发电厂电气部分实验报告

实验报告

学院:信息工程学院

专业班级：电气信息Ⅱ类卓越111班 姓名：*** 学号：**********

一、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(实验设备中的一个小的集成部分，具体内容及功能在实验课中会得到讲授)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。

二、原理说明

具有灯光监视的断路器控制回路接线如图2—1。其控制开关为封闭式万能转换开关LW2—W—2/F6。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QF1-2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，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，因此，TWJ线圈的常开触点就要闭合，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。

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，HWJ的线圈带电(问为何TQ线圈不带电？)，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-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。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，由前面的分析可知，此时电路的绿灯发光。随后KK手柄自动弹回原位，触点1-3断开。

若线路或设备发生故障，断路器属事故跳闸，由继电保护出口中间继电器的辅助触点BCJ闭合起动跳闸回路，本可利用实验台上的按钮SB代替BCJ的常开触点使用，同样起到跳闸的作用模拟效果。

三、实验步骤

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、检查上述接线确定无误后，请指导教师检查实验电路准确后，方能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。

220V（+）220V（-）控 制 小 母 线1FU2FUQF2KKTWJ4HC电 动 合 闸熔 断 器 由中间继电器实现1 2 QFTQ跳 位 继 电 器电 动 跳 闸1KKHWJ33 BCJSBTWJ4 合 位 继 电 器

继 电 保 护 跳 闸1R 2R HDLD跳 闸 位 置 信 号HWJ合 闸 位 置 信 号

图2-1 具有灯光监视的断路器控制回路

四、实验设备 序号 设备名称 1 ZB01 箱 2 3 4 ZB02 DZB01 DZB01-1 信号指示和万能开关 直流操作电源 按钮SB 1只 1只 1只 使 用 仪 器 名 称 断路器触点及控制回路模拟1只 数量 五、实验报告 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：本次实验的电路是具有灯光监视的断路器控制回路，因此在断路器断开或者闭合时都应该有灯光指示.因此，当断路器在断开或者闭合时，如果有灯光，那么表示此回路本身是完整和操作电源的正常；如果没有灯光则表示监视回路和操作电源不完整。例如在本次实验电路中当断路器处于跳闸状态时，其常闭辅助触点QF1-2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，220V(+)-1Fu-TWJ线圈- QF1-2 -HC线圈-2Fu-220V(-)，组成一个完整的电路，TWJ线圈带电，TWJ线圈的常开触点就要闭合，当此时LD灯亮，则表示这一部分监视回路完整和操作电源正常，如果灯不亮，那么监视回路或操作电源有问题，可以用万用表进行检测。同理，每条支路可以用相同的方法进行表示。

上面以经分析了本次实验电路中如何实现断路器在跳闸位置时也能监视合闸回路的完整性，这里分析如何实现断路器在合闸位置时能监视跳闸回路的完整性：当断路器在闭合位置时，常闭辅助触点QF1-2断开，QF1—3闭合，20V(+)-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HWJ线圈的辅助常开触点闭合，红灯支路通电。当

此时HD灯亮，则表示这一部分监视回路完整和操作电源正常，如果灯不亮，那么监视回路或操作电源有问题，可以用万用表进行检测。 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：当在进行合闸操作时，开关KK2-4闭合，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因断路器在非常态而瞬时断开HC线圈回路，这样就短时接通了断路器并且也自动断开了合闸线圈回路。

当进行分闸操作时，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，其常开触点QF3-4因断路器在常态而瞬时闭合TQ线圈回路，随后KK手柄自动弹回原位，触点1-3断开，分闸线圈回路是自动断开。

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？ 答：当红灯亮时，表示断路器处于合闸状态；当绿灯亮时，表示断路器处于断开状态。

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：在控制电路中触点BCJ是由继电保护引入实现自动分闸的。

此触点是由继电器实现自动分闸的，因此它是并联在电路的分闸回路的

表2-1实验结果记录表

序号 1 2 名 称 合闸接触器HC 跳闸线圈TQ 控制开关 KK②－④接通 动作 不动作 合闸 不亮 亮 控制开关 KK①－③接通 不动作 动作 跳闸 亮 不亮 3 断路器QF 4 跳闸位置信号LD 5 合闸位置信号HD 六、实验小结：

通过本次实验，对具有灯光监视的断路器控制回路有了一定的认识，首次真正的认识到断路器的控制回路的大概工作原理，知道了怎么进行简单的手动合闸与手跳闸。及当断路器处于跳合闸状态时，灯光具体有什么反应及通过控制面板上的灯光信息来判断断路器的状态。

二、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3—1。控制开关也是封闭式万能转换开关LW2—W—2/F6。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。断路器的操作过程如下：

当断路器处于跳闸状态时，其辅助常闭触点QF1-2此时处于闭合状态，有电路220V(+)-1Fu-TWJ线圈- QF1-2-HC线圈-2FU-220V(-)组成一个闭合回路，由于TWJ线圈电阻远大于HC线圈电阻，TWJ线圈带电，其辅助常开触点TWJ动作于闭合，有电路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，绿灯发平光，指示断路器在跳闸位置。

当断路器处于合闸位置时，其辅助常开触点QF3-4此时处于闭合状态，有电路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，形成一个闭合回路，由于HWJ也因线圈电阻远大于TQ电阻而使得HWJ线圈带电，其辅助常开触点HWJ闭合，另有电路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，红灯发光，指示断路器处于合闸位置。其它动作过程与图2—1相似。

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。

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。

220V（+） 220V（-）控 制 小 母 线1FU2KKTWJ41 2 QFHC2FU熔 断 器电 动 合 闸跳 位 继 电 器3 4 QFTQ1

KKHWJ3电 动 跳 闸1R BCJ合 位 继 电 器2R的TWJLD继 电 保 护 跳 闸

3I8220V（+）HWJHD跳 闸 位 置 信 号合 闸 位 置 信 号220（-）XMJBL16mAHWJTWJGPD1GHJCD2ZJVGHJ11SB210197ZJ115JL6ZJ2145ZJ313V三、实验设备

序号 1 设备名称 ZB01 使 用 仪 器 名 称 断路器触点及控制回路模拟箱 2 3 4 ZB02 DZB01 ZB03 信号指示和万能开关 直流操作电源 数字式电秒表及开关组件挂箱 5 6 7 8 ZB06 ZB14 ZB18 ZB31 光字牌 DZ－31Β中间继电器 LD；HD信号指示灯 直流数字电压、电流表 1只 1只 各1只 各1只 各1只 1路 1只 数量 1只 四、实验步骤和要求

1、根据电路中的要求、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3—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、检查上述接线确定无误后，请指导教师检查实验电路准确后，方能接入直流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

思考题

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 本次实验的电路是具有灯光和音响监视的断路器控制回路，因此在断路器断开或者闭合时都应该有灯光指示并且在失电及回路断线时有报警功能。.因此，当断路器在断开或者闭合时，如果有灯光，那么表示此回路本身是完整和操作电源的正常；如果没有灯光则表示监视回路和操作电源不完整。

本次实验电路中当断路器处于跳闸状态时，其常闭辅助触点QF1-2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，220V(+)-1Fu-TWJ线圈- QF1-2 -HC线圈-2Fu-220V(-)，组成一个完整的电路，TWJ线圈带电，TWJ线圈的常开触点就要闭合，当此时LD灯亮，则表示这一部分监视回路完整和操作电源正常，如果灯不亮，那么监视回路或操作电源有问题，可以用万用表进行检测。同理，每条支路可以用相同的方法进行表示；当断路器在闭合位置时，常闭辅助触点QF1-2断开，QF1—3闭合，20V(+)-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HWJ线圈的辅助常开触点闭合，红灯支路通电。当此时HD灯亮，则表示这一部分监视回路完整和操作电源正常，如果灯不亮，那么监视回路或操作电源有问题，可以用万用表进行检测。

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：控制回路的作用是反映断路器的位置状态与事故状态。在这个作用上，本次实验增加响呤作用，增强了提醒功能，而且还具有了失电与回路断线报警功能。

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 此电路有确保断路器分、合闸线圈短时通电的工作状况。当在进行合闸操作时，开关KK2-4闭合，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因断路器在非常态而瞬时断开HC线圈回路，这样就短时接通了断路器并且也自动断开了合闸线圈回路。

当进行分闸操作时，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，其常开触点QF3-4因断路器在常态而瞬时闭合TQ线圈回路，随后KK手柄自动弹回原位，触点1-3断开，分闸线圈回路是自动断开。与实验二的实现是一样的。

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，本电路没肝继电保护和自动装置来进行分、合闸操作功能。 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 本次实验的中的红绿灯的所代表意义与上个实验中的没有区别。两个电路的不同之处在于这次实验电路中红、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，用来控制响呤电路。

6、光字牌是通过什么原理来指示故障的位置的。

答：光字牌的工作原理是：当断路器控制回路熔断器1FU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。而正常时由于任何时HWJ与TWJ一定有一个带闭合，光字牌回路不被接通。

表3－1实验结果记录表

序号 名称代号 控制开关 KK②－④接通 动作 控制开关 KK①－③接通 不动作 FU熔丝 熔断 不动作 1 合闸接触器HC 2 跳闸线圈TQ 4 断路器QF 5 光字牌GP 6 跳闸位置继电器TWJ 7 合闸位置继电器HWJ 8 跳闸位置信号 9 合闸位置信号 实验小结

不动作 合闸 不发光 不带电 带电 不亮 动作 跳闸 不发光 带电 不带电 亮 不动作 发光 不带电 不带电 不亮 亮 不亮 不亮 在本实验中通过观察和操作观察到跳闸和合闸红绿灯的变化，对电路工作原理更加熟悉。加入音响的断路器控制回路，使控制回路更加可靠。当断路器控制回路熔断器1FU熔断时警铃响，但熔断器熔断的可能的可能性小，所以本实验通过观察合闸时警铃响并讨论原因。通过这次实验对于光字牌的工作原理也有了认识，知道怎么去系统的分析一个控制回路。本实验还利用实验装置，再现断路器的“跳跃”现象的出现。了解跳跃闭锁继电器的两个线圈如何配合工作来实现闭

锁，知道了在故障情况下断路器如何工作，断路器的自动跳闸。在实验中我们小组就实验电路的原理展开讨论，大家互帮互助，遇到问题讨论解决。让我对知识点有了更加深刻的理解和记忆。