黃海 錢韋辰

引言

用戶側(cè)繼電器在配電系統(tǒng)中的保護作用非常重要。通過監(jiān)測電流、電壓和故障情況，并實施相應(yīng)的保護措施，繼電器能夠保護設(shè)備、線路和人員的安全，預(yù)防電力系統(tǒng)故障和事故的發(fā)生。繼電器作為電力系統(tǒng)中一種常見的過載保護設(shè)備，其保護作用對于整個電力系統(tǒng)而言起著關(guān)鍵的作用。

一、用戶側(cè)繼電器保護作用

（一）過載保護

在配電網(wǎng)用戶側(cè)，繼電器作為一種常用的電力保護裝置，主要起著過載保護的作用，用于用戶側(cè)電氣設(shè)備和線路免受過載損壞的影響。用戶側(cè)繼電器可以通過感應(yīng)電路或電流互感器監(jiān)測電路中的電流流動，將電流信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓信號供繼電器控制電路使用。用戶側(cè)繼電器根據(jù)電氣設(shè)備的額定電流容量，設(shè)置一個額定電流閾值，當(dāng)電路中的電流超過該閾值時，繼電器將觸發(fā)保護動作同時觸發(fā)報警信號，提醒用戶或維修人員電路存在過載情況。在電路電流嚴重超過額定閾值的情況下，繼電器還可以自動切斷電源，以避免設(shè)備或線路受到更多的損壞。

用戶側(cè)繼電器過載保護應(yīng)用于各種電氣設(shè)備，如電動機、變壓器、發(fā)電機等。它可以保護設(shè)備免受過載和損壞，延長設(shè)備的使用壽命[1]。過載情況還可能導(dǎo)致電線、電纜等線路元件過度發(fā)熱，甚至引發(fā)火災(zāi)。通過用戶側(cè)繼電器的過載保護，可以實現(xiàn)電氣設(shè)備的工作負荷的監(jiān)測和管理，確保設(shè)備在其額定容量范圍內(nèi)運行，提高設(shè)備的安全性和可靠性。用戶側(cè)繼電器過載保護還可以記錄和報告出現(xiàn)過的過載事件，有助于后期故障排查和設(shè)備維護。

（二）短路保護

在變電系統(tǒng)中，用戶側(cè)的繼電器能夠進行短路保護。繼電器短路保護是一種用來防止繼電器由于短路故障而損壞的保護機制，當(dāng)繼電器處于正常工作狀態(tài)時，它會根據(jù)輸入信號的變化來控制電路的開關(guān)。然而，當(dāng)電路中發(fā)生短路故障時，電流會大幅增加，可能會導(dǎo)致繼電器受損甚至起火。

短路電流會造成高電流和高能量的形成，對人身安全構(gòu)成嚴重威脅，用戶側(cè)短路保護能夠迅速切斷電源，避免電路出現(xiàn)高電流和高能量的情況，減小對人身的傷害風(fēng)險。短路故障還可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)的整體故障和停電，用戶側(cè)短路保護的快速動作可以隔離短路故障，提高系統(tǒng)的可靠性，減少故障的傳播和擴大。短路故障產(chǎn)生的大電流，對保護設(shè)備本身也會造成損壞，用戶側(cè)短路保護的快速切斷作用可以保護設(shè)備，延長其壽命。

用戶側(cè)短路保護在電力系統(tǒng)中起著重要作用，確保電氣設(shè)備和人身安全，減少故障的傳播范圍和停電時間，它是保障配電網(wǎng)運行的基礎(chǔ)保護之一，能夠減少事故損失，提高電力系統(tǒng)的可靠性和供電質(zhì)量。

（三）接地保護

在10千伏配電網(wǎng)中，用戶側(cè)繼電器還可以用于檢測和保護用戶側(cè)電氣設(shè)備的裝置，保護電路免受接地故障的損傷[2]。接地故障可能導(dǎo)致電路帶電部分與設(shè)備外殼之間形成電壓，對人身安全構(gòu)成威脅。用戶側(cè)繼電器接地保護通過感應(yīng)電路或電流互感器監(jiān)測電路中的接地電流，當(dāng)發(fā)生接地故障時，很可能會導(dǎo)致電路中出現(xiàn)異常的接地電流，一旦用戶側(cè)繼電器檢測到接地電流超過了設(shè)定的閾值，其將觸發(fā)快速切斷電源的動作，迅速隔離故障，保護設(shè)備和人身安全。

接地故障可能對設(shè)備和線路產(chǎn)生額外的負荷和熱損耗，導(dǎo)致設(shè)備故障或損壞，用戶側(cè)繼電器接地保護的快速動作能有效地保護設(shè)備，防止其遭受接地故障的影響。用戶側(cè)繼電器接地保護裝置可以提供接地故障信息，幫助快速排查和定位電氣系統(tǒng)的接地故障問題，這有助于提高故障修復(fù)的效率，減少停電時間。接地保護裝置對于保障電力系統(tǒng)的安全運行、提供可靠供電至關(guān)重要。用戶側(cè)繼電器接地保護能夠幫助識別和隔離接地故障，盡快恢復(fù)正常供電，提高系統(tǒng)的可靠性和持續(xù)供電能力。

（四）過電壓保護

在10千伏配電網(wǎng)中，用戶側(cè)繼電器過電壓保護是能夠有效地保護用戶側(cè)電氣設(shè)備免受過電壓損害的保護裝置，其作用是檢測并響應(yīng)電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的過電壓情況，以保護電氣設(shè)備和線路不受過高的電壓影響。

用戶側(cè)繼電器通過感應(yīng)電路或電壓互感器檢測電力系統(tǒng)中的電壓變化。它主要是監(jiān)控電路中的電壓，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的信號供繼電器控制電路使用。用戶側(cè)繼電器根據(jù)電氣設(shè)備的額定電壓容量，設(shè)置一個過電壓閾值，一旦電路中的電壓超過該閾值，則繼電器將觸發(fā)保護動作。當(dāng)用戶側(cè)繼電器檢測到過電壓情況時，它可以迅速切斷電源或采取措施降低電壓，以保護設(shè)備和線路免受過高電壓的影響。

過電壓可能會導(dǎo)致電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定，甚至引發(fā)系統(tǒng)故障。通過用戶側(cè)繼電器過電壓保護，可以減少不穩(wěn)定情況和故障的發(fā)生。過電壓保護在防止雷擊、線路故障和事故恢復(fù)后的電網(wǎng)重連等場景中具有重要作用，幫助保護系統(tǒng)因自然災(zāi)害和電力事故等因素帶來的過電壓影響。

二、用戶側(cè)繼電器檢測方法

（一）供電電壓檢測

用戶側(cè)繼電器供電電壓的檢測可以通過直接測量電壓、電壓互感器檢測、繼電器內(nèi)部檢測電路這幾種方式來進行[3]。

第一，直接測量電壓。用戶可以使用電壓表或多用表等儀器，直接測量繼電器的供電電壓，這種方法簡單且直接，可以快速獲取供電電壓的數(shù)值。第二，電壓互感器檢測。電壓互感器是一種用于測量高壓電流和電壓的設(shè)備。用戶可以使用適配的電壓互感器將繼電器供電線路上的電壓轉(zhuǎn)換為一個較小的量，然后通過檢測這個較小量的電壓來獲取供電電壓的信息。第三，繼電器內(nèi)部檢測電路。部分繼電器內(nèi)部具備電壓檢測功能的電路，可以通過連接到相應(yīng)的引腳，使用適當(dāng)?shù)臏y量設(shè)備或接口，讀取供電電壓的數(shù)值。

（二）工作狀態(tài)監(jiān)測

在用戶側(cè)，大多數(shù)繼電器都配備了指示燈或顯示器，用于指示繼電器的工作狀態(tài)，可以觀察指示燈的亮滅情況，以了解繼電器是否正常工作。繼電器通常用于控制其他設(shè)備或電路的開關(guān)操作，可以使用適當(dāng)?shù)臏y試儀器（如萬用表）測量繼電器輸出端的信號，判斷繼電器是否正常工作。另外，有些繼電器是根據(jù)輸入信號的變化來觸發(fā)動作的，可以對繼電器的輸入信號進行檢測，確保輸入信號的正確性和穩(wěn)定性。一些繼電器應(yīng)用場景需要更精確和全面的工作狀態(tài)監(jiān)測，可以采用專門的監(jiān)測裝置或系統(tǒng)，如PLC（可編程邏輯控制器）或監(jiān)控系統(tǒng)，對繼電器的工作狀態(tài)進行實時監(jiān)測和記錄[4]。

（三）定期校驗和測試

校驗繼電器參數(shù)、檢查繼電器外觀和連接、測試繼電器功能、模擬輸入信號、定期繼電器動作測試、校驗繼電器保護功能是繼電器定期校驗和測試的主要內(nèi)容[5]。

定期檢查繼電器的技術(shù)參數(shù)是否與設(shè)定值一致，如動作電流、釋放電流、動作時間等，比較這些參數(shù)與繼電器技術(shù)手冊中的規(guī)定，確保其在可接受范圍內(nèi)；檢視繼電器的外觀，確保沒有物理損壞或松動的連接。檢查繼電器與電路之間的連接，如繼電器引腳、插座等，確保連接良好且緊固；使用適當(dāng)?shù)臏y試儀器，如萬用表、繼電器測試裝置等，對繼電器的功能進行測試，可以測試繼電器的觸發(fā)動作、釋放動作、狀態(tài)指示燈、輸出信號等。通過提供模擬輸入信號，測試繼電器的響應(yīng)和工作。例如，模擬輸入電壓或電流變化，觀察繼電器是否根據(jù)預(yù)期工作。按照預(yù)定計劃，進行繼電器的動作測試。例如，定期觸發(fā)繼電器，確保其在正常條件下能夠可靠地動作并完成預(yù)定功能。根據(jù)繼電器的保護功能要求，進行相應(yīng)的測試和校驗。例如，對過載保護、短路保護、過壓保護等進行測試，確保其能夠及時響應(yīng)并提供有效的保護。

（四）外部連接檢查

對于用戶側(cè)繼電器的外部連接檢查包括以下幾個環(huán)節(jié)：

第一，檢查接線端子。檢查繼電器的接線端子，確保它們緊固并沒有松動，確保接線端子無氧化或腐蝕，并正確插入繼電器插座或連接器中。第二，檢查接線的安全性。檢查接線是否牢固，并沒有松動或脫落，確保接線頭部分裸露，無導(dǎo)體之間的接觸，使用適當(dāng)?shù)墓ぞ撸ㄈ绨馐?、螺絲刀）緊固接線螺母或螺絲。第三，檢查絕緣保護。檢查繼電器外部連接的絕緣保護措施，確保繼電器的外部連接線或接線端子與周圍的金屬結(jié)構(gòu)、其他電氣設(shè)備保持必要的絕緣距離。第四，觀察連接線的狀態(tài)。仔細觀察繼電器外部連接線的狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)損壞、裂紋、暴露的導(dǎo)線或其他不正常情況，需要及時進行修復(fù)或更換。第五，檢查繼電器插座或連接器。檢查繼電器插座或連接器的外部連接狀態(tài)，確保連接器或插座沒有松動或損壞，并與繼電器接頭完全插合。第六，驗證接線圖。參考繼電器的接線圖或接線圖紙，驗證外部連接線的正確性，確保連接線與繼電器的作用和功能一致，并且符合相關(guān)的安裝與連接規(guī)范。第七，進行電氣測試。使用合適的測試儀器（如萬用表、電壓表、電流表等），對繼電器的外部連接進行電氣測試[6]，檢測連線的電阻、電壓、電流等參數(shù)，確保其與規(guī)格要求相符，并確認連接的穩(wěn)定性。

三、用戶側(cè)繼電器的保護作用及其檢測的重要意義

（一）為用戶側(cè)提供安全保障

用戶側(cè)繼電器的保護作用是確保用戶和相關(guān)設(shè)備的安全，并提供可靠的電氣保護。用戶側(cè)繼電器通常具備過載保護功能，它可以檢測電路中的過載情況，并采取相應(yīng)的措施，及時切斷電路，防止電流或電壓超過設(shè)定閾值而對設(shè)備造成損壞。繼電器還可以提供接地保護，意味著當(dāng)電路發(fā)生接地故障時，繼電器能夠迅速切斷電路，防止內(nèi)部電路與設(shè)備外殼接通，造成能量外泄。出現(xiàn)接地故障時，一旦人類或其他設(shè)備觸碰到故障電路中的電氣設(shè)備，很可能會遭受大電流的傷害，出現(xiàn)意外事故，而繼電器的使用，能夠有效地避免這種情況的發(fā)生。

另外，一些用戶側(cè)繼電器還具備電流監(jiān)測保護功能，可以實時監(jiān)測電路中的電流變化，并根據(jù)設(shè)定值進行保護動作，而且有些繼電器還具備溫度保護功能，當(dāng)繼電器自身的溫度超過安全范圍時，會自動切斷電路以避免設(shè)備出現(xiàn)過熱運行的情況。

（二）及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的運行故障

用戶側(cè)繼電器的保護作用是確保設(shè)備的安全、可靠運行，同時能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的運行故障。因為繼電器能夠?qū)﹄娐返漠惓Ｇ闆r（如大電流、過電壓、高能量）進行檢測，而且在電路中一般會設(shè)有相應(yīng)的閾值，當(dāng)電路中的電流或電壓高于特定的值之后，繼電器將會作出相應(yīng)的反應(yīng)，向外界發(fā)出警告或自動切斷電路。當(dāng)繼電器檢測到異常情況時，會發(fā)出警報，提醒相關(guān)工作人員來進行相應(yīng)的故障檢測，及時發(fā)現(xiàn)電路中存在的問題，并進行維修處理或設(shè)備的更換，避免意外情況的發(fā)生。

另外，通過對繼電器的功能進行定期的檢查，能夠全面掌握繼電器運行的狀況，避免出現(xiàn)繼電器失效的問題，電路中及相關(guān)運行設(shè)備可能出現(xiàn)的一些故障也能夠被及時發(fā)現(xiàn)。確保繼電器的保護功能正常運行，則是保障設(shè)備的安全運行，降低故障風(fēng)險，并減少經(jīng)濟損失。

（三）提高設(shè)備運行效率

用戶側(cè)繼電器的保護作用還在于提高設(shè)備的運行效率。電路中的相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)故障，將會嚴重影響其以及整體線路運行的效率。將繼電器運用到電路中，通過該設(shè)備的檢測功能，及時發(fā)現(xiàn)電路運行過程中出現(xiàn)的一些異常情況，并在自動切斷電路的保護下，將故障控制在最小范圍內(nèi)，盡可能地確保電路中電氣設(shè)備的有效運轉(zhuǎn)，這對于提高設(shè)備運行的效率而言，具有很大的幫助作用。

另外一旦電路發(fā)生過載故障、短路故障、接地故障等，將會對設(shè)備造成嚴重的損害，嚴重的可能會導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。通過定期檢測繼電器的保護功能，可以盡早發(fā)現(xiàn)和解決電路中的問題，防止設(shè)備損壞和故障發(fā)生，避免生產(chǎn)中斷或減少停機時間，提高設(shè)備的運行效率和生產(chǎn)效率。

總結(jié)

總而言之，用戶側(cè)繼電器的保護作用以及相關(guān)的檢測對于保障用戶側(cè)用電安全、提高設(shè)備的運行效率至關(guān)重要。通過繼電器的過載保護、接地保護、短路保護作用，為用戶側(cè)的電氣設(shè)備提供一個安全運行的環(huán)境，同時也是為用戶提供一個人身安全的保障。