relay)的基本型号一般由主称代号、外形符号、短划线、序号、防护特征符号组成。主称代号由继电器和继电器类型两部分构成,各用一个或两个字母表示;外形代号由一个字母构成;序号由1或2位数字构成,防护特征符号为一位字母。

二、电流继电器
电流继电器是电力系统继电保护中最常用的元件,作为保护元件广泛应用于电动机、变压器和输电线路的过载和短路的继电保护线路中。
电流继电器吸引线圈为电流线圈,用于检测电路或主要电器部件电流的变化情况,当电流超过(或低于)某一整定值时,继电器动作,完成继电器控制、过电流或欠电流保护。电流线圈匝数少,导线粗,阻抗小,使用时直接或通过电流互感器串联在被控制和保护的电路中。
1、电流继电器的类型
(1)按工作原理分为:电磁式电流继电器和静态电流继电器。
(2)按电流类型:分为直流电流继电器和交流电流继电器。
(3)按电流动作特征分为:
①过电流继电器。用于电路过电流保护,电路工作正常时不动作;当电路出现故障,电流超过某一整定值时,过电流继电器动作,切断电路。
②欠电流继电器。用于电路欠电流保护,电路工作正常时不动作;当电路出现故障,电流减小到某一整定值以下时,欠电流继电器动作,切断电路。
(4)按时性曲线特性分为:定时限电流继电器和反时限电流继电器。
(5)按使用特征分为:小型控制类继电器和二次回路保护继电器。
2、电磁式过电流继电器结构原理
(1)结构
该型过电流继电器主要由1-线圈、2-电磁铁、3-钢舌片、4-轴、5-反作用弹簧、6-轴承、7-静触点、8-动触点、9-起动电流调节转杆和10-标度盘等组成。
(2)工作原理
线圈通电后铁芯被磁化产生足够的电磁力,吸引衔铁并带动钢舌片,使动触点和静触点闭合或分开,当线圈断电后,电磁力消失,动触点和静触点回到原来的闭合或断开状态,达到控制的目的。

3、感应式过电流继电器结构原理
(1)结构
主要为感应机构、触点装置、整定装置等组成。
(2)工作原理
当继电器的线圈通以交流电流时,在铁芯的遮蔽部分和未遮蔽部分产生两个具有一定相位差的磁通。铝盘在此磁通的作用下,产生转矩。在20~40%动作电流整定值下,铝盘开始转动。此时由于扇齿与蜗杆没有啮合,继电器触点不动作;当线圈中的电流增大至整定电流时,电磁力矩大于弹簧的反作用力矩。框架转动,使扇齿与蜗杆啮合,扇齿上升。在扇齿顶杆的推动下,使衔铁动作,触点断开。

4、静态电流继电器结构原理
(1)结构框图

(2)工作原理
被测量的交流电流I~经隔离变流器后,在其次级得到与被测、电流成正比的电压Ui。经定值整定后进行整流,整流后的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 低于参考电压,电平检测器输出正信号,驱动出口继电器,继电器处于动作状态,反之,若直流电压Uo 高于参考电压Ue,电平检测器输出负信号,本继电器处于不动作状态。
5、电流继电器型号及文字、图形符号
1)电流继电器型号

2)电流继电器文字及图形符号(电气符号),在电气图中,两者组合使用
文字:KA、I>或I<
图形+文字:(1)过电流继电器图形符号 (2)欠电流继电器图形符号

6、电流继电器选用
电流继电器线圈的导线粗,匝数少,串联在主电路中。当线圈电流高于整定的电流值时动作的继电器称为过电流继电器,低于整定值时动作的称为欠电流继电器。
过电流继电器常用于电动机的短路保护;
延时动作型过电流继电器主要用于频繁、重载启动场合,作为电动机或主电路的短路和过载保护。常用的有JT4、JT12及JT14等系列过电流继电器。
欠电流继电器常用于直流电动机和电磁吸盘的失磁保护
选用过电流继电器保护时,对于小容量直流电动机和绕线型转子异步电动机,其线圈的额定电流一般可按电动机的长期工作的额定电流选择。对于频繁启动的电动机,考虑启动电流在继电器中的发热效应,其线圈的额定电流可选大一级。
过电流继电器的整定值一般为额定电流的1.7~2.5倍。
7、JL-51B/K过电流继电器
JL-51型电流继电器(以下简称继电器)用于发电机,变压器及输电线路的过负荷和短路的继电保护线路中,作为启动元件。
1)型号含义

2)特点
(1)无需直流辅助电流,彻底解决了来自直流电源的干扰及发热问题。
(2) 抗CT饱和、抗暂态超越。
(3)采用拨码开关进行整定,直观方便。
3)接线图
凸出插拔式见附图1,接线端子图见图一,8个接线端子见图二
嵌入式见附图2,接线端子图见图三;凸出式外形见附图3,接线端子图见图四

4)实例
JL-51B/K型电流继电器为嵌入式结构,有8个接线端子。自上向下:右侧4个分别为2、4、6、8端子,中间两个为1、3端子,右侧两个为5、7端子。
端子2和8为线圈接线连接端子,端子1、3组成1对常开触点,端子5、7组成1对常闭触点。
本电流继电器为无源交流电流继电器,可整定电流范围为2~99.9A

8、JL15-11交直流可调过电流继电器
JL15系列交直流电流继电器是一款电流瞬时动作的电磁式电流继电器,用于交流50Hz、电压至380V及直流至电压440V,电流至1200A的一次回跌中作为电力系统中的过电流保护元件。

1)型号含义
JL15系列交直流电流继电器是一款电流瞬时动作的电磁式电流继电器,用于交流50Hz、电压至380V及直流至电压440V,电流至1200A的一次回跌中作为电力系统中的过电流保护元件。

2)主要参数及技术性能
(1)继电器的触点额定电流为5A;
(2)继电器触点组合形式有一常闭(01)、一常开(10)、一常闭一常开(11)和二常开二常闭(22)等4种;
(3)继电器吸引线圈的额定电流有:1.5、2.5、5、10、15、20、30、40、60、80、100、150、250、300、400、600、800、1200安共18种常用规格。
3)常用型号技术参数

4)JL15-60/11电流继电器外观展示

9、GR18系列可调过欠电流继电器
GR18过欠电流继电器,适用于50Hz、电压至380V或直流440V 电流至630A的电力传动系统中,作过电流或欠电流保护用。

1)型号含义

例:GRI8-01 220VAC,为过电流保护电流继电器,线圈电压工作电源电压AC 24~240 V 或DC 24 V。
2)面板说明
(1)A1、A2为线圈工作电源输入端子
(2)B1、B2为监控电流输入端子
(3)LED指示灯:Un(绿色)工作电源指示灯;R(红色)输出继电器指示灯
(4)功能选择—过流/欠流选择
(5)电流设定—过/欠电流值设定
(6)动作时间设定Tt
(7)上电延时时间设备Tr
(8)触点形式—转换式触点组,其中11-12为常闭触点组,过流后断开;11-14为常开触点组,过流后闭合。



4)功能图

三、电压继电器
电压继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。主要用于发电机、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原件。
电压继电器根据线圈两端电压大小接通或断开电路。电压线圈的匝数多,导线较电流线圈细,阻抗大,使用时并联在电源。
一般来说,过电压继电器在电压升至1.1~1.2倍额定电压时动作,对电路进行过电压保护;欠电压继电器在电压降至0.4~0.7倍额定电压时动作,对电路进行欠电压保护;零电压继电器在电压降至0.05~0.25倍额定电压时动作,对电路进行零压保护。
一)电压继电器概述
1、分类
(1)从工作原理分为:电磁式、感应式和静态电压继电器(集成电路电压继电器)。
(2)从结构类型分为:凸出式固定、凸出式插拔(T)、嵌入式插拔(K)、导轨式结构(C)等。
(3)从电压动作类型分为:过电压继电器、欠电压继电器和零电压继电器。
(4)从使用方式分为:有辅源和无辅助源电压继电器。
(5)根据被保护线路电流特征,分为直流电压继电器和交流电压继电器。
除此以外,常见的还有三相电压继电器、负序电压继电器、带延时功能的电压继电器等。
2、结构和工作原理
电压继电器在结构和工作原理上,与电流继电器相似,主要区别是在线圈结构和接线上。电压继电器线圈匝数多、直径细、阻抗大,与电源并联使用;而电流继电器的线圈匝数少、直径粗、阻抗小,与电源串联使用。
电压继电器通常有两个线圈,这两个线圈可以串联使用也可以并联使用,线圈串联使用时其动作电压是并联使用时的2倍。
3、型号
电压继电器的基本型号由继电器类型、结构类型、触点类型、动作类型及辅助电源电压等级等几部分构成。

例:JY—BS/2,即为有AC/DC 110V辅助电源、带延时的过电压继电器系列。
4、文字和图形符号(电气符号)
电压继电器的文字符号:KV、U>或U<
图形+文字符号:
(1)过电压继电器 (2)欠电压继电器

二)、常见电压继电器介绍
1.GRV8-01系列电压继电器
GRV8-01系列电压继电器主要用于电气设备或压缩机的过欠压保护,以及紧急/后备电源的切换控制。
1)产品特点:
(1)监控自身工作电压(真有效值测量) -可通过旋钮选择工作模式。
(2)电压测量精度≤1%。
(3)继电器工作状态通过LED指示灯指示。
(4)超小体积,仅18mm宽度,35mm卡轨安装。
2)产品型号及其含义

(3)产品型号外观展示

(4)接线图和功能图

2.DJ-100系列电压继电器
DJ-100系列电压继电器(以下简称继电器),为电磁式瞬动电压继电器,广泛用于电力系统二次回路保护线中,作为低电压和过电压保护的启动元件或闭锁的动作元件。交流电压加在系统的两个线圈上,接线出头在继电器底座的端子上,用特殊的联接片,可将线圈由并联改为串联,可使继电器的整定范围增大一倍。
1)型号含义

2)技术参数

3)内部接线及外引接线图(正视图)

4)外观展示-面板
型号:DJ—131/60CN
整定电压:
两个线圈并联使用(×1位置),15~30V
两个线圈串联使用(×2位置),30~60V
额定电压:交流100 ~200V

4)外观展示-接线柱
①-③组成1对动合触点;
⑤-⑦组成1对动断触点
②④⑥⑧为线圈连接接线柱,④、⑥连接在一起时,②和⑧分别接L线和N线,则两线圈串联使用; ②、⑥与④、⑧分别接L线和N线,则两线圈并联使用。
在②和⑧处均可看到内附的电阻。

3.JY系列电压继电器
JY系列电压继电器为集成电路(静态)继电器, 被测量的交流电压U~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低于参考电压,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欠电压继电器,若直流电压Uo高于参考电压 Ue,电平检测器输出负信号,本继电器处于不动作状态。
JY系列电压继电器根据有无电源分为有源静态电压继电器和无源静态电压继电器。
1)无源静态电压继电器JY-7A/2DK
(1) JY-7A/2DK电压继电器概述
Y-7系列DK型不带辅助电源电压继电器用于发电机、变压器、输变电线路的继电保护装置中,作为过电压保护或低电压闭锁启动元件。
具有如下特点:
①整定方便,采用三位拨盘开关整定电压值,整定范围:19~130V、85~265V,、80~440V。
②精度高,级差小为1V,误差小。
③可靠性高,无抖动,无拒动,动作快,返回系数高。
1)无源静态电压继电器JY-7A/2DK
(2)型号含义

JY-7A/2DK,即无源过电压继电器,采用JK-1壳体,有1对常开1以常闭触点。

(4)JY-7系列电压继电器接线图

2)有源静态电压继电器JY-11B
(1) JY-11B电压继电器概述
JY-11B静态电压继电器(以下简称本继电器)用于发电机、变压器和输电线的继电保护装置中,作为过电压保护或欠电压闭锁的启动元件。该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,,提供辅助电源后完全可以替代电磁型电压继电器,辅助电源采用开关电源变换,交直流通用,工作范围大,从100-300V均能可靠工作。
JY静态电压继电器分为三个系列:JY-10、JY-20、JY-30,可分别替代DJ-100、DY-20C、DY-30等系列电磁型电压继电器。
(2)型号含义

如:JY—11B电压继电器即HK-1壳体结构、有1对常开1对常闭触点欠电压继电器;JY—31B电压继电器即CJ—1壳体结构、有1对常开1对常闭触点过电压继电器

(4)JY系列接线图


