南昌大学发电厂实验报告

二、具有灯光监视的断路器控制回路实验

一、实验目的

１、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。

2、理解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。

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

4、根据现有的设备,结合发电厂电气部分课程中的相应断路器控制回路要求与实验方法,来改编实验内容与解决在实验过程中碰到的新问题及想法，最好在实验报告中的总结中写出。

二、原理说明

具有灯光监视的断路器控制回路接线如实验指导书中的图１2—1。其控制开关为封闭式万能转换开关ＬW2—W—2／F6。这种转换开关结构比较简单，它只有一个固定位置和两个操作位置,因而控制线路图也较简单。断路器及控制回路工作情况的监视及操作控制过程如下:

当断路器处于跳闸状态时，其常闭辅助触点QＦ闭合，控制开关ＫK手柄处于自然（固定）位置，其触点１—3、2—4都断开。于是，绿灯LＤ及其附加电阻、QF常闭触点、HC线圈组成通路,绿灯LD就发光，它一方面表示明断路器处于跳闸状态，另一方面表明ＨC线圈回路完好。当需要进行合闸操作时,可将ＫK 手柄顺时针转动45°，这时KK触点2—4接通,短接了绿灯ＬＤ及其附加电阻,HC线圈得电动作,ＨQ线圈回路接通，断路器合闸，其常闭触点断开HC线圈回路，常开触点接通了红灯HD回路。红灯HD发光，一方面指示断路器处于合闸状态,另一方面表明跳闸回路完好。当手松开后，ＫK手柄弹回固定位置,触点

2—4断开，合闸过程结束。当需要进行跳闸操作时，可把KK 手柄逆时针转动45 °,此时ＫK 触点1—3接通，短接了ＨD 及其附加电阻，TQ 线圈得电启动,断路器跳闸，绿灯发光。随后KK 手柄弹回原位,触点1-３断开。若断路器属事故跳闸，由继电保护出口中间继电器的触点BC Ｊ闭合起动跳闸回路，本次实验可用按钮S Ｂ代替ＢCJ 的常开触点使用,同样起到跳闸的作用。

虽然这种断路器控制回路比较简单,操作也很方便,但是不能装设闪光信号,也不能借助于KK 触点来装设事故音响信号，所以仅适用于机组容量较小，断路器数量较少的小型水电站、小型变电所及一般工矿企业中。

图12-１ 具有灯光监视的断路器控制回路

三、实验设备

控 制 小 母 线

熔 断 器

电 动 合 闸跳 位 继 电 器

电 动 跳 闸合 位 继 电 器

继 电 保 护 跳 闸

220V（+）

220V（-）

跳 闸 位 置 信 号

合 闸 位 置 信 号

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１2-1灯光监视的断路器控制回路进行安装接线。

3、检查上述接线确定无误后,接入电源进行控制回路动作试验,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、注意事项

注意事项详见操作规程。

六、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12－1

七、预习与思考解答

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：当断路器处于跳闸状态时，通过220V(＋）-1Fｕ－TWJ线圈－QＦ1-2 －HC线圈-２Fu-220Ｖ(－),组成一个完整的电路,使得ＴWＪ线圈带电,于是，通过电路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,绿灯ＬD就发光，它一方面表示明断路

器处于跳闸状态，另一方面表明HC线圈回路完好。

进行合闸操作时，220V（+）-1Fu-HWJ线圈–断路器常开触点QF3-4(此时为闭合状态）-TQ跳闸线圈－２Fｕ－２20V(-)回路闭合,HWJ的线圈带电，使得220V(＋）－1Ｆu-HＷJ辅助常开触点（此时处于闭合状态）- HD红灯-电阻2Ｒ－2Fu－220V(－）回路接通，红灯HD发光，一方面指示断路器处于合闸状态,另一方面表明跳闸回路完好。

2、断路器的分、合闸时间都很短(分闸时间不大于０．１S;合闸时间不大于0．6Ｓ）,由于断路器操作的能量比较大，要求的电流也比较大，所以操作机构的分、合闸线圈都按短时通电设计,若通电时间过长，就可能烧毁开关电器的触头及设备。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：当需要进行合闸操作时，可将KK手柄顺时针转动4５°,这时KK触点2—4接通,短接了TWJ的线圈阻抗,HＣ线圈得电动作，HQ线圈回路接通,断路器合闸,其常闭触点QF1－2断开HC线圈回路，常开触点QF3-4的闭合,使得２20V(+）-1Ｆu-HWJ线圈–断路器常开触点QF3-4(此时为闭合状态)-TQ跳闸线圈－

2Fu-220Ｖ(-）回路闭合,使得HWJ线圈的辅助常开触点闭合,使得２2０V(+）-1Fu-ＨWJ辅助常开触点(此时处于闭合状态）- HD红灯-电阻２R －２Fu-22０

V(-)回路接通,红灯HＤ发光指示断路器处于合闸状态。

当手松开后，KK手柄自动弹回固定位置,触点2—4断开，合闸过程结束。当需要进行跳闸操作时，可把KK手柄逆时针转动45°，此时KK触点1—3接通，短接了HWJ线圈的阻抗,使得ＴQ线圈得电启动,断路器跳闸。

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？

答：红灯表示断路器处于合闸状态,绿灯表示断路器处于跳闸状态。

４、本实验的控制电路中哪一个接点（或触点）是由继电保护引入实现自动分闸的？如要由自动装置实现自动合闸，控制接点应引入电路的哪个回路？

答:BCJ触点由继电保护引入实现自动分闸的。若要由自动装置实现自动合闸，则在通过22０V(+)-1Fu-ＴＷJ线圈－ QF1-2 -HC线圈-2Fｕ-220V(-)回路中,与TWＪ并联一个控制接点即可。

八、心得与体会

本次实验过程中，我们组在老师的引导下，检查出了实验装置中跳闸位置信号区的绿色指示灯是坏的,并及时做出了处理。然后在实验过程中出现了“跳跃”现象考虑到“跳跃”现象的出现有三个条件:1）手动合闸，2）触点２.4卡死或者未复归,３）永久故障。经排查我们发现是跳闸位置信号的回路ＴWJ两端，由于我们的误操作被导线短接了。下面具体分析一下本次我们组实验出现的跳跃现象,前提条件:断路器处于跳闸状态,常闭辅助触点1,2闭合。在进行合闸的操作中KK2,４接通，220V(+）—1FＵ—kk2.4—QF—HＣ—2FU—22０Ｖ(-)，和闸回路接通;但因TＷJ两端被短接,故２20Ｖ（＋)—1FＵ—TWＪ—LD—Ｒ—2FＵ—２20V(-),跳闸回路接通,所以出现了“跳跃”现象。

本次实验我们组在实际操作中印证了理论上的知识,加深了我们对断路器的“跳跃“现象的理解，也非常感谢老师的悉心指导!

?三、具有灯光和音响监视的断路器控制回路实验

一、实验目的

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。

二、原理说明

具有灯光和音响监视的断路器控制回路如图13—1。控制开关也是封闭式万能转换开关ＬW2—Ｗ—2/F6。与图1２—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。断路器的操作过程如下：

当断路器处于跳闸状态时，跳位继电器ＴWＪ线圈、ＱF常闭辅助触点和HC线圈组成通路，由于TWJ线圈电阻远大于ＨC线圈电阻,所以ＴWJ动作,其常开触点接通了绿灯LD回路,绿灯发光,指示断路器在跳闸位置。当断路器处于合闸位置时，合位继电器HWJ线圈、QF常开辅助触点和TQ线圈组成通路，HWJ 也因线圈电阻远大于TQ电阻而动作,其常开触点接通了红灯HD回路，红灯发光,

指示断路器处于合闸位置。其它动作过程与图1２—1相似。这里不再叙述。

控制电路图１3—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 （２ＦU)熔断时,当断路器合闸后ＨWJ 线圈断线或分闸后ＴW Ｊ线圈断线时，ＨＷJ 和TW Ｊ线圈失电，其常闭触点闭合，其常闭触点接通了光字牌GP 回路。GP 左侧接通冲击继电器X ＭJ ，预告音响装置XMJ 脉冲变压器BL 的一次回路接通电源正极,GP 右侧联接电源负极。于是警铃发声，预告故障的存在;另外，在发声的同时光字牌G Ｐ也通电而发光示字,告知故障的性质。

控 制 小 母 线

熔 断 器电 动 合 闸跳 位 继 电 器

电 动 跳 闸

合 位 继 电 器

继 电 保 护 跳 闸

220V（+）

220V（-）

跳 闸 位 置 信 号

合 闸 位 置 信 号

图1３—１具有灯光和音响监视的断路器控制回路

HＷＪ和ＴWＪ是中间继电器，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和TＷＪ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１3—1所示控制回路和图1２—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。

三、实验设备

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、合位及跳位继电器的技术参数选择操作电源的电压。

2、按图13—1具有灯光和音响监视的断路器控制回路进行安装接线。

３、检查上述接线的正确性，确定无误后,接入直流220伏电源进行控制回路动作试验,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,

各元件及接点的作用和电路动作过程。

五、注意事项

注意事项详见前面的操作规程。

六、实验报告

在安装接线动作试验结束后，认真分析控制回路的动作过程及音响装置的起动原理,结合上述思考题写出实验报告。

表13－1

七、预习与思考

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?

答:如果按正确的操作,红、绿信号灯发光正常，且音响也正常,则证明了回路的完整性和操作电源的正常性。

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。

答:提高了运行的安全性,提高了经济性。

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。

答：具备。

4、在灯光和音响监视的断路器控制电路中，是否能保证断路器既可用控制开关来进行分、合闸操作,又可用继电保护和自动装置来进行分、合闸操作？

答：能保证

5、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？

答: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。

6、光字牌是通过什么原理来指示故障的位置的。

答：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合闸位置继电器线圈和ＴWJ跳闸位置继电器线圈失电，它们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。GP左侧接通冲击继电器XMＪ，预告音响装置XMJ脉冲变压器BL 的一次回路接通电源正极，GP右侧联接电源负极。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。八、心得与体会

本次试验中,我们组发现同样是手动合闸操作，㈠人工顺时针旋转开关，发现电铃发响示警，㈡按手动合闸按钮，电铃没有发响示警。在模拟断路器掉电时，常闭触点ＨWJ与TWJ闭合，使得回路①2２0V(+)—ＸＭJ—电流表—HWJ—TＷJ—GP—2２0V（-)接通，由于冲击继电器ＸＭJ的动作，使GHJ动作，从而辅助触点GHJ１－9闭合，所以回路②220V(+）—结点7—GHJ１-９—结点2——ZJ—结点１0—SB—220２Ｖ（-)接通,从而ZJ动作，使辅助触点ZJ２闭合,故回路③220Ｖ—ZＪ2—电铃ＪL—220V(-)接通，故电铃发出响声示警,以上是电铃响的原理,我们组出现上述结果的原因是回路①②③动作需要反应时间,相互之间有时间差,若回路①②③都来得及动作，则出现结果㈠,若回路①②来得及动作,③来不及动作，则出现结果㈡。,以上是我们小组在实验过程中遇到并解决的问题。通过本次试验，我们组的成员在实践中更加深入的理解了具有灯光和音响监视的断路器控制回路理论知识,非常感谢老师的悉心指导。