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摘要：大部分电气工程中，都需要使用自动化低压电器，但是由于环境或者人为因素的影响，低压电器经常会出现故障，应当采取必要的措施对其进行相应的保护。继电器由于其自身的优点，正在成为电气工程自动化低压电器保护的首选装置。本文首先对继电器的工作原理、分类和作用进行简述，并以此为基础，对继电器在电气工程自动化低压电器中的应用进行具体分析。
关键词：继电器；电气工程自动化；低压电器
引言
电气工程自动化低压电器在工业、国防和农业等领域具有比较广泛的应用。运用电气工程自动化低压电器，能够通过控制信号电路，从而实现信号的自动检测、切换和保护等动作。但是在电气工程自动化低压电器的实际应用过程中，很容易受到环境因素的影响，从而影响低压电器的正常运行。因此，必须使用继电器对自动化低压电器进行保护。
一、继电器概述
继电器主要包括两个系统，依次为控制系统和被控制系统，又称输入回路和输出回路。在电气工程自动化低压电器中安装继电器，类似于在自动化低压电器中安装了一个自动开关，用来控制低压电器中的电流，进而实现对电路进行保护的作用。
1.1继电器的工作原理
继电器的结构主要包括：铁芯、衔铁、线圈和触电簧片等。其主要目的是用于保护自动化低压电器的控制线路，例如：变压器、马达、电动机以及输电线路的短路保护等。继电器在自动化低压电器中的应用类似于通过一个微电流控制整个电路的大电流，类似于在自动化低压电器中安装了一个自动开关；同时，继电器不仅能够反应输入变量的感应结构，而且能够根据电流的大小对电路进行自动化的控制；此外，继电器也能够通过对输入变量的分析，对中间机构进行控制，进而更好地控制电路。当电气工程自动化低压电器发生异常故障时，继电器能够向工作人员发出报警信号，为确保继电器能够发挥其应有的作用，必须具备如下功能特性：安全性、可靠性、灵敏性和选择性。
1.2继电器的分类
继电器种类划分的方法很多，通常根据继电器的结构特征进行分类，或者根据继电器反应的物理量进行分类。本文主要依据继电器的结构特征进行分类，常见的继电器类型包括以下三种。（1）电磁继电器：通过电磁铁芯对衔铁的吸引来实现继电器的常用功能，电磁继电器在工作过程中，其输入回路与输出回路之间具有一定的关联，因此在应用时应当考虑这一点；（2）固态继电器：固态继电器总共有4个接线端（2个输入端、2个输出端），在工作过程中主要通过隔离元件实现输入和输出的切换。固态继电器根据电源类型还可细分为交流固态继电器和直流固态继电器；（3）热继电器：热继电器主要包括三个结构，分别为热元件、双金属片和触点。首先，热元件是指热继电器中使用的发热电阻丝；其次，双金属片是两片膨胀系数不同的金属片，在受热状态下二者会发生弯曲。在热继电器中，所有的元器件应当串联起来，并将常闭触点连接至低压电器的控制电路中。
1.3继电器的作用
继电器主要具备以下优点：通用型良好、能够简化电路、安全性较高和标准化程度较高，将其安装至低压电器中能够有效地保护控制电路的安全。因此，广泛的运用于工业、国防、农业和家庭等领域。但是，继电器的使用安全性仍然存在很多质疑，很多专家认为继电器属于低压电器中最不可靠的一种装置，以至于很多电压电器均明文禁止使用继电器作为安全保护装置。因此在使用继电器之前，必须科学合理的评价继电器以确定其可靠性，充分利用继电器的使用价值。
继电器的作用主要体现在以下三个方面。首先，继电器能够扩大输入、输出电流，并可实现控制电路的远程遥控，使得人们的生产生活变得更加便捷；其次，如果继电器无法独立实现远程遥控功能，则可以通过安装远程遥控监测装置，与继电器一起构成具备远程遥控功能的系统；最后，使用继电器能够通过微电流控制大功率电路。
二、继电器在电气工程自动化低压电器中的应用
2.1电磁继电器的应用
电气继电器具备输入-输出的特性，也就是通常所说的继电特性，其特性曲线如图1所示。图1中，横坐标为输入量，纵坐标为输出量。由图1可知，当继电器的输入量从0增加到之前，继电器输出量为0；当继电器的输入量增至时，继电器吸合，继电器的输出量为；当继电器的输入量继续增大，输出量将保持不变。反向过程，当继电器的输入量减小至时，继电器释放，输出量由以变为0；当继电器的输入量继续减小，输出量将持续为0。图1中的是继电器的临界吸合值，如果继电器继续完成吸合过程，继电器的输入量应当满足；是电磁继电器的临界释放值，如果继电器继续完成释放过程，继电器的输入量应当满足。
图1电磁继电器的继电特性曲线
此外，通常用表示继电器的返回系数，该系数是电磁继电器的重要工作参数，其计算公式为：，并且能够通过调整，防止继电器输入量的波动较大而出现电磁继电器的误动作。一般情况下，欠电压继电器对返回系数的要求比较高，即。当某一电磁继电器的返回系数，则吸合电压是额定电压的90%；如果实际电压小于额定电压的50%，则电磁继电器会发生释放，从而实现欠电压保护的作用。除此之外，电磁继电器的吸合时间和释放时间也是重要的工作参数。其中，吸合时间是指从线圈收到电信号直至衔铁吸合完成所耗费的时间，而释放时间是指从线圈失电直至衔铁完全释放所消耗的时间。吸合时间和释放时间对电磁继电器的操作具有一定的影响，因此一般情况下电磁继电器的吸合时间与释放时间介于0.05-0.15s。
2.2热继电器的应用
热继电器通常运用于拖动系统中电动机的负载保护。在实际运用过程中，电动机时常会发生过载的情况。通常情况下，过载时间较短、绝缘绕组的温升在允许范围内在工程中是能够被接受的。但是如果过载现象比较严重、时间比较长，则会引起电动机加速老化，甚至影响电动机的使用寿命，因此必须对电动机进行过载保护。在实际使用过程中，将热继电器的热元件和常闭触点串联在电动机的主电路中。当电动机处于运转的状态时，热继电器的常闭触点并不会发生运动；当电动机处于过载的状态时，双金属片的弯曲随着温升不断增加，从而推动常闭触点断开，进而起到切断电动机控制电路的作用，保证电动机不会因为过载而损坏。当电动机故障排出之后，需要待双金属片冷却后手动将其复位。
三、结论
综上所述，在电气工程自动化低压电器的使用过程中，继电器是不可或缺的保护装置。通过使用不同类型的继电器，能够有针对性的降低不同类型自动化低压电器的故障发生率。但是，如果要充分发挥继电器的保护作用，就必须在使用前对继电器进行科学合理的选型，并确定继电器的工作可靠性。只有通过满足以上两点要求，才能最大程度的发挥继电器在电气工程低压电器的保护作用。
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作者简介：
黄沛沂（1984-），女，东莞人，汉族，本科，工程师，研究方向：电气工程及自动化方面。