发电厂电气部分课程实验指导书.docx
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发电厂电气部分课程实验指导书
南昌大学信息工程学院
《发电厂电气部分》
实验指导书
南昌大学教务处
电力系统及其自动化教研室
二零一一年九月
注意事项
为使实验进行顺利,确保人身、仪器设备的安全,必须注意以下几点:
一、按给定实验线路,给定实验内容和步骤做实验,未经实验指导允许,不得擅自更改。
二、注意设备、仪器额定电压、电流、容量、使用范围,使用时做到心中有数。
三、开关合闸前,必须将调压器等设备置于零位,将阻流元件置于适当位置。
四、每项实验的接线在准备工作完毕后,须经实验指导教师检查允许,方可合闸进行实验。
五、注意实验进程中,如发生故障可疑之处,应立即切断电源,保护现场,报告指导老师。
六、实验完毕后,学生要做好清洁工作,一切恢复到实验开始前状态。
南昌大学信息工程学院
电力系统及其自动化实验室
二零零六年十月
前言
本实验指导书是根据《发电厂电气部分》课程大纲及实验大纲来进行编制,主要内容是以《发电厂电气部分》课程中的二次控制电路以主,以一次设备以辅来制定的。
主要是以断路器控制回路的控制及要求、控制电路的实现及实验与分析等作为主要方向,内容涉及到骓验证性和综合性实验,从实验的内容及个数来看,能满足《发电厂电气部分》课程的实验要求。
本实验所使用的主要设备是根据南昌大学与天煌教仪公司合作的生产的实验台以及变电站控制屏及开关屏等的一、二次电气部分,一次部分主要是以认实及演示为主。
由于是初次进行实验指导书的编写工作,内容还有很多不足之处,望在今后的实验过程中加以完善与更新、更希望得到同行与专家的指导。
作者
二零零六年十月于南昌
一、重复动作自动复归中央信号装置实验
一、实验目的
1、理解重复动作自动复归中央信号装置的原理。
2、理解冲击继电器每次动作后实现自动复归的方法,掌握其实验操作方法。
二、预习与思考
1、为什么在接线时要注意冲击继电器的极性与电源极性相对应,不能接错?
2、通过实践操作后,再对照重复动作自动复归中央音响信号装置的原理说明,有无发现异常,试分析原因?
3、冲击继电器中的D1、D2、和C各有什么功用?
你能在实践操作中加以验证吗?
4、YBM母线上能接多少路信号继电器触点?
为什么?
三、原理说明
图1-1是由ZC-23型冲击继电器构成,能重复动作自动复归的中央音响信号装置接线图。
图中增加了时间继电器1SJ和中间继电器1ZJ。
当断路器跳闸且1XJ触点闭合时(即S1闭合时),1GP回路接通。
XMJ的脉冲变流器一次绕组产生冲击电流,二次绕组感应的脉冲电势使GHJ触点闭合,接通了ZJ线圈回路使ZJ启动:
ZJ1和ZJ2闭合,线圈ZJ自保持电笛发声;ZJ3接通了时间继电器1SJ线圈回路,使1SJ启动,过了整定时限,1SJ延时闭合的常开触点闭合,接通了中间继电器1ZJ线圈回路,1ZJ起动,其常闭触点1ZJ断开ZJ的线圈回路,使电笛(或警铃)停止发声。
四、实验设备
序号
设备名称
使用仪器名称
数量
1
ZB12
DS-22时间继电器
1只
2
ZB14
DZ-31Β中间继电器
1只
3
ZB18
ZC-23冲击继电器
1只
电笛(或警铃)
1只
复归按钮SB
1只
开关S1、S2、S3
各1只
4
ZB06
光字牌
3个
5
ZB31
直流数字电压、电流表
各1只
6
DZB01
直流操作电源
1路
五、实验步骤和操作方法
1、根据教学要求确定时间继电器的时限并进行整定调试。
2、根据中间继电器、时间继电器、冲击继电器的技术参数选择相应的操作电源电压。
3、按图1-1重复动作自动复归的中央信号装置原理图进行安装接线。
严禁光字牌上二电源端子发生短路。
4、检查上述接线的正确性,确定无误后,接入直流操作电源。
5、闭合S1,光字牌1GP明亮,同时起动冲击继电器,ZJ1接通自保持回路,ZJ2接通电笛(或警铃)线圈回路,ZJ3起动时间继电器1SJ,经过整定时限,1SJ延时闭合的常开触点闭合,起动中间继电器1ZJ,1ZJ常闭触点断开,切断了ZJ的自保持回路,电笛(或警铃)停止发声,1GP仍发光,此时微分脉冲变流器BL一次回路中流过一个稳定的电流。
6、闭合S2,在BL原稳定电流的基础上,再叠加上一个电流,电笛(或警铃)再次发声,光字牌明亮,然后经1SJ、1ZJ动作解除自保,实现自动复归。
S3闭合引起的动作过程与以上过程相同,否则应查明原因。
7、把S1、S2、S3分别断开,电笛(或警铃)应不发声,1GP、2GP、3GP也应依次熄灭,若断开时电笛(或警铃)发声,应查明原因。
图11-1重复动作自动复归中央音响信号装置接线图
六、注意事项
在操作试验前必须熟悉实验线路,认真按照操作规程的要求,正确接线,要对冲击继电器、时间继电器、中间继电器的内部接线和各端子的功用充分理解,绝对不能将直流电源负级误接入冲击继电器接线端
,否则将损坏脉冲变压器,高灵敏继电器和二极管元器件。
七、实验报告
在安装接线和操作试验结束后,要认真分析,结合原理说明和实验操作实践,设计一个与图11-1不同的自动复归电路,并详述工作原理,结合思考题写出实验报告。
表11-1实验结果记录表
序号
开关状态
A1表电流值
A2表电流值
ZJ工况
音响状态
1SJ延时值
1ZJ工作状态
1
S1闭合
2
S2闭合
3
S3闭合
4
S1断开
5
S2断开
6
S3断开
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、预习与思考
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?
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?
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?
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?
三、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。
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。
注:
本实验中的TWJ继电器和HWJ继电器用实验台上的中间继电器来代替。
适应范围:
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。
由中间继电器实现
2
1
3
4
1R
2R
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
五、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、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。
六、注意事项
注意事项:
在实验过程中,应把实验过程中电路连接的实现过程及出现问题时的解决过程以及其它一些问题作好实验记录及分析过程,其它问题详见操作规程。
七、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
序号
名 称
控制开关
KK②-④接通
控制开关
KK①-③接通
1
合闸接触器HC
2
跳闸线圈TQ
3
断路器QF
4
跳闸位置信号LD
5
合闸位置信号HD
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、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?
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。
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。
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?
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?
6、光字牌是通过什么原理来指示故障的位置的。
三、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。
2
1
3
4
1R
2R的R
图3—1具有灯光和音响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
各1只
3
DZB01
直流操作电源
1路
4
ZB03
数字式电秒表及开关组件挂箱
1只
5
ZB06
光字牌
1只
6
ZB14
DZ-31Β中间继电器
1只
7
ZB18
LD;HD信号指示灯
各1只
8
ZB31
直流数字电压、电流表
各1只
五、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。
六、注意事项
注意事项:
在实验过程中,应把实验过程中电路连接的实现过程及出现问题时的解决过程以及其它一些问题作好实验记录及分析过程,其它问题详见操作规程。
七、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。
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- 发电厂 电气 部分 课程 实验 指导书