电器产品常识.docx

继电器继电器（英文名称：relay）是一种电控制器件，是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。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）之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“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。主要作用继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、继电器（图3）通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。继电器一般都有能反映一定输入变量（如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等）的感应机构（输入部分）；有能对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构（输出部分）；在继电器的输入部分和输出部分之间，还有对输入量进行耦合隔离，功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构（驱动部分）。作为控制元件，概括起来，继电器有如下几种作用：1）扩大控制范围：例如，多触点继电器控制信号达到某一定值时，可以按触点组的不同形式，同时换接、开断、接通多路电路。2）放大：例如，灵敏型继电器、中间继电器等，用一个很微小的控制量，可以控制很大功率的电路。3）综合信号：例如，当多个控制信号按规定的形式输入多绕组继电器时，经过比较综合，达到预定的控制效果。4）自动、遥控、监测：例如，自动装置上的继电器与其他电器一起，可以组成程序控制线路，从而实现自动化运行。主要分类1按继电器的工作原理或结构特征分类1）电磁继电器：利用输入电路内电路在电磁铁铁芯与衔铁间产生的吸力作用而工作的一种电气继电器。2）固体继电器：指电子元件履行其功能而无机械运动构件的，输入和输出隔离的一种继电器。3）温度继电器：当外界温度达到给定值时而动作的继电器。4）舌簧继电器：利用密封在管内，具有触电簧片和衔铁磁路双重作用的舌簧动作来开，闭或转换线路的继电器5）时间继电器：当加上或除去输入信号时，输出部分需延时或限时到规定时间才闭合或断开其被控线路继电器。6）高频继电器：用于切换高频，射频线路而具有最小损耗的继电器。7）极化继电器：有极化磁场与控制电流通过控制线圈所产生的磁场综合作用而动作的继电器。继电器的动作方向取决于控制线圈中流过的的电流方向。8）其他类型的继电器：如光继电器，声继电器，热继电器，仪表式继电器，霍尔效应继电器，差动继电器等。2、按继电器的外形尺寸分类1）微型继电器2）超小型微型继电器3）小型微型继电器3、按继电器的负载分类1）微功率继电器2）弱功率继电器3）中功率继电器4）大功率继电器4、按继电器的防护特征分类1）密封继电器2）封闭式继电器3）敞开式继电器5、按继电器按照动作原理可分类1）电磁型2）感应型3）整流型4）电子型5）数字型等6、按照反应的物理量可分类1）电流继电器2）电压继电器3）功率方向继电器4）阻抗继电器5）频率继电器6）气体（瓦斯）继电器7、按照继电器在保护回路中所起的作用可分类1）启动继电器2）量度继电器3）时间继电器4）中间继电器5）信号继电6）出口继电器主要元件介绍电磁继电器电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。电磁继电器工作原理图只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。继电器一般有两股电路，为低压控制电路和高压工作电路。固态继电器（SSR）固态继电器是一种两个接线端为输入端，另两个接线端为输出端的四端器件，中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型。按开关型式可分为常开型和常闭型。按隔离型式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型，以光电隔离型为最多。热敏干簧继电器热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。热敏干簧继电器不用线圈励磁，而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的。磁簧继电器磁簧继电器是以线圈产生磁场将磁簧管作动之继电器，继电器产品展示(20张)磁簧继电器结构坚固，触点为密封状态，耐用性高，可以作为机械设备的位置限制开关，也可以用以探测铁制门、窗等是否在指定位置。光继电器光继电器为AC/DC并用的半导体继电器，指发光器件和受光器件一体化的器件。输入侧和输出侧电气性绝缘，但信号可以通过光信号传输。其特点为寿命为半永久性、微小电流驱动信号、高阻抗绝缘耐压、超小型、光传输、无接点等。主要应用于量测设备、通信设备、保全设备、医疗设备等。时间继电器时间继电器是一种利用电磁原理或机械原理实现延时控制的控制电器。中间继电器中间继电器的特点：继电器采用线圈电压较低的多个优质密封小型继电器组合而成，防潮、防尘、不断线，可靠性高，克服了电中间继电器样本图磁型中间继电器导线过细易断线的缺点；功耗小，温升低，不需外附大功率电阻，可任意安装及接线方便；继电器触点容量大，工作寿命长；继电器动作后有发光管指示，便于现场观察；延时只需用面板上的拨码开关整定，延时精度高，延时范围可在0.02-5.00S任意整定。中间继电器的用途：中间继电器用于各种保护和自动控制线路中，以增加保护和控制回路的触点数量和触点容量。中间继电器的作用一般的电路常分成主电路和控制电路两部分，继电器主要用于控制电路，接触器主要用于主电路；通过继电器可实现用一路控制信号控制另一路或几路信号的功能，完成启动、停止、联动等控制，主要控制对象是接触器；接触器的触头比较大，承载能力强，通过它来实现弱电到强电的控制，控制对象是电器。型号标志一般国产继电器的型号命名由四部分组成：第一部分+第二部分+第三部分+第四部分。继电器型号第一部分用字母表示继电器的主称类型。JR小功率继电器JZ中功率继电器JQ大功率继电器JC磁电式继电器JU热继电器或温度继电度JT特种继电器JM脉冲继电器JS时间继电器JAG干簧式继电器继电器型号第二部分用字母表示继电器的形状特征。W微型X小型C超小型继电器型号第三部分用数字表示产品序号。用数字表示产品序号继电器型号第四部分用字母表示防护特征。F封闭式M密封式例如：JRX-13F（封闭式小功率小型继电器）。JR小功率继电器X小型13序号三相电压1概念理解我们通常用的三相电可以这样理解：三个不同的发电机，发的都是交流电，电流电压都是正弦波，但是这三个发电机的正弦波在同一瞬间正弦波的值却不一样，一个如果是零度的正弦波，第二个就是120度，第三个就是240度，当然第三个与第一个也相差120度。它们的这种差值是固定的，这种角度的差值就叫相位差，所谓三相电，就是存在三个相位差的电源。2相关定义能产生幅值相等、频率相等、相位互差120电势的发电机称为三相发电机；以三相发电机作为电源，称为三相电源；以三相电源供电的电路，称为三相电路；U、V、W称为三相，相与相之间的电压是线电压，电压为380V；相与中心线之间称为相电压，电压是220V。3三相电压的接法三相电压的星形接法是将各相电源或负载的一端都接在一点上，而它们的另一端作为引出线，分别为三相电压的三条相线。对于星形接法，可以将中点（称为中性点）引出作为中性线，形成三相四线制。也可不引出，形成三相三线制。当然，无论是否有中性线，都可以添加地线，分别成为三相五线制或三相四线制。三相电压的三角形接法是将各相电源或负载依次首尾相连，并将每个相连的点引出，作为三相电压的三条相线。三角形接法没有中性点，也不可引出中性线，因此只有三相三线制。添加地线后，成为三相四线制。星形接法的三相电压，线电压是相电压的3倍，而线电流等于相电流。当三相负载平衡时，即使连接中性线，其上也没有电流流过。三相负载不平衡时，应当连接中性线，否则各相负载将分压不等。三角形接法的三相电压，线电压等于相电压，而线电流等于相电流的3倍。电压互感器电压互感器是一个带铁心的变压器。它主要由一、二次线圈、铁心和绝缘组成。当在一次绕组上施加一个电压U1时，在铁心中就产生一个磁通，根据电磁感应定律，则在二次绕组中就产生一个二次电压U2。改变一次或二次绕组的匝数，可以产生不同的一次电压与二次电压比，这就可组成不同比的电压互感器。电压互感器将高电压按比例转换成低电压，即100V，电压互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等；主要是电磁式的（电容式电压互感器应用广泛），另有非电磁式的，如电子式、光电式。1简要介绍电压互感器1（Potential transformer 简称PT，Transformer voltage 也简称TV）和变压器很相像，都是用来变换线路上的电压。但是变压器变换电压的目的是为了输送电能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位；而电压互感器变换电压的目的，主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能，或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器，因此电压互感器的容量很小，一般都只有几伏安、几十伏安，最大也不超过一千伏安。线路上为什么需要变换电压呢？这是因为根据发电、输电和用电的不同情况，线路上的电压大小不一，而且相差悬殊，有的是低压220V和380V，有的是高压几万伏甚至几十万伏。要直接测量这些低压和高压电压，就需要根据线路电压的大小，制作相应的低压和高压的电压表和其他仪表和继电器。这样不仅会给仪表制作带来很大困难，而且更主要的是，要直接制作高压仪表，直接在高压线路上测量电压，那是不可能的，而且也是绝对不允许的。电压互感器的基本结构和变压器很相似，它也有两个绕组，一个叫一次绕组，一个叫二次绕组。两个绕组都装在或绕在铁心上。两个绕组之间以及绕组与铁心之间都有绝缘，使两个绕组之间以及绕组与铁心之间都有电气隔离。电压互感器在运行时，一次绕组N1并联接在线路上，二次绕组N2并联接仪表或继电器。因此在测量高压线路上的电压时，尽管一次电压很高，但二次却是低压的，可以确保操作人员和仪表的安全。2主要类型按安装地点可分为户内式和户外式。35kV及以下多制成户内式；35kV以上则制成户外式。按相数可分为单相和三相式，35kV及以上不能制成三相式。按绕组数目可分为双绕组和三绕组电压互感器，三绕组电压互感器除一次侧和基本二次侧外，还有一组辅助二次侧，供接地保护用。按绝缘方式可分为干式、浇注式、油浸式和充气式。干式电压互感器结构简单、无着火和爆炸危险，但绝缘强度较低，只适用于6kV以下的户内式装置；浇注式电压互感器结构紧凑、维护方便，适用于3kV35kV户内式配电装置；油浸式电压互感器绝缘性能较好，可用于10kV以上的户外式配电装置；充气式电压互感器用于SF6全封闭电器中。按工作原理划分，还可分为电磁式电压互感器，电容式电压互感器和电子式电压互感器。工作原理其工作原理与变压器相同，基本结构也是铁心和原、副绕组。特点是容量很小且比较恒定，正常运行时接近于空载状态。电压互感器本身的阻抗很小，一旦副边发生短路，电流将急剧增长而烧毁线圈。为此，电压互感器的原边接有熔断器，副边可靠接地，以免原、副边绝缘损毁时，副边出现对地高电位而造成人身和设备事故。测量用电压互感器一般都做成单相双线圈结构，其原边电压为被测电压（如电力系统的线电压），可以单相使用，也可以用两台接成V-V形作三相使用。实验室用的电压互感器往往是原边多抽头的，以适应测量不同电压的需要。供保护接地用电压互感器还带有一个第三线圈，称三线圈电压互感器。三相的第三线圈接成开口三角形，开口三角形的两引出端与接地保护继电器的电压线圈联接。正常运行时，电力系统的三相电压对称，第三线圈上的三相感应电动势之和为零。一旦发生单相接地时，中性点出现位移，开口三角的端子间就会出现零序电压使继电器动作，从而对电力系统起保护作用。线圈出现零序电压则相应的铁心中就会出现零序磁通。为此，这种三相电压互感器采用旁轭式铁心（10KV及以下时）或采用三台单相电压互感器。对于这种互感器，第三线圈的准确度要求不高，但要求有一定的过励磁特性（即当原边电压增加时，铁心中的磁通密度也增加相应倍数而不会损坏）。3电压互感器是发电厂、变电所等输电和供电系统不可缺少的一种电器。精密电压互感器是电测试验室中用来扩大量限，测量电压、功率和电能的一种仪器。电压互感器和变压器很相像，都是用来变换线路上的电压。线路上为什么需要变换电压呢?这是因为根据发电、输电和用电的不同情况，线路上的电压大小不一，而且相差悬殊，有的是低压220V和380V，有的是高压几万伏甚至几十万伏。要直接测量这些低压和高压电压，就需要根据线路电压的大小，制作相应的低压和高压的电压表和其他仪表。铭牌标志电压互感器型号由以下几部分组成，各部分字母，符号表示内容：第一个字母：J电压互感器；第二个字母：D单相；S三相第三个字母：J油浸；Z浇注；第四个字母：数字电压等级（KV）。例如：JDJ-10表示单相油浸电压互感器，额定电压10KV。额定一次电压，作为互感器性能基准的一次电压值。额定二次电压，作为互感器性能基准的二次电压值。额定变比，额定一次电压与额定二次电压之比。准确级，由互感器系统定的等级，其误差在规定使用条件下应在规定的限值之内负荷，二次回路的阻抗，通常以视在功率（VA）表示。额定负荷，确定互感器准确级可依据的负荷值。基本作用电压互感器的作用是：把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压，供保护、计量、仪表装置使用。同时，使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离。电压互感器虽然也是按照电磁感应原理工作的设备，但它的电磁结构关系与电流互感器相比正好相反。电压互感器二次回路是高阻抗回路，二次电流的大小由回路的阻抗决定。当二次负载阻抗减小时，二次电流增大，使得一次电流自动增大一个分量来满足一、二次侧之间的电磁平衡关系。可以说，电压互感器是一个被限定结构和使用形式的特殊变压器。简单的说就是“检测元件”。接线方式电压互感器的接线方式很多，常见的有以下几种： 用一台单相电压互感器来测量某一相对地电压或相间电压的接线方式。 用两台单相互感器接成不完全星形，也称VV接线，用来测量各相间电压，但不能测相对地电压，广泛应用在20KV以下中性点不接地或经消弧线圈接地的电网中。 用三台单相三绕组电压互感器构成YN，yn，d0或YN，y，d0的接线形式，广泛应用于3220KV系统中，其二次绕组用于测量相间电压和相对地电压，辅助二次绕组接成开口三角形，供接入交流电网绝缘监视仪表和继电器用。用一台三相五柱式电压互感器代替上述三个单相三绕组电压互感器构成的接线，除铁芯外，其形式与图3基本相同，一般只用于315KV系统。 电容式电压互感器接线形式。在中性点不接地或经消弧线圈接地的系统中，为了测量相对地电压，PT一次绕组必须接成星形接地的方式。在360KV电网中，通常采用三只单相三绕组电压互感器或者一只三相五柱式电压互感器的接线形式。必须指出，不能用三相三柱式电压互感器做这种测量。当系统发生单相接地短路时，在互感器的三相中将有零序电流通过，产生大小相等、相位相同的零序磁通。在三相三柱式互感器中，零序磁通只能通过磁阻很大的气隙和铁外壳形成闭合磁路，零序电流很大，使互感器绕组过热甚至损坏设备。而在三相五柱式电压互感器中，零序磁通可通过两侧的铁芯构成回路，磁阻较小，所以零序电流值不大，对互感器不造成损害。4发展方向变频功率传感器(4张)由于电磁式电压互感器存在的易饱和、非线性及频带窄等问题，电子式电压互感器逐渐兴起。电子式电压互感器一般具有抗磁饱和、低功耗、宽频带等优点。国内具有代表性的电子式互感器有AnyWay变频电压传感器、AnyWay变频电流传感器和AnyWay变频功率传感器，其中，AnyWay变频功率传感器属于电压、电流组合式互感器。该互感器的主要特点如下：1、采用前端数字化技术，光纤传输，电磁兼容性好。2、幅频特性和相频特性好，在宽幅值、频率、相位范围内均可获得较高的测量精度。3、属于数字式传感器，二次仪表不会引入误差，传感器误差就是系统误差。电流互感器电流互感器原理是依据电磁感应原理的。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的2次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。1基本介绍电流互感器current transformer trans1，简称CT。原理 在发电、变电、输电、配电和用电的线路中电流大小悬殊，从几安到几万安都有。为便于测量、保护和控制需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压一般都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到电流变换和电气隔离作用。对于指针式的电流表，电流互感器的二次电流大多数是安培级的（如5A等）。对于数字化仪表，采样的信号一般为毫安级（0-5V、4-20mA等）。微型电流互感器二次电流为毫安级，主要起大互感器与采样之间的桥梁作用。微型电流互感器也有人称之为“仪用电流互感器”。（“仪用电流互感器”有一层含义是在实验室使用的多电流比精密电流互感器，一般用于扩大仪表量程。）电流互感器与变压器类似也是根据电磁感应原理工作，变压器变换的是电压而电流互感器变换的是电流罢了。电流互感器接被测电流的绕组（匝数为N1），称为一次绕组（或原边绕组、初级绕组）；接测量仪表的绕组（匝数为N2）称为二次绕组（或副边绕组、次级绕组）。电流互感器一次绕组电流I1与二次绕组I2的电流比，叫实际电流比K。电流互感器在额定电流下工作时的电流比叫电流互感器额定电流比，用Kn表示。Kn=I1n/I2n电流互感器（Current transformer 简称CT）的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。如变比为400/5的电流互感器，可以把实际为400A的电流转变为5A的电流。型号参数一、电流互感器型号：第一字母：L电流互感器第二字母：A穿墙式；Z支柱式；M母线式；D单匝贯穿式；V结构倒置式；J零序接地检测用；W抗污秽；R绕组裸露式第三字母：Z环氧树脂浇注式；C瓷绝缘；Q气体绝缘介质；W与微机保护专用第四字母：B带保护级；C差动保护；DD级；Q加强型；J加强型ZG第五数字：电压等级 产品序号接线方式电流互感器的接线方式按其所接负载的运行要求确定。最常用的接线方式为单相、三相星形和不完全星形三种，分别如图4a、图4b和图4c。电流互感器 电流互感器接线方式额定变比和误差：电流互感器的额定变比KN指电流互感器的额定电流比。即：KN=I1N/I2N电流互感器原边电流在一定范围内变动时，一般规定为10120%I1N，副边电流应按比例变化，而且原、副边电压（或电流）应该同相位。但由于互感器存在内阻抗、励磁电流和损耗等因素而使比值及相位出现误差，分别称为比差和角差。比差为经折算后的二次电流与一次电流量值大小之差对后者之比，即fI 为电流互感器的比差。当KNI2I1时，比差为正，反之为负。对于没有采取补偿措施的电流互感器，比差为负值，角差为正值，比差的绝对值和角差均随电流增大而减小。采用补偿的办法可以减小互感器的误差。一般通过在互感器上加绕附加绕组或增添附加铁心，以及接入相应的电阻、电感、电容元件来补偿。常用的补偿法有匝数补偿、分数匝补偿、小铁心补偿、并联电容补偿等。注意事项电流互感器 - 使用注意事项电流互感器运行时，副边不允许开路。因为一旦开路，原边电流均成为励磁电流，使磁通和副边电压大大超过正常值而危及人身和设备安全。因此，电流互感器副边回路中不许接熔断器，也不允许在运行时未经旁路就拆下电流表、继电器等设备。电流互感器运行时，副边不允许开路。原因如下：电流互感器一次被测电流磁势I1N1在铁芯产生磁通1电流互感器二次测量仪表电流磁势I2N2在铁芯产生磁通2电流互感器铁芯合磁通： = 1 + 2因为1.2方向相反，大小相等，互相抵消，所以 = 0若二次开路，即 I2 = 0 ，则： = 1，电流互感器铁芯磁通很强，饱和，铁心发热，烧坏绝缘，产生漏电若二次开路，即 I2 = 0 ，则： = 1，在电流互感器二次线圈N2中产生很高的感生电势e，在电流互感器二次线圈两端形成高压，危及操作人员生命安全电流互感器二次线圈一端接地，就是为了防止高压危险而采取的保护措施。4选择额定电压电流互感器额定电压不小于装设点线路额定电压。变比应根据一次负荷计算电流IC选择电流互感器变比。电流互感器一次侧额定电流标准比（如20、30、40、50、75、100、150、2a/C）等多种规格，二次侧额定电流通常为1A或5A。其中2a/C表示同一台产品有两种电流比，通过改变产品的连接片接线方式实现，当串联时，电流比为a/c，并联时电流比为2a/C。一般情况下，计量用电流互感器变流比的选择应使其一次额定电流I1n不小于线路中的负荷电流（即计算IC）。如线路中负荷计算电流为350A，则电流互感器的变流比应选择400/5。保护用的电流互感器为保证其准确度要求，可以将变比选得大一些。准确级应根据测量准确度要求选择电流互感器的准确级并进行校验。下表为不同准确级电流互感器的误差限值：准确级选择的原则：计费计量用的电流互感器其准确级不低于05级；用于监视各进出线回路中负荷电流大小的电流表应选用1030级电流互感器。为了保证准确度误差不超过规定值，一般还校验电流互感器二次负荷（伏安），互感器二次负荷S2不大于额定负荷S2n，所选准确度才能得到保证。准确度校验公式：S2S2n。额定容量电流互感器二次额定容量要大于实际二次负载，实际二次负载应为25100%二次额定容量。容量决定二次侧负载阻抗，负载阻抗又影响测量或控制精度。负载阻抗主要受测量仪表和继电器线圈电阻、电抗及接线接触电阻、二次连接导线电阻的影响。5类型按用途分类按照用途不同，电流互感器大致可分为两类：测量用电流互感器（或电流互感器的测量绕组）：在正常工作电流范围内，向测量、计量等装置提供电网的电流信息。保护用电流互感器（或电流互感器的保护绕组）：在电网故障状态下，向继电保护等装置提供电网故障电流信息。测量用电流互感器在测量交变电流的大电流时，为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流（中国规定电流互感器的二次额定为5A或1A），另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到变流和电气隔离作用。它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器，电流互感器将高电流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。正常工作时互感器二次侧处于近似短路状态，输出电压很低。在运行中如果二次绕组开路或一次绕组流过异常电流（如雷电流、谐振过电流、电容充电电流、电感启动电流等），都会在二次侧产生数千伏甚至上万伏的过电压。这不仅给二次系统绝缘造成危害，还会使互感器过激而烧损，甚至危及运行人员的生命安全。 电流互感器 保护用电流互感器保护用电流互感器保护用电流互感器分为：1.过负荷保护电流互感器，2.差动保护电流互感器，3.接地保护电流互感器（零序电流互感器）保护用电流互感器主要与继电装置配合，在线路发生短路过载等故障时，向继电装置提供信号切断故障电路，以保护供电系统的安全。保护用电流互感器的工作条件与测量用电流互感器完全不同，保护用互感器只是在比正常电流大几倍几十倍的电流时才开始有效的工作。保护用互感器主要要求：1.绝缘可靠，2.足够大的准确限值系数，3.足够的热稳定性和动稳定性。线路发生故障时的冲击电流产生热和电磁力，保护用电流互感器必须承受。二次绕组短路情况下，电流互感器在一秒内能承受而无损伤的一次电流有效值，称额定短时热电流。二次绕组短路情况下，电流互感器能承受而无损伤的一次电流峰值，称额定动稳定电流。保护用电流互感器的精度等级5P/10P ，10P标示复合误差不超过10%。按绝缘介质分类干式电流互感器。由普通绝缘材料经浸漆处理作为绝缘。浇注式电流互感器。用环氧树脂或其他树脂混合材料浇注成型的电流互感器。油浸式电流互感器。由绝缘纸和绝缘油作为绝缘，一般为户外型。气体绝缘电流互感器。主绝缘由气体构成。按安装方式分类贯穿式电流互感器。用来穿过屏板或墙壁的电流互感器。支柱式电流互感器。安装在平面或支柱上，兼做一次电路导体支柱用的电流互感器。套管式电流互感器。没有一次导体和一次绝缘，直接套装在绝缘的套管上的一种电流互感器。母线式电流互感器。没有一次导体但有一次绝缘，直接套装在母线上使用的一种电流互感器。按原理分类电磁式电流互感器。根据电磁感应原理实现电流变换的电流互感器。电子式电流互感器。使用发展方向由于电磁式电流互感器存在的易饱和、非线性及频带窄等问题，电子式电流互感器逐渐兴起。电子式电流互感器一般具有抗磁饱和、低功耗、宽频带等优点。国内具有代表性的电子式互感器有AnyWay变频电压传感器、AnyWay变频电流传感器和AnyWay变频功率传感器，其中，AnyWay变频功率传感器属于电压、电流组合式互感器。SP系列电子式电流互感器(4张)该互感器的主要特点如下：1、采用前端数字化技术，光纤传输，电磁兼容性好。2、幅频特性和相频特性好，在宽幅值、频率、相位范围内均可获得较高的测量精度。3、属于数字式传感器，二次仪表不会引入误差，传感器误差就是系统误差。产生电弧的根本原因在于开关电器触头本身及触头周围的介质中含有大量可被游离的电子，当分断的触头间存在足够大的外施电压，而且电路电流也达到最小生弧电流时，就会强烈游离而形成电弧。熔断器与断路器的区别：相同点是都能实现短路保护，熔断器（图14）熔断器的原理是利用电流流经导体会使导体发热，达到导体的熔点后导体融化所以断开电路保护用电器和线路不被烧坏。它是热量的一个累积，所以也可以实现过载保护。一旦熔体烧毁就要更换熔体。断路器也可以实现线路的短路和过载保护，不过原理不一样，它是通过电流底磁效应（电磁脱扣器）实现断路保护，通过电流的热效应实现过载保护（不是熔断，多不用更换器件）。具体到实际中，当电路中的用电负荷长时间接近于所用熔断器的负荷时，熔断器会逐渐加热，直至熔断。像上面说的，熔断器的熔断是电流和时间共同作用的结果起到对线路进行保护的作用，它是一次性的。而断路器是电路中的电流突然加大，超过断路器的负荷时，会自动断开，它是对电路一个瞬间电流加大的保护，例如当漏电很大时，或短路时，或瞬间电流很大时的保护。当查明原因，可以合闸继续使用。正如上面所说，熔断器的熔断是电流和时间共同作用的结果，而断路器，只要电流一过其设定值就会跳闸，时间作用几乎可以不用考虑。断路器是低压配电常用的元件。也有一部分地方适合用熔断器。柱上开关1柱上开关的类型编辑目前市场上的柱上开关形式多样,性能也各不相同具体可按以下6种方式分类:按生产国可分为国产和进口2种;按触头灭弧能力可分为断路器负荷开关;按绝缘介质可分为油绝缘空气绝缘SF6绝缘;按操动机构可分为电磁操动机构弹簧操动机构永磁操动机构;按控制器的功能可分为断路器重合器分段器;按出线套管的材质可分为瓷套管和硅橡胶套管等2各类开关的特点2.1 国产开关设备优点:按国内电力系统的使用特点设计制造;一般采用弹簧操动机构,可进行电动和手动分合闸操作;电流互感器二次电流按5 A设计,可设多组多变压比,有利于满足继电保护遥测计量的不同要求;一般断路器本身配置隔离开关,并且断路器与隔离开关之间设有操作闭锁缺点:断路器内部多采用空气绝缘,安全性能受周围环境的影响较大;无专用的操作控制箱,继电保护功能靠U,W两相的电流脱扣器来实现,因此无法实现继电保护的上下级的合理配合,容易造成断路器误动和拒动;操动机构制造工艺粗糙气密性差,尤其在空气潮湿或沿海地区,在很短的时间内机构部件便有可能严重锈蚀,无法进行正常的操作2.2 进口断路器所有进口断路器的共同点是:电流互感器二次电流按1 A设计,规格有600/1和1000/1等2种;所有断路器均不配隔离开关;配有专用的操作控制器,控制器的控制保护功能齐全,可选择性强,有利于上下级保护的配合;多采用零表压下的SF6气体绝缘,密封性能好,内部绝缘不受外部环境的影响,操动机构制造工艺优良且大多密封在SF6气体腔内,现场免维护;价格高,几乎是国产断路器的2倍;订货周期长;一旦断路器发生问题,现场一般不能维修2.3 断路器重合器负荷开关断路器具有很强的灭弧能力,可切断故障电流,配备含微机保护的控制器,可实现对分支线路的保护重合器开关本体与断路器完全相同,区别在于控制器的功能上断路器的控制器功能简单,仅具备控制和线路电流保护功能,其他功能靠FTU实现而重合器的控制器除了具备断路器控制器的所有功能外,还具有3次以上的重合闸多种特性曲线相位判断程序恢复运行程序储存自主判断与自动化系统的连接等功能,但价格较高负荷开关可以闭合故障电流,开断额定负荷电流,采用真空和SF6灭弧其主要作为线路的分段开关,配备智能控制器就成为分段器,造价较低3各类操动机构的特点3.1 电磁操动机构合闸电流大,零部件多,结构复杂除电动分合闸外,还可以手动分闸操作不能手动合闸送电,只可以在没有电源的情况下用合闸手柄合上断路器不能作为配网自动化的理想选择产品3.2 永磁操动机构永磁操动机构是一种新概念的操动机构,它有单稳态和双稳态之分特点是结构简单,开关状态靠永久磁铁的磁力保持,机械传动部件非常少,机构密封程度较高,受外界影响较小但其本质上还是电磁操动机构,瞬时功率大及机械特性控制是其难点,控制器较复杂,其启动电容以及电子控制线路的寿命温度特性及可靠性是操动机构总体可靠性的“瓶颈”,应加以高度重视永磁操动机构最为致命的缺点是没有手动合闸手柄,在合闸送电时,如果遇到控制器或合闸回路故障将会觉得非常棘手3.3 弹簧操动机构国产弹簧操动机构结构复杂设计观念陈旧气密性差机械寿命短进口弹簧操动机构目前以三角板式操动机构为代表,结构非常简单,零部件极少,整个机构密封在SF6气体腔内,故障几率极低其功能不但能满足电动操作,还可以进行手动分合闸操作,即使控制器发生故障也能尽快手动恢复送电,是目前最为理想的操动机构4开关的选型配网自动化以故障自动诊断故障区域自动隔离非故障区域自动恢复送电为目的,开关的选型也要以此为依据,针对不同的控制方式采用不同选择4.1 就地控制方式,即初级自动化这种方式线路短,分段小,应采用重合器充分利用重合器的重合及动作时限配合,实现对故障区的自动隔离和非故障区自动恢复送电4.2 对于分布智能控制方式。需要FTU将检测到的各种信号通过点对点通信,把故障区断路器的状态及其他信息传送到临近的FTU,识别故障区段,实现自动隔离和恢复送电,即FTU+重合器或智能FTU+断路器4.3 集中控制方式将FTU监控终端检测到的信息,通过通信系统送至配电总服务器,由配电总服务器进行全面计算管理在干线发生故障后,先由站内馈线断路器断开故障线路,并进行一次重合如果重合成功,控制中心不作判断;如果重合不成功,控制中心则在自动判别后,遥控自动化系统断路器隔离故障区,恢复非故障区供电这种控制模式下,隔离故障区段是在线路无电流电压的情况下进行的,所以分段器完全可以采用负荷开关以降低成本分支线路安装断路器,加装微机保护,准确及时地切除故障分支,减少自动化动作次数,缩短停电范围和时间这种模式采取分段用负荷开关,分支用断路器的方式比较经济实用柱上开关常见的有柱上断路器、柱上负荷开关、柱上隔离开关，三者之间性能是完全不同的，使用地点方式有所区别，本文介绍了三者选用时应注意的事项。1柱上断路器主要用于配电线路区间分段投切、控制、保护，能开断、关合短路电流。(1)油浸断路器。油浸断路器是早期的产品，因开断能力差、油易燃、渗漏、易酿成二次事故而趋于淘汰。(2)真空断路器。真空断路器有箱式、柱式二种，额定电流常为400A、630A，就额定电流而言而者之间价格相差不大，额定开断短路电流有 12.5kA、16kA、20kA，机械寿命、额定电流开断10000次以上，额定开断短路电流开断次数30-50次，能频繁操作。按相对地绝缘质来分又可分为油浸绝缘、空气绝缘、SF6绝缘。(3)SF6断路器。SF6断路器额定电流为400A、630A，额定开断短路电流一般至12?5kA，目前有的厂家已有16kA产品，机械寿命、额定电流开断10000次以上，额定开断短路电流开断次数30-50次，适合于频繁操作。(4)使用提示：油浸式断路器虽属于淘汰产品，但电网中或多或少总还存在一些，运行中可取消其短路跳闸功能，作负荷开关使用。注意安装地点短路电流的校验。校验用的短路电流应考虑5-10年的发展变化，真空开关、SF6开关均为免维护产品，安装之后如无大的问题一般考虑在5年后更换大修，若短路开断电流小于当地预期短路电流，则极易造成开断时开关毁损。选择保护用电流互感器一次额定电流宜比安装点可能出现的最大电流大2-3倍，并应配置涌流延时器，若保护CT变比一次电流与安装点最大电流相同或相近，即使开关在低于安装点最大电流下运行，因保护稳定范围裕度小而处于不稳定状态，当线路合闸送电时由于配电线路中配变众多，励磁涌流影响可能使开关需多次合闸才能合闸成功，当大的负荷投入启动电流的冲击以及负荷波动的影响都会造成无故障跳闸。电子涌流延时器时间整定可十分精确，时间整定0-5S可调，一般时间整定应在0.05S以上。在一条线路上不宜过多设置断路器，这是断路器保护无选择性决定的，当线路故障时可能造成多台开关同时动作跳闸，反而影响供电可*性。SF6开关注意安装之后的气体泄漏检查，尤其是新安装之后的头一二个月。SF6开关不适于安装在寒冷地区，在-20以下地区安装时应与厂家协商SF6气体的工作曲线，气体泄漏或液化之后，当开断短路电流时会因电弧重燃引起开关爆炸。选用的断路器宜具备重合功能。由于配电线路点多面广，发生瞬时性的故障及率多，如：雷击、线间瞬时碰线，而断路器保护对短路电流非常敏感，瞬时动作于跳闸，从而造成用户停电，而人工试送往往又能送出，这样就增加了运行人员的劳动强度，从另一方面讲也反而可能增加了停电时户数，违背了装设断路器隔离故障点、提高供电可*性的本意。从我局实际运行经验来看，真正永久故障跳闸并不多见，实现重合功能应是十分必要。实现重合功能一般厂家产品需外接电源(有源)：有低压电源的可考虑低压直接引入，无低压电源的外挂电源互感器配蓄电池，也有的厂家使用太阳能与蓄电池搭配形式。实现无源重合是从保护CT感应电流取样供给控制器作电源，如：宁波天安集团生产的VT3-12真空断路器，相对有源由于减少了元器件提高了断路器的可靠性。宜选择断路器与隔离开关组合电器，由于厂家出厂时考虑了操作顺序并相互闭锁，从而减小了误操作的可能性。2柱上负荷开关具有承载、分合额定电流能力，但不能开断短路电流，主要用于线路的分段和故障隔离。(1)产气式负荷开关。产气式负荷开关是利用固体产气材料组成的狭缝在电弧作用下产生大量气体形成气吹灭弧，因其结构简单，成本低廉而一度被广泛推广使用。(2)真空、SF6负荷开关。与真空、SF6断路器外形、参数相似，区别在于负荷开关不配保护CT、不能开断短路电流，但可以承受短路电流、关合短路电流，具有寿命长、免维护特点，机械寿命、额定电流开断次数10000次以上，适合于频繁操作。(3)使用提示：从我局使用来看，产气式负荷开关故障率较高，发生过灭弧罩脱落，多次一极开关烧毁，烧毁主要原因是动静触头合闸不能完全接触，局部接触电阻增大过热引起环氧树脂绝缘子炭化击穿。在带电合闸时产气式负荷开关有时会产生弧光泄漏，影响人身安全，据厂家介绍开关设计时其灭弧过程主要考虑带电分负荷，当合闸时主辅触头不同步时就易产生弧光外泄。产气式负荷开关灭弧罩需不定期维护，开断满负荷次数20次左右就需检查维修，不如真空式、SF6开关可开断10000次以上，长期运行维护工作量大。产气式负荷开关操作机构可分为挂钩式、引下操作杆式，引下操作杆式安装操作把柄时应加锁而锁具体身需不时更换、维护，运行不便。操作杆应安装离地2.5M以上，否则易受外力破坏。真空负荷组合开关现在的价格已与产气时开关相当，而其可*性、安全性是产气式负荷开关无法比拟的，在选用时应优选使用。3柱上隔离开关(1)柱上隔离开关主要用于隔离电路，分闸状态有明显断口，便于线路检修、重构运行方式、有三极联动、单极操作两种形式。(2)使用提示：隔离开关能可*地承载工作电流和短路电流，但不能分断负荷电流，可开合励磁电流不超2A的空载变压器、电容电流不超5A的空载线路。隔离开关一般动稳定电流不超40kA，选用时应注意校验。隔离开关操作寿命在2000次左右。馈线终端装置柱上开关FTU馈线终端装置简称FTU(Feeder Terminal Unit)，安装在10 kV馈电线路上,对柱上开关进行监控，完成遥测、遥控、遥信，故障检测功能，并与配电自动化主站通信，提供配电系统运行情况和各种参数即监测控制所需信息，包括开关状态、电能参数、相间故障、接地故障以及故障时的参数,并执行配电主站下发的命令，对配电设备进行调节和控制，实现故障定位、故障隔离和非故障区域快速恢复供电功能。FTU是安装在配电室或馈线上的智能终端设备。它可以与远方的配电子站通信，将配电设备的运行数据发送到配电子站，还可以接受配电子站的控制命令，对配电设备进行控制和调节。FTU与RTU有以下区别：FTU体积小、数量多，可安置在户外馈线上，设有变送器，直接交流采样，抗高温，耐严寒，适应户外恶劣的环境；而RTU安装在户内，对环境要求高；FTU采集的数据量小，通信速率要求较低，可靠性要求较高；而RTU采集的数据量大，通信速率较高，可靠性要求高，有专用通道。积成电子FTUFTU可采用高性能单片机制造，为了适应恶劣的环境，应选择能工作在75的工业级芯片，并通过适当的结构设计使之防雷、防雨、防潮。SF6负荷开关SF6负荷开关是近年来不少用户体会到的一种优良负荷开关，除电寿命长，开断力强等与真空负荷开关有共同的优点外，其突出优点是容易实现三工作位(接通、断开和接地)，小电流(电感、电容)开断，抗严酷环境条件能力强。适宜在城乡中压配电网推广应用。负荷开关是带有简单灭弧装置的一种开关电器，使用SF6气体作为绝缘和灭弧介质的负荷开关称为SF6负荷开关，它可以作为关合和开断负荷电流及过载电流用，亦可以作为关合和开断空载线路、空载变压器及电容器组等，凡具有接通、断开和接地功能的三工作位负荷开关，都有结构简单、价格便宜的特点。只是负荷开关不能断开短路电流。SF6负荷开关+熔断器组合电器是由SF6负荷开关来承担过载电流(此过载电流对SF6负荷开关来说仍在负荷开关额定开断电流的范围以内)和正常工作电流的关合和开断，并且还要求承担转移电流的开断。而变压器高压侧的短路保护和过载保护由高压限流熔断器来承担。这时一组SF6负荷开关及三个带触发器的熔断器，只要任何一个触发器动作，其联动机构会使负荷开关三相同时自动分闸。两者有机的结合起来，就可满足配电系统各种正常和故障下运行操作保护的要求。馈线终端设备（FTU）FTU是装设在馈线开关旁的开关监控装置。这些馈线开关指的是户外的柱上开关，例如10kV线路上的断路器、负荷开关、分段开关等。一般来说，1台FTU要求能监控1台柱上开关，主要原因是柱上开关大多分散安装，若遇同杆架设情况，这时可以1台FTU监控两台柱上开关。配变终端设备（TTU）TTU监测并记录配电变压器运行工况，根据低压侧三相电压、电流采样值，每隔12分钟计算一次电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能、无功电能等运行参数，记录并保存一段时间（一周或一个月）和典型日上述数组的整点值，电压、电流的最大值、最小值及其出现时间，供电中断时间及恢复时间，记录数据保存在装置的不挥发内存中，在装置断电时记录内容不丢失。配网主站通过通信系统定时读取TTU测量值及历史记录，及时发现变压器过负荷及停电等运行问题，根据记录数据，统计分析电压合格率、供电可靠性以及负荷特性，并为负荷预测、配电网规划及事故分析提供基础数据。如不具备通信条件，使用掌上电脑每隔一周或一个月到现场读取记录，事后转存到配网主站或其它分析系统。TTU构成与FTU类似，由于只有数据采集、记录与通信功能，而无控制功能，结构要简单得多。为简化设计及减少成本，TTU由配变低压侧直接变压整流供电，不配备蓄电池。在就地有无功补偿电容器组时，为避免重复投资，TTU要增加电容器投切控制功能。开闭所终端设备（DTU）DTU一般安装在常规的开闭所（站）、户外小型开闭所、环网柜、小型变电站、箱式变电站等处，完成对开关设备的位置信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量等数据的采集与计算，对开关进行分合闸