继电保护中继电器的可靠性研究

摘?要 继电器是继电保护中一种重要的保护性电控制器件，其可靠性关系到继电保护的作用。本文在对继电保护中继电器的可靠性研究中，从继电保护的原理和发展、继电保护与继电器的关系、继电器的选择和使用以及其常见故障和检修方法等方面进行简单的分析研究，希望通过本文的研究对继电保护方面做出一点理论贡献。

关键词 继电器；继电保护；可靠性

中图分类号 TM774 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)082-0148-02

随着科学技术的飞速发展，电子技术、计算机技术和通信技术带领了继电保护的快速发展。然而继电保护中继电器可靠性的检测装置存在着不少问题，比如由于继电器没有一个完备且成熟的可靠性检测装置而得不到普遍性应用。这种情况下，提出了一种利用现代计算机、通信和控制技术等基于功能集成和模块化测试设备的方案。众所周知，增强继电器可靠性的最终目的是降低事故发生率。继电器是继电保护的核心，然而继电保护运用十份广泛，一旦继电保护出现问题或纰漏，就会引起大面积停电，给社会的国民经济带来严重不便。因此，本文对电力系统中继电器系统的可靠性研究具有重要的现实意义。

1 继电器的选择和使用

针对不同继电器的选择，继电器的使用参数也不同。参数的选择直接关系到继电器能够正常工作。有继电保护的继电器既可节约电能量又可保证试验的准确性。

1.1 可靠性参数

影响继电器可靠性的参数很多，如：灵敏度、吸合电流、工作电流、释放电流、线圈电阻、触点电路电阻等参数，下面就对这些参数进行具体分析。

1）灵敏度，指的是当继电器线圈输入一定的功率值时，继电器的吸合能力。其特性是将使衔铁运动并驱动触点转换的最小功率输给继电器的线圈。通常情况下，灵敏度的定义一般是吸合磁动势。当吸合磁动势值最小时，继电器则被认为是最灵敏的；反之，则是不灵敏的。例如，极化继电器吸合磁动势的值比起中性继电器的吸合磁动势的值就较小，因此，相比之下，极化继电器具有较高灵敏度。

2）吸合电流，它是继电器检验控制所需的参数就，它的作用是表明继电器在调整时突出其稳定性和结构零件的稳定性。

3）工作电流，线圈的工作电流在一定的条件下，在技术文件中以额定值正负公差的形式规定，工作电流的上限值和下限值存在一定的范围内，上限值不超过其流经导线通电时所产生的固有温升值，下限值取决其最小安全系数，并能保证在一定的吸合时间内，电源电压下降和导线电阻增加时，继电器能正常的工作。所以，在工作电流稳定的情况下，继电保护中的继电器就可以可靠稳定的工作了。

4）释放电流，无论在何种情况下，释放电流都会引导着衔铁运动，同时帮助继电器释放。但电流下降到能使衔铁回复原位的数值时，继电器就会释放；反之，衔铁将不会帮助继电器释放。当衔铁恢复到原始位置时，有一最大电流作为继电器的最佳敏感度的指示标准。

5）线圈电阻，线圈电阻在20℃的温度环境下，继电器线圈的电阻值是继电器本身固有的特性。但在其他温度情况下，线圈电阻值需通过公式计算得出的。

6）触电电路电阻，触电电路电阻可以通过多种不同的方法计算出来，最常用的是伏安测量法。通过计算出来的电阻值评定继电器触点质量。其中需要注意的是，由于继电器表面接触电阻的测量比较困难，所以，接触电阻值的确定应该根据继电器触点所有电路的电阻值。

从上述的这些参数可以看出，继电器可靠性参数的选择对继电保护具有明确的关系，通过对这些参数的选择可以选择可靠性更高的继电器，从而使得继电器在继电保护的作用下充分发挥可靠性。

1.2 继电保护中继电器的使用

首先要了解熟悉继电器使用说明书中的一些专业术语，在遇到使用问题时能够明确的知晓继电器的问题之所在，使之在使用中发挥其可靠性。

1）继电器的种类及其原理：继电器的种类很多，这里以电磁继电器和热过载继电器为例进行分析说明。①电磁继电器：电气机械继电器（简称机电继电器）。其工作原理是一个依据固定导线绕组的磁场作用于活动的铁磁等零件，通过控制输入和输出回路来控制整个电路，在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等重要作用。②热过载继电器：低压保护类电器中的元件。其工作原理是利用两个金属片在受热后产生弯曲变形的力，让电动机在过载时，热过载继电器能发出动作信号使触点线圈断电，使电动机主电路断开，从而保护电动机不因过载而绝缘损坏、寿命降低、甚至烧毁，能保护系统正常工作。

2）应用术语及其含义：①吸合时间：当继电器吸合时，从继电器施加工作电压的瞬间起至任一动合触点第一次闭合或任一动断触点第一次断开或至任一转换触点的断开电路第一次闭合时的时间间隔。②释放时间：当继电器释放时，从绕组切断电源瞬间起至任一动断触点第一次闭合，任一动合触点第一次断开，或任一转换触点的断开电路第一次闭合时的时间间隔。③吸合电流：当继电器吸合时，线圈上所产生的最小电流值。④释放电流：当继电器释放时，线圈上所产生的最大电流值。⑤工作电流：在所允许的吸合时间内，继电器达到吸合状态时线圈上产生的电流值。⑥接触电阻：由组成触点电路的簧片、接线柱等零件电阻和触点过渡电阻组成的一种集成电阻。

2 电磁继电器与热过载继电器可靠性研究

1）电磁继电器在使用过程中主要依靠八点措施提高系统可靠性，分别是：线圈的瞬态抑制、冗余设计技术、触电的降额使用、避免不同型号继电器的并联控制、低电平负载时的措施、继电器线圈功耗的考虑、继电器线圈激励量考虑、串联电阻向继电器供电的考虑、继电器使用过程中在考虑电力系统供电电压的波动、继电器工作时动作的加速、继电器负载性质等不同情况下时，根据上述的八项措施选择相适应的解决可靠性问题的方法，并做出与之相配合的研究方案。

2）热过载继电器是种低压电器元件，使用过程中出现的故障较多，电动机烧毁是常见故障，这是由于热过载继电器可靠性较低。该种继电器主要有两种失效模式：拒动和误动。针对这种继电器出现的故障及失效模式，常常将保护成功率的高低作为其可靠性的衡量指标。热过载继电器可靠性的衡量指标是需全面衡量这种继电器可靠性的，是要能反映产品使用要求的，要能体现出产品的差错之处的。

其中，可靠性的指标在五种等级数据的检测方案如下表1所示：

在验证试验中，通过不可接受成功率值估算热过载继电器拒动和误动存在的概率。可靠性试验的设计方案中提出的可靠性检测方法可帮助热过载继电器可靠性的做进一步研究。

3 结束语

继电器的可靠性直接关系到继电保护的效果。本文对继电保护和继电器的一系列情况进行了阐述，通过对参数的具体描述，为电力系统选择一个可靠性强的继电器提供依据，从而使得继电器能更好地在电力系统中发挥其可靠性的作用。同时通过对继电保护的原理和继电保护在继电器中运用的描述，以及电磁继电器与热过载继电器的举例，显示出继电器可靠性的重要性。

参考文献

[1]管振欣.浅谈继电保护原理及发展[J].科技创新与应用,2012,3.

[2]李明侠.浅谈继电保护的发展历史和未来趋势[J].百科论坛,2011,8.

[3]乐渝宁.继电器常见故障及检修方法[J].科技广场,2010,5.

[4]陈霖,王丽文,钱渭,王兆伟,赵俊恺,李奎.继电器的选择和使用[J].机电元件,2011,12.