南昌大学发电厂电气部分实验报告Word格式文档下载.docx

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三、实验设备

序号

设备名称

使用仪　器　名　称

数量

1

ZB01

断路器触点及控制回路模拟箱

1只

2

ZＢ０2

信号指示和万能开关

3

DZB01

直流操作电源

4

DZB01-1

按钮SB

四、实验步骤和要求

　　１、根据直流接触器、跳闸线圈、合闸线圈、信号指示灯的额定参数选择操作电源的电压,本实验装置设计使用直流220伏。

　2、按图2-1灯光监视的断路器控制回路进行安装接线。

3、通过KＫ手柄以及按钮SＢ实现断路器的合闸、跳闸和事故跳闸,通过操作与观察,深入理解灯光监视的断路器控制回路中各个元件及接点的作用。

　五、实验报告

在安装接线及动作试验结束后，要认真分析控制电路的动作过程，结合电路原理,针对上述思考题写出实验报告。

表2-１实验结果记录表

名称

控制开关

KＫ②-④接通

KK①-③接通

合闸接触器ＨＣ

动作

不动作

跳闸线圈TQ

断路器QF

合闸

跳闸

跳闸位置信号LD

灭

亮

5

合闸位置信号ＨD

六、思考题

１、为什么控制回路能监视回路本身的完整性和操作电源的情况?

上述电路中如何实现断路器在合闸位置时能监视跳闸回路的完整性；

断路器在跳闸位置时也能监视合闸回路的完整性？

答:

因为红灯和绿灯发光它一方面表示明断路器所处的状态,另一方面表明动作回路完好。

由原理图可知：

绿灯ＬD发光,表明电路22０V（+）-１Fu-TWJ辅助常开触点（此时处于闭合状态）-LD绿灯-电阻１R-　－2Fu－22０V（-）,形成闭合回路,一方面表示明断路器处于跳闸状态，另一方面表明HＣ线圈合闸回路完好。

２、请分析在本实验的控制电路中，在分、合闸动作时是如何实现短时接通的,当动作完成后，分、合闸线圈回路是如何自动断开的？

答：

通过KK手柄进行合闸分闸操作时，分、合闸线圈都是直接接在电源2端，其电流瞬间就能达到动作值使其动作,从而实现了短时接通。

在动作完之后，断路器的辅助触点使分、合闸线圈自动断开。

3、本实验的控制电路中红灯、绿灯分别表示断路器在什么状态?

红灯表示断路器在合闸,绿灯表示断路器在跳闸状态。

七、心得体会

通过这个实验，我掌握具有灯光监视的断路器控制回路的工作原理,电路的功能特点。

理解了为使断路器控制回路能安全可靠地工作，所必须满足对合闸及分闸监视的基本要求及其重要性。

结合ZB０２挂箱控制开关的触点图表,学会了开关的使用、控制回路的接线和动作试验方法。

南昌大学实验报告

实验二：

具有灯光和音响监视的断路器控制回路实验

1、掌握具有灯光和音响监视的断路器控制回路的工作原理、电路内含的功能特点。

２、理解为使具有灯光和音响监视的断路器控制回路能安全可靠地工作，电路所必须满足对回路监视的基本要求。

3、了解控制开关的触点图表及开关在电路中的应用，掌握具有灯光和音响监视控制回路的接线和动作试验方法。

具有灯光和音响监视的断路器控制回路如图3—1：

图3—1　具有灯光和音响监视的断路器控制回路

与图２—1不同的是，该图在原红、绿两灯的位置中接入合闸位置继电器（简称合位继电器）HWJ和跳闸位置继电器（简称跳位继电器）ＴWJ。

断路器及控制回路工作情况的监视及操作控制过程和图2-1一致。

此外控制电路图3—1具有失电及回路断线报警功能:

当断路器控制回路熔断器1ＦU（或2FＵ、两个同时熔断的可能性很小,但是分析结果是一致的）熔断后→HWJ线圈和ＴWJ线圈失电→它们的常闭触点此时同时发生瞬时闭合→接通了光字牌GP回路。

220V（+）→预告音响装置XＭＪ脉冲变压器BL→HWJ线圈和TWJ线圈常闭触点→光字牌GＰ→22０V（-）。

结果警铃发声,预告掉电故障的存在;

另外,在发声的同时光字牌GP也通电而发光示字,告知故障的性质。

ＨWJ合闸位置继电器和TWJ跳闸位置继电器线圈在实验中是以实验台中的中间继电器来实现的,线圈的电阻很大，串接在跳、合闸回路中短路的可能性很小，所以不会影响断路器的动作。

HWＪ合闸位置继电器和TＷJ跳闸位置继电器的触点对数很多，可以代替断路器的辅助触点使用在不重要的回路中。

图３—1所示控制回路和图2—1所示回路一样不能装设闪光信号,其事故音响信号回路一般通过信号继电器的触点来接通。

使用　仪器　名称

ＺＢ０2

各1只

1路

ＺB03

数字式电秒表及开关组件挂箱

ZB06

光字牌

6

ZＢ14

DZ－31Β中间继电器

7

ＺB1８

LD；

HD信号指示灯

8

ＺB31

直流数字电压、电流表

各１只

　1、根据直流接触器、跳闸线圈、合闸线圈、信号指示灯的额定参数选择操作电源的电压，本实验装置设计使用直流220伏。

　2、按图3-１灯光监视的断路器控制回路进行安装接线。

3、通过ＫＫ手柄实现断路器的合闸、跳闸,并通过手动断线检验其失电及回路断线报警功能。

通过操作与观察，深入理解具有灯光和音响监视的断路器控制回路中各个元件及接点的作用。

五、实验报告

表3－1实验结果记录表

名称代号

KＫ②－④接通

KK①－③接通

FU熔丝

熔断

合闸接触器HC

跳闸线圈ＴＱ

断路器QＦ

５

光字牌GP

不发光

发光

跳闸位置继电器TWＪ

失电

带电

７

合闸位置继电器HWJ

跳闸位置信号

9

合闸位置信号

1、具有灯光和音响监视的断路器控制电路中，是如何监视回路本身的完整性和操作电源的正常性?

红灯和绿灯发光它一方面表示明断路器所处的状态,另一方面表明动作回路完好。

绿灯LD发光,一方面表示明断路器处于跳闸状态，另一方面表明HＣ线圈合闸回路完好。

红灯HD发光,一方面表示明断路器处于合闸状态,另一方面表明跳闸回路完好。

电源正常时，警铃不响，光子牌不亮。

若保险器熔断,则警铃发声,预告掉电故障的存在;

2、在控制回路中增加合闸位置继电器和跳闸位置继电器对提高控制电路的性能有哪几方面积极意义。

装设合闸跳闸位置继电器可以将信号灯接在另外装有合闸跳闸位置继电器辅助接点的并联支路上，可以通过近处信号灯的亮灭判断远方的回路跳合闸情况,实现远程控制。

因而也可以不装设闪光信号,通过红灯绿灯的亮灭来判断回来此时的状况。

3、在断路器控制电路中是否具备确保断路器分、合闸线圈短时通电的工作状况。

电路正常情况下不会发生断路器分、合闸线圈短时接通的工作状况。

即便2-4结点卡死,电路不断跳闸合闸,红灯和绿灯也不会同时亮,即分合闸线圈不会短时通电接通

４、在图3—1控制电路中红灯、绿灯的工作特性与图2—１中的是否有区别?

红绿灯工作特性无区别。

５、光字牌是通过什么原理来指示故障的位置的。

要使得光子牌发光，即要使HWJ合闸位置继电器线圈和TWJ跳闸位置继电器线圈失电。

说明故障在ＨWＪ合闸位置继电器线圈和ＴＷJ跳闸位置继电器的公共连接端。

说明是断路器控制回路熔断器1ＦU（或２FU、两个同时熔断的可能性很小,但是分析结果是一致的）熔断。

此时HWJ合闸位置继电器线圈和TWJ跳闸位置继电器的常闭触点此时同时发生瞬时闭合，其常闭触点接通了光字牌GＰ回路。

通过此次实验我掌握具有灯光和音响监视的断路器控制回路的工作原理、电路内含的功能特点；

理解了为使具有灯光和音响监视的断路器控制回路能安全可靠地工作,电路所必须满足对回路监视的基本要求。

了解了控制开关的触点图表及开关在电路中的应用，掌握具有灯光和音响监视控制回路的接线和动作试验方法。

实验三:

装设跳跃闭锁继电器的断路器控制回路实验

1、利用实验装置，再现断路器的“跳跃”现象的出现。

2、掌握装设跳跃闭锁继电器的断路器控制回路的“防跳”原理、电路的功能和特性。

3、理解装设跳跃闭锁继电器的断路器控制回路,为实现安全可靠地工作,该电路满足了哪些基本要求?

4、掌握电路中所用控制开关的触点图表,学会装设跳跃闭锁继电器的断路器控制回路的接线和实验操作方法。

5、为什么在防跳继电器中有电流起动线圈和电压自保持线圈的存在?

如果不在在,电路是否会正常工作？

6、什么叫做断路器与控制开关的不对应关系?

在这种关系下,有什么信号现象?

所谓“跳跃”是指断路器合闸回路中,控制开关的触点在合闸结束后来不及返回而人为地闭合,此时断路器合闸在永久故障的线路上，造成断路器在短时间内多次跳闸-合闸的现象。

危害：

断路器如果多次“跳跃”,可能导致设备损坏并使事故扩大。

因此必须采取“防跳”措施。

措施：

装设“跳跃”闭锁继电器的断路器控制回路见图5-１,图中的中间继电器ＴBＪ,称为跳跃闭锁继电器。

“跳跃”闭锁的工作原理:

手动合闸当控制开关KK的触点5→8或自动装置的触点1ZJ因故障卡死的情况下

遇到故障如6→７接通→继电保护装置动作→触点BCJ闭合→跳跃闭锁继电器ＴBＪ的电流启动线圈→跳闸回路接通,断路器跳闸

TBJ的电流启动线圈→ＴBＪ动作→常开触点闭合→TＢＪ的电压线接通

　　　　　ＴBJ动作→常闭触点断开→合闸线圈回路断开　

而且由于5－8触点卡死或自动装置的触点1ＺJ因故未断开，TBJ的电压线圈始终带电→与HC线圈串联的TＢJ常闭触点就始终分开,实现“闭锁”，断路器就不能进行多次合闸。

只有当合闸命令解除后,（也就是５－８或1ＺJ触点断开），TBＪ的电压线圈失电,控制回路才恢复到正常的状态,解除闭锁。

图5－1装设跳跃闭锁继电器的断路器控制回路接线图

其控制开关KK为封闭式万能转换开关LW2—Ｚ—1ａ、4、６a、４０、20/Ｆ8，它的触点图表见表5-2。

表5-2　LW2—Z—1ａ、4、６ａ、40、2０／F８控制开关触点图表

使　　用仪器　名　称

ＺB０1

１只

ZB02

ＬD，HＤ信号灯

DZB０1

１路

4个

ZB12

DS－22时间继电器

６

ZB14

ＤＺ－31Β中间继电器

ＤZＢ－1４Β跳跃闭锁继电器

ＺＢ17

DX-9信号继电器

ZC－２3冲击继电器

ＳB按钮开关

ZＢ31

１0

ＤZＢ01－２

万能转换开关ＬW2—Z—1a、4、6a、40、20/Ｆ8

11

DZB０1-１

ＳＢ按钮开关

四、实验步骤和操作过程

1、根据跳跃闭锁继电器、信号指示灯、跳闸线圈合闸线圈、直流接触器的工作技术参数选择操作电源电压（本实验装置选用直流22０V操作电源）。

2、按图5-1“装设跳跃闭锁继电器的断路器控制回路”进行安装接线.

3、断路器的控制与操作过程。

①合闸状态

前题条件:

断路器处于合闸状态，辅助常闭触点QＦ１－2断开,辅助常开触点QＦ3－4闭合;

相应的控制开关ＫK手柄在“合闸后”位置的,从表５－2中可查相应的触点1-3、9-10、１３-１6和1７-1９触点闭合。

分析:

由前题条件可得

220V（+）→1FU→KK16→13→红灯ＨＤ→电阻R2→TBJ的电流线圈→QF３-4→TＱ线圈（电流很小断路器不会跳闸）→2FU→２20V（-）

红灯HＤ发出平光,一方面指示断路器在合闸位置,另一方面表示跳闸线圈回路完好，此时TQ跳闸线圈中虽有电流流过，但电流很小,电磁力不足以将操作机构脱扣，断路器不会跳闸。

同理TＢJ同样也不会动作。

②跳闸操作

断路器进行跳闸操作时，把KK手柄先转到“预备跳闸”→“跳闸”位置,KK在跳闸位置时，KK触点6→7接通,TQ跳闸线圈动作使断路器跳闸。

时跳闸电流也流过TBJ跳跃闭锁继电器的电流线圈，使得TBJ的电流线圈起动,TBJ电流线圈带电动作，其常开触点TBF3-4闭合，若ＫＫ5-8触点未复归或被卡死，回路将接通电压线圈实现自保；

其常闭触点断开，对合闸回路实现“闭锁”。

断路器跳闸后常开触点ＱＦ3-4断开，常闭触点QF1-2闭合,并使TQ线圈及TBJ电流线圈断电。

在此过程中，KK自动弹到“跳闸后”位置，并使ＫＫ10-１1、KK1４-15等相应的触点闭合，使22０V（+）→1FU→KK10→11→绿灯LD→电阻R１→QＦ1→2→HC合闸线圈→2FU→220V（-）

绿灯发平光,HC线圈虽通电而电流很小,不能动作,不会造成断路器合闸。

绿灯LD发出平光，一方面指示断路器在跳闸位置，另一方面表明合闸回路完好。

当KK手柄松开弹回到“跳闸后”位置时，触点６－７断开

③合闸操作

断路器进行合闸操作时,把ＫK手柄先转到“预备合闸”位置,再转到“合闸”位置,其动作原理和跳闸类似，断路器合闸后KK的位置是在“合闸后”的位置。

④事故跳闸

当断路器事故跳闸（用BCJ模拟）时,KＫ开关处在合闸后位置时1-3、17-19触点接通，但QF5-6常闭触点也因断路器跳闸而闭合.则光字牌电路接通，冲击继电器启动,在发声的同时光字牌GP也通电而发光示字,电笛发声，告知故障的性质。

工作人员可以通过复位按钮SB来停止警铃。

４、实现“跳跃”现象

用短接线短接６-7触点,和TBJ的电流线圈，再进行手动合闸（接通5－8触点），观察跳跃现象。

５、用装设“跳跃”闭锁继电器“防跳”

照５-1接线后短接6-7，再进行手动合闸,检验闭锁装置是否能防跳。

表15-１实验结果表

名称编号

控制开关ＫK位置

跳闸后

预备合闸

合闸后

预备跳闸

１

跳闸线圈ＴQ

４

合闸位置信号HＤ

光字牌GＰ

冲击继电器XMＪ

时间继电器SＪ

９

中间继电器ZJ

10

音响器JL

不报警

闪光继电器ＳGJ

五、思考题

1、上述装设跳跃闭锁继电器同时具有灯光监视的断路器控制回路中,是否具有监视控制回路本身的完整性和操作电源正常性的功能?

没有，因为灯光音响监视回路和断路器控制回路用的是同一个电源，当电源故障时,２个回路同时掉电。

2、为什么图５-1控制电路中没有装设合闸位置继电器和跳闸位置继电器？

因为５-1电路中灯光回路和跳闸回路连在一起,所以不需要上述2种继电器来接通灯光回路。

3、在图5-１的控制电路中，是否满足确保断路器分合闸线圈短时通电的要求?

为什么？

是,因为当用KK开关实现合闸或跳闸时，5-8、6-7接通使断路器分合闸线圈直接连在电源２端,使其电流瞬间达到动作值而动作,保证了短时通电的要求。

4、跳跃闭锁继电器TＢJ为什么需要一个电流线圈和一个电压线圈？

接入时应注意什么?

电流线圈和电压线圈分别接在跳闸回路和合闸回路,用于保证在出现“跳跃”时能通过电流线圈启动，改变其辅助触点状态,电压线圈保持其触点状态来实现“闭锁”

接线时因注意:

电压线圈一定不能被短接，否则会短接电源使ＦU熔断使整个电路失去电源。

５、图5-1的控制电路,是否可用继电保护和自动装置进行分合闸操作？

是，因为回路中有自动分合闸的辅助触点,当辅助触点接通时可使继电保护动作。

6、图5-1控制电路的操作过程中,出现“红灯平光”“红灯闪光”“绿灯平光”“绿灯闪光”各表示什么状态?

红灯平光：

断路器处在合闸位置;

红灯闪光：

自动合闸或手动合闸预备合闸状态;

绿灯平光：

断路器处在跳闸位置;

绿灯闪光:

自动跳闸或手动跳闸预备跳闸状态

六、心得体会

通过此次实验加深理解了断路器控制回路出现“跳跃”现象的原因——跳跃现象的产生有两个条件：

1．永久故障２.5-8节点卡死,手柄不能复归。

掌握了装设跳跃闭锁继电器的断路器控制回路的“防跳”原理、电路的功能和特点。

也了解了为了解决跳跃而采取的措施，对“防跳”具体操作也有更深的体会。

实验到此已对二次回路的动作原理有了深刻理解,二次回路是如何通过各种继电器实现自动合闸、自动跳闸、手动合闸、手动跳闸,以及其防跳措施,当出现事故性跳闸时当如何处理等等。

实验四：

灯光监视的电磁操动机构断路器控制回路实验

熟悉灯光监视的电磁操动机构断路器控制回路实验断路器合闸和跳闸过程以及防跳过程

　见书上P266

三、实验过程

（１）手动合闸

断路器处于跳闸状态QＦ辅助节点　1、２常开开路３、4常闭闭合

控制开关→TD→１０-11接通

正极＋→FU1→11→10→HG（绿灯平光）→R→2→ＱF→KM（合闸接触器　R为大电阻小电流不足以起动）→负极-

手控制开关,转９0°

到预备合闸9－１014－1３

M（100+）→9→10→HＧ（绿灯闪光）→R→２→QF→KＭ（合闸接触器小电流不足以起动）→负极-

开关右转45°

合闸状态5→89→123→1617→1921→2３

正极＋→FU1→５→8→3→4→1→2→QF→ＫM（大电流足以起动合闸接触器，断路器合闸）→负极-

KM动作—ＹC—　合闸线圈改变辅助结点状态QF１、2断开QF３、4合上

正极+→16→13→HR（红灯平光）→R→ＫCF→QF→YT（跳闸接触器R为大电阻小电流不足以起动）→负极-

（2）手动跳闸

断路器处于合闸状态QF辅助节点1、2常开闭合　３、4常闭断开

正极+→16　→13→ＨＲ（红灯平光）→R→KCF→QF→YT（跳闸接触器　R为大电阻小电流不足以起动）→负极-

手控制开关，转90°

到预备跳闸　　13-14

M（100+）→１3→14→HR（红灯闪光）→Ｒ→KCF→ＱF→YT（跳闸接触器小电流不足以起动）→负极-

开关逆时针转４5°

跳闸状态６-7

正极＋→ＦU1→6→7→KCF→QF→YＴ（大电流足以起动跳闸线圈,断路器跳闸）→负极－

ＹＴ动作　跳闸闸线圈改变辅助结点状态ＱF１、2合上QF3、4断开１0-11

正极+→FＵ１→11→１0→ＨG（绿灯平光）→R→2→ＱF→KM（合闸接触器R为大电阻小电流不足以起动）→负极-

（3）自动合闸

　　K1带电闭合

正极+→FU1→Ｋ１→KCＦ2→QF→KM→负极-

　　　　KＣO保护跳闸

　　　　　　红灯闪烁　合闸手柄不对应　应顺时针旋转手柄到合闸状态

（４）自动跳闸

　　KＣO闭合

正极+→FＵ1→KCO→ＫＣF→　QＦ→ＹT→负极-

　绿灯闪烁跳闸手柄不对应应逆时针旋转手柄到跳闸状态

（5）　防跳措施

KCＦ　

类似于实验三