二、具有灯光监视的断路器控制回路实验

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(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 21。其控制开关为 封闭式万能转换开关 LW2W2/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 13、24 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 24 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 24 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 13 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。 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 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 1 只 3 DZB01 直流操作电源 1 只 4 DZB01-1 按钮 SB 1 只 1 3K QF TQ QF HC2 4K 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 20V（ +） 20V（ -） TWJ HWJBCJ TWJHWJ HDLD 跳 闸 位 置 信 号 合 闸 位 置 信 号 1FU 2FU SB 由中间继电器实现 1 2 43 1R 2R 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 13、24 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，QF13 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 13 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 名 称 控制开关 KK接通 控制开关 KK接通 1 合闸接触器 HC 动作 不动作 2 跳闸线圈 TQ 不动作 动作 3 断路器 QF 合闸 跳闸