继电器在电气工程自动化低压电器中的应用

2022-11-25朱敏忠

电子元器件与信息技术 2022年7期

朱敏忠

甘肃省庄浪县科学技术局，甘肃平凉，744699

0 引言

继电器是电路中的重要零件，可以起到保护电路的作用，很多行业都在电气工程中使用继电器实现电路保护。继电保护系统能够检测到能源系统中相关参数的异常，并将故障的破坏程度控制在最低水平，可以有效确保能源供应系统的稳定性。因此，对继电保护系统的要求非常高，必须具备不同功能。但是继电器应用于低压电路时可能会出现不同因素的影响，导致运行稳定性不够理想，使低压电器工作效率不高，所以要加强对继电器的原理以及应用的研究。

1 继电器概述

继电器作为电路控制系统的核心元件，对我国各行各业的发展而言都具有深远影响。如今我国科学技术发展迅速，市面上继电器的类型及种类都非常复杂，工作人员需要充分了解各类继电器运行的原理及基本情况，才能保证继电器的运行状态，提高继电器的保护作用，从而保证设备运行的稳定性。

1.1 基本情况

继电器属于单独的电子控制部件，主要是在自动控制电路中应用，通过电路开展运作，可以控制较大电流，根据电流变化实现自动调控目标、保护电路，避免电路电流过大导致安全隐患出现。继电器主要是通过自身特点在输出电路中发挥作用，其类型多元化、结构有特色，虽然作为单独部件，但是其内部材质较多，如线圈、触点等，并且不同结构的继电器其作用机制都具有一定差异[1]，工作人员需要根据实际情况调节内部结构，保证继电器的完整性和可靠性，充分发挥电气的作用与优势。

1.2 内部参数情况

由于目前我国市面上继电器类型较为多元化，内部参数结构较为复杂，因此工作人员在电气工程中应用继电器需要做好分析与研究工作，了解不同参数继电器的实际情况，从而掌握继电器的具体运作原理。继电器在运行过程中会消耗大量的电压，工作人员需要做好电压控制工作，避免因电压过大导致能源消耗比例上升，降低电气设备运行状态，影响电气设备运行稳定性和可靠性。不同结构继电器的运行原理都具有一定差异，例如直流电阻，其主要是通过外用表实时测量直流电阻参数，根据电阻参数协调电力；因此，在实际测量过程中工作人员需要严格按照测量需求开展全方位的测量工作，避免导致测量数据不理想。其次，继电器内部还存在吸合电流，虽然其电流较小，但是经过线圈的电流功率却较大，如果继电器无法承受，就会出现质量损坏，会严重影响到继电器运行状态；而当继电器释放最大电流时就能充分发挥自身的作用，保证运行的安全性[2]。在继电器内部电流加载过程中，触电与电压会相互转换，所以工作人员需要对其进行控制，避免在转化过程中产生安全事故导致设备受到影响，需要掌握最大电流，并明确其参数。

1.3 分类

随着我国科学技术的快速发展，越来越多的继电器应运而生，根据不同划分方式，继电器种类也有所不同，目前我国大众对于继电器主要是根据其工作原理、功率、外部形状开展划分工作。例如，根据其工作原理可以分为电磁、固态、热磁三种类型，而根据大小可以将其分为大型、中型、小型与微小型，按照功率可以将其分为弱功率、微功率、大功率。其中，电磁继电器主要是通过电磁铁芯开展作业，存在着对应的控制与被控制线路，二者之间联系较为紧密，因此，工作人员在应用电磁继电器时需要做好记录分析工作，充分考虑电磁与电路之间的关系，从而保证继电器的运行状态。固态继电器主要是通过不同接线端口构建而成，其中两个端口为节选输入端口，其余端口为输出端口，能有效保证继电器的运行稳定性和可靠性。热磁继电器主要是通过各类设施组合而成，如热元件、触点、双金属片，其中热元件是电器发热电阻丝，触点能保证设备在运行过程中与元件保持良好的联系状态，提高设备控制效果，而双金属片属于膨胀系数金属片。

2 继电器在电路中的运用原理

自动化系统已经在各个行业得到广泛应用，为人们的生活提供了很多便利，继电器系统在自动化低压电器中得到有效应用，其工作原理是低压电器受到指令和信号时进行开关操作。这种信号运行方式使操作更加便捷，可以节省人员的使用精力，其操作也较为精准，使电路运行的安全性得到很大提高，也进一步提高了工作效率[3]。

继电器由输入和输出两个系统组成，相当于一个开关，能够发挥保护线路的作用。从工作原理可以看出，继电器能够作用于输出电路，虽然是一种电子控件，但是继电器内部材质不同会影响继电器本身的性能，也会产生多种继电器类型。例如电磁继电器的原理是利用电磁吸引力完成工作，固态继电器利用隔离元件完成工作，热继电器利用发热电阻丝完成工作。

低压电器包括直流电压和交流电压两种类型，这两种低压电器的发展空间都十分广阔，但是目前还存在一些问题，导致一些低压继电器的生产效率低下，所以需要加强对继电器的开发和使用，自动化控制系统中低压电器的作用逐渐增大，不断完善其使用率，才能促进电气生产规模的发展。

3 继电器的作用

如今我国居民生活的各方面都离不开电器支撑，而继电器也是必不可少的一个设备，利用继电器能够使电气设备的使用年限提高，在电路中的作用有以下几个方面。首先，继电器能够增强电流输出，使人们在运用大频率设备时，不会因为供电不足而导致机器运行出现障碍；其次，继电器能够与其他电气元件合并使用，可以强化不同设备之间的平衡，还能起到监控作用；最后，继电器对大功率电器的控制作用较强，能够通过较小电流对大电流电路进行控制，可以应用于实际电路。电气自动化技术和装置广泛应用于能源系统的工作中，继电器作为电气自动化控制的重要组成部分，能够自动切断电路，实现对电路的保护作用，其功能较为独特，其他元件无法代替[4]。如今应用光纤技术对整个电力系统进行控制，继电器也可以起到一定作用，不限于对一个电路的控制，而是对多个电路进行检测，提高效率。继电器另一个功能是通过低电流控制大电流装置的输入和输出，通常用于节省电力消耗和保护电气自动化设备。继电器还可以综合比较输入信息，以便对性能系统产生适当的控制效果，提高继电器的工作效率。

4 继电器选用条件

必须对继电器进行合理选择，当连通继电器电源时，为了确保其安全性，应确定当前电路中需要多少电器连接，需要连接多少继电器，通过数据来明确继电器的使用规模和类型。利用计算机模型在应用程序中进行测试，因为继电器尺寸不同，所以之前就必须对计算器进行明确，如果体积较小可以选择较小的继电器。在选择继电器时有必要区分每个继电器的功能，并结合电力设备的运行特性选择合适的继电器，选择继电器的基本先决条件是电源电压合理控制和最大电压值指示。为了确保继电器的稳定输入，电源能够为继电器提供特定工作电流，根据电气工程中使用的继电器及其自动低压装置的规格参数和数据分析，选择正确的继电器来监测，模拟现有继电器安全运行，以确保继电器能够正常运行。选择继电器时还应考虑继电器的尺寸，安装电源继电器时选择相应尺寸的继电器，以实现电源和继电器的完美结合。

5 低压电器中继电器的应用

继电器在低压电器中得到广泛应用，因此需要对继电器的原理以及特点进行分析，针对不同低压电器采取不同种类的继电器。在不同行业中，保护低压电器正常运行都需要继电器发挥作用，所以继电器可以应用于各种低压电器之中。

5.1 继电器测试

5.1.1 触点测试

在应用之前一定要对电气工程自动化系统进行整体调试和测试，保障自动化系统能够相互兼容，促进设备正常进行使用，其功能测试十分重要，在测试的时候使用万能表进行测量，并且其触点电阻保持无限大。

5.1.2 线圈测试

利用线圈也可以对继电器进行测试，使用欧姆齿轮使继电器持续运行，对其状态进行检测，另外测量时可以调试接触电阻进而得到测试结果，更好地运用于电气工程之中。

5.1.3 电流和电压测试

测试电流和电压的方法主要是确定特定测量值，发射电流电压测试时需要增加电源电压，通过对声音进行识别，从而确定其电流值和电压值，为了使错误最小化，在实际测量中达到检测目标后，要通过反复实验的方法使误差尽可能减小。由于误差不可避免，所以尽量通过多次实验获得更精准的数据，使继电器的测试结果更为合理。

5.2 在自动化低压电器中的应用

电气工程发展不断加快，低压电器实现自动化可以为人们的生活带来很多便利，提高运用效率，电气自动化产品可以有效利用继电器满足生活需求。在继电器应用于低压电器时，主要原理是控制低压电器指令和开关工作，可以得到自动控制，同时也能实现自动监视，避免手动监视成本较高等问题。另外通过自动输入信号，使低压电气工作状态更加稳定，为社会带来更高的利益。但是当前在使用过程中仍然存在一些问题，所以需要加强对自动低电压电器产品的实际运用，提高继电器的使用效率，使低压电器产品能够大规模进行使用。

5.3 在电气工程中的应用

电气工程也可以利用继电器保证总功率和效率，在电路工作过程中可能会出现不同组件，通过继电器有效控制电路中的电流，较低电压使整个系统稳定性得到提高，通过该模式可以实现对电流电压强度的增强。有效实现对电流和电压的实时监控，进一步保证电气系统的安全性和稳定性，使电气工程发展更加高效。另外在使用过程中，继电器可以通过触点展现当前电路状态，使电气工程更加稳定地运行。

5.4 在汽车方面的应用

继电器应用于汽车能够起到较强的保护作用，由于现代生活中汽车逐渐成为大部分人出行的必需品，而汽车零部件大多数都需要继电器的应用，例如发电线路、发动机启动以及灯光控制、雨刷控制等，所以目前继电器在汽车中的应用数量较多。

5.5 在地铁方面的应用

继电器在地铁中主要是用于车门状态监测工作，能实现地铁信号的传递与控制，保证大众出行的安全。目前继电器在我国地铁中应用较为广泛，如广州地铁2号线，在气柜安装时就是根据继电器原理开展布置，这种安装方式能保证工作环境封闭性和干净，从而保障地铁的运行状态。由于地铁与其余交通设施相比具有较为明显的特性，在安装过程中工作人员要尽量选择性能较好的继电器开展安装工作，保证继电器的密封性和耐高温性，同时工作人员还需要做好维护工作，定期或者不定期开展全面维护，从而保证继电器能长期处于较为良好的运行状态，延长继电器的使用寿命，提高地铁运行质量。

5.6 在家用电器中的应用

如今我国家庭生活需要各种电器，而且家庭电器种类较多，所以继电器在家庭电器中的应用越来越广泛，例如冰箱、空调等，继电器可以有效控制家用电器，使人们对家用电器的使用更加方便。

5.7 在太阳能中的应用

在太阳能系统中，继电器也可以发挥作用，使运行效率得到提高，一旦光伏方阵产生电力会向继电器供电，如果出现过度充电，继电器可以使太阳能系统自动断开，避免充电过度；一旦低于最高数值就可以直接继续充电，也会接通继续供电，延长太阳能系统电器的使用寿命。由于多种自然因素，一些环境较差且经济较为落后的地区大多采用太阳能系统，后期维护较为困难，利用继电器可以加强对太阳能系统的保护，不会使太阳能系统过度充电和放电，有利于太阳能系统高质量使用，减少后续维护资金以及人力消耗造成的浪费。

5.8 大规模工业制造中的应用

我国工业大规模发展，而工业制造环境较为复杂，在机械运行时受到各种因素影响可能会出现故障，例如在电磁环境下可能会导致一些电器使用故障，对电器产生负面作用，影响其使用寿命。因此需要加强对工业制造中各种电器的保护，采用继电器可以对复杂环境的电器进行适当调整，使其能够适应恶劣的工作环境。工作电路中继电器易受电压和温度影响，必须确保继电器在封闭环境中工作，使继电器能够充分发挥作用。