第二篇电子电器元件第一章电子式时间继电器1电子式时间继电器的分类按延时方式分类通电延时(通电时延时接通)断电延时(断电时延时断开)按延时原理分类阻容式(延时范围0.1s-1000s)计数式(延时范围0.1s-几十小时)2RC式电子时间继电器1)基本电路结构与延时时间计算电路结构框图典型通电延时电路考虑电容初始电压时延时时间计算EUcoUd对延时时间的影响2)延时误差与Ud的选择不考虑虑Uco时延时时间可按下式计算K对对延时时间时时间有影响延时时间误差计算式中K对对延时误时误差有影响若延时误差由时间常数变化产生则若延时误差由K变化产生则的变化曲线和K值的选择(1)若K选择过小延时时间短误差减小的不显著(2)若K选择过大延时时间长误差增加显著(3)选择K时的折中考虑是选择和的变化率相等上式成立的条件是即:这种条件下3)RC式时间继电器设计原则(1)门门限电压电压Ud的选择选择a)门门限电电路与充电电电电路供电电源且Ud采用电电阻分压压•选择选择Ud=(0.5~0.7)E(2)延时电时电容C的选择选择a)选择选择温度系数和漏电电小的电电容器•避免采用大电电容实现实现短延时时3)RC式时间继电器设计原则(3)电电阻R的选择选择a)保证时间证时间常数不变变的情况下尽量提高电电阻R的值值•保证证RUoUDW反时限延时特性的改善方法一举例UoUDW+Ud2时取:则取:则取:则当KI1.7后(UoUDW+Ud2)反时限延时特性的改善方法一举例KI1.7时反时限延时特性的改善——方法二过载保护继电器简化电路反时限延时特性的改善——方法二延时时间:令:则反时限延时特性的改善方法二举例2断相保护继电器满载断相时定子电流满载断相时转子电流1)断相测量电路a)基于线电流为零的断相测量电路根据UAUBUC是否有电压可以判断是否发生断相故障。
该方法只适用于线路断相电流互感器可采用速饱和电流互感器速饱和电流互感器测量原理b)基于负序电流的断相测量电路C相断相时AB相电流大小相等相位差180°采用向量分析可得电流的正序分量IA+IB+IC+和负序分量IA-IB-IC-线路断相时正序和负序电流幅值相等线路断相负序电流产生示意图负序电流的产生负序电流的测量负序电流滤序器正序电流的测量结果负序电流的测量负序电流滤序器负序电流的测量结果正序电流时的向量分析负序电流滤序器的向量分析负序电流时的向量分析c)基于线电流差的断相测量电路断相保护继电器可以是电流型的也可以是电压型的电流型断相保护继电器的结构电流型与电压型的差别在于测量电路2)断相保护继电器a)基于线电流为零的断相保护继电器LM339b)基于负序电流的断相保护继电器c)基于线电流差的断相保护继电器3综合保护继电器综合保护继电器可进行多种故障的保护如:具有反时限特性的长延时过载保护具有定时限的短延时短路保护具有瞬时动作的短路保护欠压保护断相保护、漏电保护等电机综合保护继电器电机综合保护继电器具有的保护功能具有反时限过载保护具有定时限的短延时短路保护。
具有瞬时动作的短路保护具有断相保护a)多功能电流滤序器电机对称运行电机断相运行A相断相B相断相C相断相结论:电机对称运行或电机断相运行电机对称运行且1.2倍过载时输出电压为:电机断相运行且输出电压等于对称运行1.2倍过载的输出电压时电流为:或此时绕组内的最大电流也仅为:b)电机综合保护继电器基于多功能电流滤序器的测量电路长延时短延时瞬动及出口电路保护特性反时限长延时过载保护特性定时限短延时短路保护特性瞬动短路保护特性三段保护特性电流过载倍数KI动作时间(τ的倍数)另一种综合测量电路作业结合基于多功能电流滤序器的电机综合保护电路和基于线电流差的断相保护电路设计适合上图所示测量电路的保护继电器电路要求具有：过载反时限长延时短路定时限短延时短路瞬动断相短延时4电机温度保护继电器温度继电器——当温度高于或低于某一设定温度时动作的继电器温度继电器的分类：适于电机保护用的温度传感器：热电阻Pt100（适于需要温度显示的保护设备）PTC热敏电阻双金属片式温度继电器电子式温度继电器电机温度保护继电器的结构需要显示时采用热电阻如:Pt100无需显示时采用热敏电阻如:PTC热敏电阻电机绝缘等级与温度继电器的动作值说明：1.留有温度裕度是考虑到传感器的时间常数。
2.保护器的动作温度仅有5个值，对应绝缘等级A-H3.不同绝缘等级需要的保护温度不同4.不需要温度显示时，PTC热敏电阻比较适合这种温度保护继电器PTC热敏电阻的特性1.PTC热敏电阻的阻温特性（R-T特性）阻温特性——热敏电阻的实际阻值与电阻温度之间的关系采用引起阻值变化不超过0.1%的测量功率测得的电阻值电阻本体的温度值PTC热敏电阻R-T特性国际电工委员会(IEC)建议：保护电器动作时PTC热敏电阻的阻值应在1.6K-4K之间PTC热敏电阻的特性2.PTC热敏电阻的伏安特性（U-I特性）伏安特性——热敏电阻端电压与通过热敏电阻的电流之间的关系PTC热敏电阻U-I特性说明：1.热敏电阻的伏安特性是非线性的2.非线性的成因是:热敏电阻的自热理想电阻考虑自热国际电工委员会(IEC)建议：PTC热敏电阻用于电机保护时，当RT=4K时，两端的电压不高于7.5V注：PTC热敏电阻测温时必须工作在伏安特性的线性段PTC热敏电阻U-I特性UI=14mW绿色区域为国际电工委员会(IEC)建议的工作区域以保证热敏电阻工作在UI特性线性区域PTC热敏电阻的变换电路与工作点设计电阻分压式变换电路工作点采用PTC热敏电阻的单路温度继电器单路温度继电器1)工作原理2)参数计算取RT=3KE=24V可求得：R18.1K取R1=10K则可求得Ud=5.5VP=5.523000=0.010.014采用PTC热敏电阻保护三相电机三个电阻串接方式特点：引线少，接线简单；三相同时受热和单相受热存在动作温度误差。
采用PTC热敏电阻保护三相电机三个电阻并接方式特点：引线多，接线复杂；三相同时受热和单相受热时动作温度误差小采用串接方式的三相电机温度保护继电器串接方式温度继电器采用并接方式的三相电机温度保护继电器并接方式温度继电器采用PTC热敏电阻进行温度保护的特殊应用特点：电路简单；动作延时较大（10s-20s）。