WTF36低压故障排除实训装置.docx
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WTF36低压故障排除实训装置
低压故障排除实训装置
故障点现象及故障查找、排除方法
一、低压故障排除实训装置部件说明
1、装置总电源部分。
在机柜后面底部，安装着一个四极四线30mA漏电断路器，用于控制机柜进线总电源（三相四线电源）。
接地端子接大地，但与机壳不连通，它只是为了保护隔离变压器隔离前的电源部分，接地线和漏电断路器的输入零线接通，采取保护接零方式。
图1机柜后面底部的电源板
2、电源控制按钮（如图2所示）在图1中，把三相四线电源插头插到电源插座里，合上机柜底部的漏电断路器，就可以操作图2中的启动按钮，操作后该按钮上的电源指示灯应点亮，这样总电源就送到了机柜前面板，可以进行单三相实验了。
在实验过程中，如果线路过载或机壳有电压等故障，保护电路将会切断电源并自锁，同时声光报警，待故障排除后，按解锁按钮，方可启动总电源，否则，启动后将会再次保护。
当需要停止总电源时，可以按停止按钮，切断前面板的总电源。
图2后门中部的按钮
3、电源监视部分（位于前面板上部如图3所示）在前面板的上面，有一块明显凸出的面板，上面分布着电流表、电压表、电压指示切换开关、三相漏电保护器和熔断器底座。
电流表是用来监视三相电网相电流，电压表是用来显示线电压，电压指示切换开关是用来切换相别。
四极漏电保护器采用30mA延时型的动作方式，模拟实际生产中的分级保护运行方式，避免某一路的漏电带来总漏电的动作。
四极漏电保护器和3P的熔断器底座是单相照明电路和三相动力电路的总电源开关和保险，当误操作造成过载或短路时，保护器内部的热双金属元件弯曲或瞬时脱扣器动作，实现分断电源；当线路发生剩余电流或触电故障时，零序电流互感器输出信号使剩余电流脱扣器动作，继而使断路器脱扣，电源切断。
图3中左下角的无功功率补偿控制器根据负荷情况控制电容投切。
通常用户的负载都是感性的，所以要提高功率因数需用三相电力电容进行补偿。
计时器窗口，是用显示考生考试时间，五个指示灯分别是Uu相电流过载指示灯，Uv相电流过载指示灯，Uw相电流过载指示灯，Uc机壳带电指示灯，Ui总漏电指示灯。
图3电源监视部分
4、单、三相计量部分位于前面板上中部（如图4）分布着单三相电能表，单三相负荷开关
图4计量部分
5、电动机控制部分位于前面板中部（如图5）分布有：
电容投切电路，电动机自锁控制电路，电动机Y-Δ启动控制电路，单相总漏电开关电路，它们之间用兰色虚线隔开，涵盖了电容投切、电动机控制等常见的元器件，分别是启动、停止按钮，交流接触器，电容切换接触器，热过载继电器，时间继电器，实现了电机的自锁控制和Y-Δ降压启动控制等，电机位于前面板下部，通过观察窗观察电机的运行情况，观察窗如图6。
图5电动机控制部分
图6电动机观察窗
6、单相照明电路部分位于前面板中下部（如图7）单相照明电路含盖了日光灯、节能灯、单联单控开关、单联双控开关和插座等元器件，可以进行插座、日光灯、白炽灯、楼梯照明开关等实验多个实验项目。
图7单相照明部分
二、故障点现象及故障查找、排除方法
2.1安全操作规程
◇启动装置观察故障现象步骤
1.检查前面板的所有开关均处于断开状态（包括带漏电保护的空气开关以及单相三相刀闸开关）；
2.操作pc软件或按动装置后门启动按钮启动装置电源；
3.合上单相三相刀闸开关；
4.合上总电源漏电空开QF1，旋转万转开关QC1，观察监视电压表PV1指示的线电压，记录故障现象；
5.合上单相漏电空开QF4，测量面板下部单相用电部分的插座电压，观察日光灯，楼梯开关、节能灯、灯泡工作状态，记录故障现象；
6.合上自锁控制电路的三相空气开关QF2，按动启动按钮SB1，观察电机M1的工作状态，记录故障现象；
7.合上星三角控制电路的三相空气开关QF3，按动启动按钮SB2，观察电机M2的工作状态，记录故障现象；
8.启动电机M2，观察无功补偿控制器的工作状态，记录故障现象。
◇停止装置电源操作步骤
1.观察完毕，按动停止按钮SB4，停止电动机M2，关闭空开QF3；
2.按动停止按钮SB3，停止电动机M1，关闭空开QF2；
3.关闭单相用电部分的日关灯、楼梯灯、节能灯等，关闭空开QF4；
4.转动万转开关使其处于空挡（箭头向上）位置；
5.关闭总电源空开QF1；
6.断开刀闸开关QK1、QK2。
2.2电动机自锁控制电路
1实训培训目的。
培训学员掌握三相异步电动机的缺相、正反转、自锁控制等常见的故障现象和处理方法。
2实验培训元器件
序号
名称
型 号
数量
基本数据
QF2
漏电断路器（空开）
NBLE-40C6A
1
4A
FU2
熔断器底座
RT18-32X3P
1
4A
KM1
交流接触器
CJT1-10380V
1
380V
FR1
热过载继电器
JR36-200.4A
1
0.4A
FS1
电动机综合保护器
BHQ-S-J0.5-5A
1
0.5-5A
SB1
启动按钮
1
SB2
停止按钮
1
M1
三相异步电动机
YS-561490W
1
90W
3实验电路
三相异步电动机自锁控制电路图57
电机保护器图58控制原理图图59
4故障点设置与故障现象：
故障点
故障现象
故障原因
K20
电机M1不能启动，电压指示正常，Y-Δ启动电路正常
KM主触头与三相电路的接线同时断开了两路
K21
电机M1不能启动，电压指示正常，Y-Δ启动电路正常
FR主触头与电机的接线同时断开了两路
K22
电机M1启动正常，但是不能停止
停止按钮SB2短路
K23
电机M1不能启动，电压指示正常
启动按钮SB1与线路断开
K24
电机M1能启动，但不能自锁
KM的自锁辅助触头与线路断开
K25
电机M1不能启动，电压指示正常
KM线圈与电路断开
K36
M1电机反转
相序不对
K40
电机M1不能启动，电压指示正常
控制回路被断开
K41
电机M1不能启动，电压指示正常
控制回路被断开
5故障点分析、查找与排除
K21◆故障现象：
电机M1不能启动，电压表指示正常，M2电机Y-Δ控制电路启动正常；
◆故障分析：
电压表指示正常，M2电机Y-Δ启动电路正常，说明主电源U607、V608、W608正常。
电机不能启动，接触器KM1没有动作说明故障应该在控制电路部分，应该检查控制电路的电源是否正常、启动按钮SB1、停止按钮SB2、热继电器FR1等相关电路是否正常；
◆带电检查：
可以用万用表测量空气开关QF2处图60的U607、V606、W606之间，FU2处上端图61的U613、V612、W612之间的电压均为380V，接着测量后级FU2处下端的U614、V613、W613电压正常，测量接触器KM1上部的U614、V613、W613时，你会发现U614、与W613之间以及V613与W613之间电压不正常（为悬浮电压），证明FU2与KM1之间的U、V相不通。
由于电机控制回路电源取自V613和W613,故电机控制回路不是正常的线电压造成KM1等不能吸合，KM1主触头不能接通造成电机M1不能启动。
图60图61
图62图63
图64图65
图66
◆停电检查：
断开总电源空开QF1，根据分析，重点检查自锁控制电路部分，首先断开空开QF2，根据原理图检查保险FU2是否有熔断情况，可以测量FU2上部图61处的U613、与U614、V612与V613、W612与W613之间通断情况；测量FU2下部图61处的U614、V613、W613与KM1图62的U614、V613、W613之间通断情况，结果发现U614、V613不通。
检查后级控制电路正常。
◆排除方法：
用导线将QF2下部图61中的U614、V613和KM1上部图62中的U614、V613分别连接即可。
注意：
1.连线时应确保在QF1、QF2断开的情况下进行，注意相别以及连线的可靠性。
2.元器件端子与对应端子采用直连方式，在测量和排除故障连线时均要求在对应的端子上进行；
3.以下要求相同，不再重复。
K22◆故障现象：
电机M1不能启动，电压指示正常，M2电机Y-Δ启动电路正常。
◆故障分析：
电压指示正常，M2电机Y-Δ启动电路正常说明主电源正常，接触器KM2可以动作，说明自锁控制电路基本没有问题，观察发现KM1在动作后短时间内断开说明可能是由于电动机保护器空载保护或KM1自锁电路故障所致；应该检查电机的主回路以及电动机接线。
◆带电检查：
可以用万用表测量空气开关QF2处图60的U607、V606、W606之间电压为380V。
接触器KM1可以吸合说明控制回路电源U614、V613正常。
电机启动马上就停，说明电机保护器动作保护或者控制回路KM1不能自锁，可以用万用表测量空气开关QF2处图61的U613、V612、W612证实电源正常，接着测量后级FU2处的U614、V613、W613电压正常，测量接触器KM1上部的U614、V613、W613电压正常。
按动启动按钮SB1用万用表电压档监测FR1下部图65中的U616、V615、W615，电机观察窗图66的U616、V615、W615，发现电机图66的U616、V615电压不正常，说明FR1与电机U616、V615之间不通。
◆停电检查：
断开FU1、FU2用万用表重点检查后级主回路，通断档测量KM1下部图63的U615、V614、W614与FR1上部图64的U615、V614、W614以及FR1下部图65中U616、V615、W615正常，再测量FR1下部图65中的U616、V615、W615与M1电机观察窗图66中的U616、V615、W615时发现U616、V615不通，证明FR1与电机出线端之间的U、V相不通。
说明故障现象是由于主回路空载引起电机保护器动作保护所致。
◆排除方法：
将FR1下部图65中的U616、V615与M1电机观察窗图66中的U616、V615用导线连接。
图67图68
K23◆故障现象：
电机M1启动正常，但是不能停止。
◆故障分析：
说明故障在控制回路部分或者是由于主回路的KM1主触点烧结粘连所致，需要在按动停止按钮SB2来判断，如按停止按钮时，KM1线圈的电压可以失电则说明电机没有停止是由于KM2主触点烧结粘连所致，否则说明故障在控制回路，应该查找按动停止按钮线圈不能失电的原因。
◆带电检查：
在按压SB2时，停止按钮图67中的V619与V620之间有没有电压，证明SB2在按压时没有断开常闭触点，KM1线圈不能失电，主触头不能断开，故电机M1不能停止。
◆停电检查：
在按压SB2时，正常情况下停止按钮图67中的V619与V620之间应该断开，而实际用万用表通断测量时发现两者之间没有断开，证明由于停止按钮故障引起电机不能停止。
◆排除方法：
去掉停止按钮SB2图67中V619短路设置环即可。
K24◆故障现象：
电机M1不能启动，电压指示正常，M2运行正常；
◆故障分析：
按启动按钮时KM1没有动作，说明KM1线圈断路或者控制回路电源不对，应该首先判断控制回路电源有无电压（即图67的V619和图63接触器KM1线圈W633之间），如果正常应该判断SB1、SB2、热继电器FR1辅助常闭触点、KM2的线圈有无故障。
◆带电检查：
测量图67的V619和图63接触器KM1线圈W633之间电压正常，在按动SB1情况下用万用表相对与KM1下部图63中的W633依次测量KM1上部图62的V613、停止按钮图67的V619、启动按钮图68的V620、V622，热过载继电器FR1图65的V622，结果发现图68的V622有电压，图65的V622处悬浮电压，说明SB1的V622和FR1的V622不通。
在按动时不能使V相电压加到KM1线圈。
◆停电检查：
用万用表相对与KM1下部图63中的V633测量图65的V622，有一定的阻值（线圈阻值）、图68的V622没有（线圈）阻值，说明FR1图65的V622和启动按钮图68的V622不通。
◆排除方法：
用导线将启动按钮SB1图68的V622与热过载继电器FR1图65的V622连接即可。
K25◆故障现象：
电机M1能启动，但不能自锁，其他电路正常；
◆故障分析：
根据故障现象判断，电机M1可以启动但不能自锁，说明故障在KM1辅助触点以及自锁电路。
◆带电检查：
在按动SB1情况下用万用表相对与KM1下部图63中的W633依次测量SB2图67的V620、KM1上部图62的V621、KM1下部图63的V622、热过载继电器FR1图65的V622发现图63的V622没有电压，说明图63的V622和图65的V622不通，即说明KM1自锁触点故障；
◆停电检查：
测量SB1的V620与KM1的V621之间，KM1的V622与FR1的V622之间的通断情况，发现KM1的V622与FR1的V622之间不通。
◆排除方法：
用导线将KM1下部图63的V622与热过载继电器FR1图65的V622连接即可。
K26◆故障现象：
电机M1不能启动，电压指示正常，其他电路正常
◆故障分析：
按启动按钮时KM1没有动作，说明KM1线圈断路或者控制回路电源不对，应该首先判断控制回路电源有无电压（即图67的V619和图63接触器KM1线圈W633之间），如果正常应该判断SB1、SB2、热继电器FR1辅助常闭触点、KM2的线圈有无故障。
◆带电检查：
检测KM1上部图62的V623与图63的W633之间没有电压，相对于KM1下部图63的W633测热过载继电器FR1图65的V623有电压，说明图62的V623和图65的V623不通。
◆停电检查：
用万用表相对与KM1下部图63中的W633测量图62的V623，有一定的阻值（线圈阻值）、图65的V623没有（线圈）阻值，说明FR1图65的V623和开门图62的V623不通。
◆排除方法：
用导线将KM1上部图62的V623与热过载继电器FR1图65的V623连接即可。
K37◆故障现象：
M1电机反转；
◆故障分析：
电机反转说明加在电机上的电源相序为逆相序，首先应该确定空气开关QF2的U607、V608、W608是否为逆相序，正常时应该检查后级主回路的是否有接错线的情况。
◆带电检查：
检测主回路可以使用相序表测试QF2、KM2、FR1、电机接线端子处的相序，结果发现QF2、KM2、FR1正相序，电机接线端子为逆相序说明故障是由于FR1出线与电机的连接错相所致。
◆停电检查：
逐级测量主回路看是否一一对应，结果发现测量图65的U616、V615与图66的U616、V615不对应。
◆排除方法：
将电机观察窗图66的U616、V615引出线调换即可。
6实训步骤：
连上电脑，送上电源，通过电脑分别设置（也可以设置多个）上图中的故障点，然后考生进行启动电机的操作，观察故障现象，测试故障数据，并在控制柜上通过接线端子排或短路环排除故障。
实验完毕后，恢复装置。
7实验思考题与报告：
思考元器件的使用，写出实验报告；
2.3星三角启动控制电路
1知识链接:
如果电动机在工作时其定子绕组是联接成三角形的，那么在起动时可以把它联接成星形，等到转速接近额定值时转换为三角形，以实现降压起动，减少起动电流，经计算，降压起动时的电流为直接起动时的1/3，由于转矩和电压的平方成正比，所以起动转矩也减小到直接起动时的1/3，因此，这种方法只适合于空载或轻载时起动。
这种换接起动也可采用星三角起动器来实现。
2实验培训目的，培养学员掌握四千瓦以上的电机采用星三角接法的电路原理。
3实验培训设备，
序号
名称
型 号
数量
基本数据
QF3
漏电断路器
NBLE-40C6A
1
6A
FU3
熔断器底座
RT18-32X3P
1
6A
KM2-4
交流接触器
CJT1-10380V
3
380V
FR2
热过载继电器
JR36-200.9A
1
0.9A
FS2
电动机综合保护器
BHQ-S-J0.5-5A
1
0.5-5A
M2
三相异步电动机
能三角形联接工作
1
550W
4实验电路，
图69
图70
5故障点设置与故障现象：
故障点
故障现象
故障原因
K20
电机M2启动正常，但是由Y形接法变为Δ形接法的时候突然发出嗡嗡声
KMΔ的主触头与电机的接线同时断开了两路
K27
电机M2不能启动，电压指示正常
启动按钮SB3与线路断开
K28
电机M2不能启动，电压指示正常
KM线圈与电路断开
K29
电机M2按Y形启动后，不能变为Δ接法，时间继电器的灯延时后都一直亮
时间继电器KT的延时断开触头短路
K30
电机M2按Y形启动后，不能变为Δ接法，时间继电器的灯一直不亮
时间继电器KT的线圈断路
K31
电机M2按Y形启动后，变为Δ接法时，KM3一直“霹雳啪啦”乱吸，电机震动剧烈
KMΔ的自锁触头与线路断开
6故障点分析、查找与排除
图71图72
图73图74图75
图76图77图78
图79图80
图81
K27◆故障现象：
电机M2不能启动，电压指示正常；
◆故障分析：
根据观察发现，按动启动按钮SB3时，KM2、KM3没有得电吸合因而M2不能启动。
应该检查控制回路部分的电源、相关部件（KM2、KM3、SB3、SB4、FR2）、电路连接是否正常。
◆带电检查：
在按动SB3情况下用万用表相对与图74中KM2线圈的W608依次测量FR2图71的V624、V625,停止按钮SB4图72中的V625、V626电压为380V，接着测量启动按钮图73的V626结果发现V626处电压不正常（不是380V），说明SB3的V626和SB4的V626之间不通，不能使V、W相电压加到KM2线圈，该线圈不能得电吸合，时间继电器KT1、接触器KM3不能得电动作，故M2不能得电转动；
◆停电检查：
测量KM2处的V608与FR2的V624、V625、SB4的V626、SB3的V626时，发现SB4的V626与SB3的V626之间不通。
◆排除方法：
用导线将启动按钮SB3图73的V626和停止按钮SB4图72中的V626短接。
K28◆故障现象：
电机M2不能启动，电压指示正常，KM2不能动作，KM3、KT1可以得电动作，SB3指示灯不亮，电路不能自锁。
◆故障分析：
由于KM3可以动作说明启动按钮SB3图73处的V628与KM2处图74的W634之间的电压正常，故障应该在SB3与KM2线圈之间的连线或者KM2线圈断路以及KM2线圈与KM3线圈之间的连线；。
◆带电检查：
按动SB3测量SB3图73处的V628与KM2处图74的W634之间的电压为380V，测量KM2处图75的V628与图74的W634电压不是380V，说明SB3图73处的V628与KM2处图75的V628不通；
◆停电检查：
测量SB3图73处的V628与KM2处图75的V628的通断发现两者不通，
◆排除方法：
用导线将SB3图73处的V628与KM2处图75的V628连接；
K29◆故障现象：
电机M2按Y形启动后，不能变为Δ接法，时间继电器的指示灯延时后都一直亮，KM3一直不能失电释放，KM4不能吸合；
◆故障分析：
电机M2可以Y形启动说明Y形控制电路KM2、KM3电路正常，故障应该延时转换电路以及三角型运行控制电路部分，由于KM3一直不能失电释放可能原因为时间继电器故障或常闭点不能延时断开。
◆带电检查：
用万用表测KT1图76的V629与图77的V630之间的电压（在延时动作时）为零，说明KT1的常闭触点在转换时没有断开，造成KM3一直不能失电释放，KM4不能吸合；
◆停电检查：
拔掉KT1用万用表测KT1的图76的V629与图77的V630之间电阻为零，说明KT1的常闭触点接线有短路现象。
◆排除方法：
去掉KT1图77中的短路环即可。
K30◆故障现象：
电机M2按Y形启动后，不能变为Δ接法运行，时间继电器指示灯一直不亮；
◆故障分析：
根据现象分析时间继电器灯不亮，说明电路中可能存在时间继电器损坏、接触不良、供电电路断路等现象。
◆带电检查：
Y形启动后测量KT1图76中的V629、W634之间没有380V的电压，说明KM4图78中的V629与图76中的V629不通；
◆停电检查：
去掉KT1测量电源供电引脚是否有一定阻值，KT1图76中的V629与KM4图78的V629之间是否直通，KT1图76中的W634与KM4图78的V629W634之间是否直通，发现KT1的V629与KM4的V629之间不通。
◆排除方法：
用导线将KM4图78中的V629与图76中的V629连接；
K31◆故障现象：
电机M2按Y形启动后，变为Δ接法时，KM3一直“霹雳啪啦”乱吸，电机震动剧烈；
◆故障分析：
时间继电器KT1可以延时转换，KM4可以吸合但很快释放说明KM4的自锁电路不正常。
◆停电检查：
测量KM4图79的V631和KT1图77的V631是否直通，KM4图78的V632和KT1图76的V632不通；
◆排除方法：
用导线将KM4处图78的V632和KT1处图76的V632连接。
K20◆故障现象：
电机M2启动正常，但是由Y形接法变为Δ形接法的时候突然发出嗡嗡声；
◆故障分析：
由故障现象可以判断出Y形启动电路正常，转换到三角型运行后由于保护器动作停止运行。
说明故障在三角型运行主回路，发出嗡嗡响说明电机可能单相运行所致；
◆停电检查：
断电检查法检查接触器KM2图74的U610、V609、W609和KM4上端图80的U610、V609、W609正常，测量KM4下端图78的U612、V611、W611和电机引出线图81的U612、V611、W611发现U612、W611不通。
电机三角型运行时由于保护器断相保护动作而停止；
◆排除方法：
用导线将KM4下端图78的U612、W611和电机引出线图81的U612、、W611连接。
7实验步骤，连上电脑，送上电源，通过电脑分别设置（也可以设置多个）上图中的故障点，然后考生进行启动电机的操作，观察故障现象，测试故障数据，并在控制柜上通过接线端子排或短路环排除故障。
实验完毕后，恢复装置。
8实验思考题与报告：
结合实际生产工作中的应用，谈谈星三角启动的作用。
2.4电容补偿投切电路
1知识链接，在电容补偿计算中，有两种方法
◆按装置的有功功率和功率因数计算：
Qc（kvar）=P（kw）×（tanΦ-tanΦ’）
其中tanΦ是根据补偿前装置的功率因数cosΦ计算而来,tanΦ’是根据补偿后的cosΦ’换算而来，P为装置的有功功率；Qc为无功电容器容量。
（2）通过下表可以查得。
下表是功率因数从COS∮1补偿到COS∮2每KW负荷所需电容量（KVAR）
2实验培训目的，设计计算电容投切电路
3实验培训设备，
序号
名称
型 号
数量
基本数据
所在位置
FU5
熔断器底座
RT18-32X3P
1
4A
FU8
熔断器底座
RT18-32X2P
1
4A
KM5
交流接触器
CJT1-10380V
1
380V
FR3
热过载继电器
JR36-200.6A
1
0.6A
C1
电力补偿电容器
1
225Var
4实验电路，
图82
图83
5故障点设置与故障现象：
故障点
故障现象
故障原因
K34
M2单独启动后，控制器上COSφ表的指针一直不动,“欠流”指示灯不亮
取样电压信号Us和取样电流信号Is不同相
K35
M2单独启动后，控制器上的COSφ表的指针指示超前位置。
取样电流信号Is的两根线接反，
K36
M2单独运行后，控制器上的C
升级会员 