常用電器元件的作用

一、真空斷路器：

高壓真空斷路器適用於10－35KV，單三相電力係統，作為分、合負荷電流，過載電流及短路電流之用。

總體結構為瓷瓶支柱式，上瓷瓶為滅弧室瓷瓶，內裝直空滅弧室，下瓷瓶為支柱瓷瓶。三相瓷瓶共裝在一個機構上，在滅弧室與瓷瓶之間采用新型的絕緣材料填空，既起到絕緣作用又解決了凝露問題，該絕緣具有絕緣性能好、耐高溫等特點。高壓真空斷路器的缺點是一次性投資較高，維護費用也高；而它的優點有如下幾點：

（1）結構簡單，維護檢修工作量少。

（2）使用壽命長，運行可靠。

（3）能頻繁操作，無噪聲。

（4）真空熄弧效果好，電弧不外露。

（5）無爆炸危險。

繼電器，接觸器應該說是同一類型的器件，通過線圈而達到小電流控製大電流的作用，而斷路器就是通常說的自動開關，是一種開關器件，它具有分斷負載電流的作用

繼電器上麵有一個開關把柄上麵個下麵有3個接線樁，繼電器和接觸器原理是一樣的，隻是接觸器工作的電流比較大電壓比較高，一般用於強電；繼電器比較小不能直接拖動大的負載；3者的區分比較容易的繼電器隻有上下3個接線樁和中間一個把柄，繼電器和接觸器差不多，接觸器一般比繼電器大，接觸器的接線樁有上下3個是大的其他的比較小，繼電器者都是一樣大的，還有繼電器有可能是透明的，接觸器者冇；如果是很大的老式的接觸器有可能上麵有陶瓷的蓋子。

二、交流接觸器：

交流接觸器廣泛用作電力的開斷和控製電路。

交流接觸器利用主接點來開閉電路，用輔助接點來執行控製指令。

主接點一般隻有常開接點，而輔助接點常有兩對具有常開和常閉功能的接點，小型的接觸器也經常作為中間繼電器配合主電路使用。

交流接觸器的接點，由銀鎢合金製成，具有良好的導電性和耐高溫燒蝕性。

交流接觸器的動作動力來源於交流電磁鐵，電磁鐵由兩個“山”字形的幼矽鋼片疊成，其中一個固定，在上麵套上線圈，工作電壓有多種供選擇。為了使磁力穩定，鐵芯的吸合麵，加上短路環。交流接觸器在失電後，依靠彈簧複位。

另一半是活動鐵芯，構造和固定鐵芯一樣，用以帶動主接點和輔助接點的開短。

20安培以上的接觸器加有滅弧罩，利用斷開電路時產生的電磁力，快速拉斷電弧，以保護接點。

交流接觸器製作為一個整體，外形和性能也在不斷提高，但是功能始終不變。無論技術的發展到什麼程度，普通的交流接觸器還是有其重要的地位

三、繼電器：

繼電器是利用電流的效應來閉合或斷開電路的裝置，用於自動保護和自動控製。在大多數的情況下，繼電器就是一個電磁鐵，這個電磁鐵的銜鐵可以閉合或斷開一個或數個接觸點。當電磁鐵的繞組中有電流通過時，銜鐵被電磁鐵吸引，因而就改變了觸點的狀態。

繼電器是一種電子控製器件，它具有控製係統（又稱輸入回路）和被控製係統（又稱輸出回路），通常應用於自動控製電路中，它實際上是用較小的電流去控製較大電流的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調節、**保護、轉換電路等作用。

電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點**等組成的。隻要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當線圈斷電後，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）吸合。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。對於繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區分：繼電器線圈未通電時處於斷開狀態的靜觸點，稱為“常開觸點”；處於接通狀態的靜觸點稱為“常閉觸點。

四、電壓互感器

電壓互感器的工作原理與一般的變壓器相同，僅在結構型式、所用材料、容量、誤差範圍等方麵有所差彆。

電壓互感器是一種電壓變換裝置。它將高電壓變換為低電壓，以便用低壓量值反映高壓量值的變化。因此，通過電壓互感器可以直接用普通電氣儀表進行電壓測量。

1、電壓互感器又稱儀用變壓器，是一種電壓變換裝置；

2、電壓互感器的容量很小，通常隻有幾十到幾百伏安；

3、電壓互感器一次側電壓即電網電壓，不受二次負荷影響，並且大多數情況下其負荷是恒定的；

4、二次側負荷主要是儀表、繼電器線圈，它們的阻抗很大，通過的電流很少。如果無限期增加二次負荷，二次電壓會降低，造成測量誤錯增大；

5、用電壓互感器來間接測量電壓，能準確反映高壓側的量值，保證測量精度；

6、不管電壓互感器初級電壓有多高，其次級額定電壓一般都是100V，使得測量儀表和繼電器電壓線圈製造上得以標準化。而且保證了儀表測量和繼電保護工作的**，也解決了高壓測量的絕緣、製造工藝等困難；

7、電壓互感器常用於變配電儀表測量和繼電保護等回路。

五、變壓器：

變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當初級線圈中通有交流電流時，鐵芯（或磁芯）中便產生交流磁通，使次級線圈中感應出電壓（或電流），用於改變電壓等級，負載較大電流。

1、變壓器種類很多，按冷卻方式、防潮方式、鐵芯或線圈結構、電源相數、用途等分若乾個類；

2、變壓器的容量由小到大，從幾十伏安大到幾十兆伏安；

3、變壓器的一次側電壓受二次負荷影響較大，負荷大時係統電壓會受到影響；

4、變壓器二次側負荷就是各種用電設備，通過的電流較大，具有較強的帶負載能力；

5、變壓器一次側電壓不論多高，均可根據需要升高或降低二次電壓；

6、變壓器的外形與體積因容量的不同有時很大；

7、變壓器常用於多種場合。

六、電流互感器：

電力係統中廣泛采用的是電磁式電流互感器（以下簡稱電流互感器），它的工作原理和變壓器相似。電流互感器的原理接線

電流互感器的特點是：（1）一次線圈串聯在電路中，並且匝數很少，因此，一次線圈中的電流完全取決於被測電路的負荷電流。而與二次電流無關；（2）電流互感器二次線圈所接儀表和繼電器的電流線圈阻抗都很小，所以正常情況下，電流互感器在近於短路狀態下運行。

電流互感器一、二次額定電流之比，稱為電流互感器的額定互感比：KN＝I1N／I2N

因為一次線圈額定電流I1N己標準化，二次線圈額定電流I2N統一為5（1或0.5）安，所以電流互感器額定互感比亦已標準化。KN還可以近似地表示為互感器一、二次線圈的匝數比，即KN≈KN＝N1／N2式中N1、N2為一、二線圈的匝數。

（1）電流互感器的作用：若被測電路的電流很大，有時在幾十安以上，就使得儀表的容量太小而不能直接串接在被測電路中去進行測量。為了擴大電流表的量程，利用互感器把大電流變為電流表能測量的小電流，電流互感器實際上就是升壓變壓器。

一般情況下電流互感器的變流比為為*大輸出5A，例如600／5，300／5等。

（2）充電電阻是指的充電限流電阻，當電路中含有較大電容時，上電瞬間相當於短路，電流很大所以要用電阻限流。

（3）加繼電器是為了便於電控操作，容易實現自動化控製及**操作。

七、電抗器

電氣回路的主要組成部分有電阻、電容和電感。電感具有抑製電流變化的作用，並能使交流電移相。把具有電感作用的繞線式的靜止感應裝置稱為電抗器。

電抗器的作用

問：在電力係統中電抗器的作用有那些？

答：電力係統中所采取的電抗器常見的有串聯電抗器和並聯電抗器。串聯電抗器主要用來限製短路電流，也有在濾波器中與電容器串聯或並聯用來限製電網中的高次諧波。

220KV、110KV、35KV、10KV電網中的電抗器是用來吸收電纜線路的充電容性無功的。可以通過調整並聯電抗器的數量來調整運行電壓。超高壓並聯電抗器有改善電力係統無功功率有關運行狀況的多種功能，主要包括：

（1）輕空載或輕負荷線路上的電容效應，以降低工頻暫態過電壓。

（2）改善長輸電線路上的電壓分布。

（3）使輕負荷時線路中的無功功率儘可能就地平衡，防止無功功率不合理流動同時也減輕了線路上的功率損失。

（4）在大機組與係統並列時降低高壓母線上工頻穩態電壓，便於發電機同期並列。

（5）防止發電機帶長線路可能出現的自勵磁諧振現象。

（6）當采用電抗器中性點經小電抗接地裝置時，還可用小電抗器補償線路相間及相地電容，以加速潛供電流自動熄滅，便於采用。

串聯電抗器：常用在發電廠廠用電部分，用以抑製短路電流；

並聯電抗器：超高壓線路用以抵消線路電容效應，限製短時過電壓；低壓並聯電抗器作為調相調壓及無功平衡用，常與並聯電容器組配合，組成並聯靜態補償裝置。

八、隔離開關：

隔離開關主要用來將高壓配電裝置中需要停電的部分與帶電部分可靠地隔離，以保證檢修工作的**。隔離開關的觸頭全部敞露在空氣中，具有明顯的斷開點，隔離開關冇有滅弧裝置，因此不能用來切斷負荷電流或短路電流，否則在高壓作用下，斷開點將產生強烈電弧，並很難自行熄滅，甚至可能造成飛弧（相對地或相間短路），燒損設備，危及人身**，這就是所謂“帶負荷拉隔離開關”的嚴重事故。隔離開關還可以用來進行某些電路的切換操作，以改變係統的運行方式。例如：在雙母線電路中，可以用隔離開關將運行中的電路從一條母線切換到另一條母線上。同時，也可以用來操作一些小電流的電路

斷路器和隔離開關都是開關，但有許多不同。

1、斷路器有滅弧裝置，不但可以開斷電氣設備的額定電流，還能開斷故障後的短路電流；而隔離開關一般無滅弧裝置，隻允許開斷小於5A的負荷電流或220KV及以下空載母線、電壓互感器、電抗器、空載站變等設備；

2、斷路器一般有封閉的外殼，從外麵很難看清斷路器的狀態，就是“開”與“關”；而隔離開關一般是敞開式設計，外麵一眼就可以看出是“開”與“關”，故隔離開關主要用來隔離帶電部分，形成明顯的斷開點，保證停電設備檢修的**；

3、斷路器雖然配有手動操作方式，但一般有電動操作方式，可以實現遠距離“停”、“送”電操作，保障了操作人員的**；同時，電動跳閘方式可以和繼電保護裝置或其他**自動裝置配合，進行設備保護，自動跳閘；而隔離開關基本都是手動操作方式，由於其本身冇有滅弧裝置，不可能進行跳閘操作。

4、電力應用中大多是用斷路器和隔離開關聯用，用斷路器投、切負荷（故障）電流，用隔離開關形成明顯斷開點。

隔離開關與負荷開關的區彆：

隔離開關是一種冇有滅弧裝置的開關設備，主要用來斷開無負荷電流的電路，隔離電源，在分閘狀態時有明顯的斷開點，以保證其他電氣設備的**檢修。在合閘狀態時能可靠地通過正常負荷電流及短路故障電流。因它冇有專門的滅弧裝置，不能切斷負荷電流及短路電流。因此，隔離開關隻能在電路已被斷路器斷開的情況下才能進行操作，嚴禁帶負荷操作，以免造成嚴重的設備和人身事故。隻有電壓互感器、避雷器、勵磁電流不超過2A的空載變壓器，電流不超過5A的空載線路，才能用隔離開關進行直接操作。

負荷開關是介於斷路器和隔離開關之間的一種開關電器，具有簡單的滅弧裝置，能切斷額定負荷電流和一定的過載電流，但不能切斷短路電流。

區彆：

與隔離開關不同的是負荷開關有滅弧裝置，在過負荷時能通過熱脫扣器使負荷開關自動跳閘。

九、熔斷器

熔斷器作用：

當電路發生故障或異常時，伴隨著電流不斷升高，並且升高的電流有可能損壞電路中的某些重要器件或貴重器件，也有可能燒毀電路甚至造成火災。若電路中正確地安置了熔斷器，那麼，熔斷器就會在電流異常升高到一定的高度和一定的時候，自身熔斷切斷電流，從而起到保護電路**運行的作用

如果電路中安裝了斷路器就可以不用熔斷器，熱繼電器需要與交流接觸器配合使用，因過載時熱繼電器上的觸點斷開切斷控製回路，目前熔斷器一般多用於控製回路。

十、電容

作為無源元件之一的電容，其作用不外乎以下幾種：

1、應用於電源電路，實現旁路、去藕、濾波和儲能的作用，下麵分類詳述之：

1）旁路

旁路電容是為本地器件提供能量的儲能器件，它能使穩壓器的輸出均勻化，降低負載需求。就像小型可充電電池一樣，旁路電容能夠被充電，並向器件進行放電。為儘量減少阻抗，旁路電容要儘量靠近負載器件的供電電源管腳和地管腳。這能夠很好地防止輸入值過大而導致的地電位抬高和噪聲。地彈是地連接處在通過大電流毛刺時的電壓降。

2）去藕

去藕，又稱解藕。從電路來說，總是可以區分為驅動的源和被驅動的負載。如果負載電容比較大，驅動電路要把電容充電、放電，才能完成信號的跳變，在上升沿比較陡峭的時候，電流比較大，這樣驅動的電流就會吸收很大的電源電流，由於電路中的電感，電阻（特彆是芯片管腳上的電感，會產生反彈），這種電流相對於正常情況來說實際上就是一種噪聲，會影響前級的正常工作。這就是耦合。去藕電容就是起到一個電池的作用，滿足驅動電路電流的變化，避免相互間的耦合乾擾。將旁路電容和去藕電容結合起來將更容易理解。旁路電容實際也是去藕合的，隻是旁路電容一般是指高頻旁路，也就是給高頻的開關噪聲提高一條低阻抗泄防途徑。高頻旁路電容一般比較小，根據諧振頻率一般是0.1U，0.01U等，而去耦合電容一般比較大，是10UF或者更大，依據電路中分布參數，以及驅動電流的變化大小來確定。旁路是把輸入信號中的乾擾作為濾除對象，而去耦是把輸出信號的乾擾作為濾除對象，防止乾擾信號返回電源。這應該是他們的本質區彆。

3）濾波

從理論上（即假設電容為純電容）說，電容越大，阻抗越小，通過的頻率也越高。但實際上超過1UF的電容大多為電解電容，有很大的電感成份，所以頻率高後反而阻抗會增大。有時會看到有一個電容量較大電解電容並聯了一個小電容，這時大電容通低頻，小電容通高頻。電容的作用就是通高阻低，通高頻阻低頻。電容越大低頻越容易通過，電容越大高頻越容易通過。具體用在濾波中，大電容（1000UF）濾低頻，小電容（20PF）濾高頻。

曾有網友將濾波電容比作“水塘”。由於電容的兩端電壓不會突變，由此可知，信號頻率越高則衰減越大，可很形象的說電容像個水塘，不會因幾滴水的加入或蒸發而引起水量的變化。它把電壓的變動轉化為電流的變化，頻率越高，峰值電流就越大，從而緩衝了電壓。濾波就是充電，放電的過程。

4）儲能

儲能型電容器通過整流器收集電荷，並將存儲的能量通過變換器引線傳送至電源的輸出端。電壓額定值為40～450VDC、電容值在220～150000UF之間的鋁電解電容器是較為常用的。根據不同的電源要求，器件有時會采用串聯、並聯或其組合的形式，對於功率級超過10KW的電源，通常采用體積較大的罐形螺旋端子電容器。

2、應用於信號電路，主要完成耦合、振蕩／同步及時間常數的作用：

1）耦合舉個例子來講，晶體管放大器發射極有一個自給偏壓電阻，它同時又使信號產生壓降反饋到輸入端形成了輸入輸出信號耦合，這個電阻就是產生了耦合的元件，如果在這個電阻兩端並聯一個電容，由於適當容量的電容器對交流信號較小的阻抗，這樣就減小了電阻產生的耦合效應，故稱此電容為去耦電容。

2）振蕩／同步包括RC、LC振蕩器及晶體的負載電容都屬於這一範疇。

3）時間常數這就是常見的R、C串聯構成的積分電路。當輸入信號電壓加在輸入端時，電容（C）上的電壓逐漸上升。而其充電電流則隨著電壓的上升而減小。電流通過電阻（R）、電容（C）的特性通過下麵的公式描述：I＝（V／R）E－（T／CR）