直流母线电压监视装置原理图.doc

直流母线电压监视装置原理图直流母线电压监视装置主要是反映直流电源电压的高低KV1 是低电压监视继电器，正常电压 KV1 励磁，其常闭触点断开，当电压降低到整定值时， KV1 失磁，其常闭触点闭合， HP1 光字牌亮，发出音响信号KV2 是过电压继电器，正常电压时 KV2 失磁，其常开触点在断开位置，当电压过高超过整定值时 KV2 励磁，其常开触点闭合， HP2 光字牌亮，发出音响信号直流绝缘监视装置原理图常用的绝缘监察装置接线图，正常时，电压表 1PV 开路，而使 ST1 的触点 5-7、9-11（ ST1 的 1-3、2-4 断开）与 ST2 的触点 9-11 接通，投入接地继电器 KA当正极或负极绝缘下降到一定值时，电桥不平衡使 KA 动作，经 KM 而发出信号（若正、负极对地的绝缘电阻相等时，不管绝缘下降多少，KA 不可能动作，就不能发出信号，这是其缺点） 此时，可用 2PV 进行检查，确定是哪一极的绝缘下降（测“+”对地时，ST2 的 2-1、6-5 接通；测“-”对地时，ST2 的 1-4、5-8 接通正常时，母线电压表转换开关 ST2 的 2-1、5-8、9-11 接通，电压表 2PV 可测正、负母线间电压，指示为 220V。

） ，若正极对地绝缘下降，则投 ST1 I 档，其触点 1-3、13-14 接通，调节 R3 至电桥平衡电压表 1PV 指示为零伏；再将 ST1 投至 II 档，此时其触点 2-4、14-15 接通，即可从 1PV 上读出直流系统的对地总绝缘电阻值若为负极对地绝缘下降，则先将 ST1 放在 II 档，调节 3R 至电桥平衡，再将ST1 投至 I 档，读出直流系统的对地总绝缘电阻值假如正极发生接地，则正极对地电压等于零而负极对地指示为 220V，反之当负极发生接地时，情况与之相反电压表 1PV 用作测量直流系统的总绝缘电阻，盘面上画有电阻刻度由于在这种绝缘监察装置中有一个人工接地点，为防其它继电器误动，要求电流继电器 KA 有足够大的电阻值，一般选 30kΩ，而其启动电流为 1.4mA，当任一极绝缘电阻下降到 20 kΩ 时，即能发出信号对地绝缘下降和发生接地是两种情况直流系统不同地点接地的危害直流系统在发电厂及变电站中具有重要的位置要保证一个发电厂及变电站长期安全运行，其因素是多方面的，其中直流系统的绝缘问题是不容忽视的发电厂及变电站的直流系统比较复杂，通过电缆沟与室外配电装置的端子排、端子箱、操作机构箱等相连接，因电缆破损、绝缘老化、受潮等原因发生接地的可能性较多，发生一极接地时，由于没有短路电流，熔断器不会熔断，仍可继续运行，但也必须及时发现、及时消除。

通常，要求直流系统的各种小母线、端子回路、二次电缆对地的绝缘电阻值，用 500V 摇表测量其值不得小于 0.5MΩ直流回路绝缘的好坏必须经常地进行监视否则，会给运行带来许多不安全因素现以上图为例说明直流不同地点接地的危害当图中 A 点与 C 点同时有接地出现时，等于+WC、-WC 通过大地形成短路回路，可能会使熔断器 FU1 和 FU2 熔断而失去保护电源；当 B 点与 C 点同时有接地出现时，等于将跳闸线圈短路，即使保护正常动作，YT 跳闸线圈短路，即使保护正常动作，YT 跳闸线圈也不会起动，断路器就不会跳闸，因此在有故障的情况下就要越级跳闸；当 A 点与 B 点或 A 点与 D 点，同时接地时，就会使保护误动作而造成断路器跳闸直流接地的危害不仅仅是以上所谈的几点，还有许多，在此不一一作介绍了" e2 W: K4 \, ]4 p 因为发生直流接地将产生许多害处，所以对直流系统专门设计一套监视其绝缘状况的装置，让它及时地将直流系统的故障提示给值班人员，以便迅速检查处理典型事故照明及原理原理分析：" W1 |4 M, h$ z! v0 T正常运行时，事故照明各馈线支路由 AC380V 供电。

此时 KA1、KA2、KA3 得电，1C 得电常开触点闭合，KA1 常闭触点断开，2C 失电常开触点打开断开DC220V 回路AC380V 任一相失电将自动切至 DC220V 供电① A 相失电， KA1 失电常闭触点闭合，2C 得电常开触点闭合接通 DC220V 回路，2C 常闭触点打开，1C 失电常开触点打开断开 AC380V 回路；# A5 D# T8 x/ Y) t图 3-10-1 惠斯登电桥原理图② B 或 C 相失电，KA2 或 KA3 失电其常开触点打开， 1C 失电断开 AC380V回路，常闭闭合，2C 得电其常开触点接通 DC220V 回路切换试验：断开 QF18 开关模拟 AC380V 失电，看其能否正确动作实验 10　用交直流电桥测 RLC电桥线路在电磁测量技术中得到了极其广泛的应用电桥测量法是常用的测量电阻方法之一平衡电桥是用比较法进行测量的，即在平衡条件下，将待测电阻与标准电阻进行比较，以便确定其阻值电桥分为直流电桥和交流电桥两类直流电桥又分为单臂电桥和双臂电桥，前者称为惠斯登电桥，主要用于精确测量中值电阻；后者称为凯尔文电桥，适用于测量低值电阻交流电桥还可以测量电阻、电容、电感、频率、温度、压力等许多物理量。

电桥测量法具有测试灵敏、精确、方便等特点被广泛的应用在近代工业生产、自动控制和自动化仪器中一. 实验目的1. 学习用惠斯登电桥测量电阻的原理和方法2. 了解交流电桥的平衡原理3. 学会用交流电桥测量电容和电感二. 实验仪器惠斯登电桥、信号源(或交流降压变压器)、电阻箱、电容箱、标准电感、待测电阻、待测电感、待测电容、示波器(作平衡指示用)等三. 实验原理1. 用惠斯登电桥测电阻测量电阻的方法很多，其中最常用的是伏安法、万用表和电桥法用伏安法测电阻时，除了因使用的电流表和电压表准确度不高带来的误差外，还存在着线路本身不可避免的误差用电桥法测电阻时，由于它不用电压表和电流表（因而与电表的准确度无关） ，而是将待测电阻和标准电阻进行比较，以确定待测电阻是标准电阻的多少倍由于标准电阻的误差很小，电桥法测电阻可达到很高的准确度惠斯登电桥的原理图如图 3-10-1 所示图中的标准电阻Ra、R b、R 及待测电阻 RX构成四边形，每一边称作电桥的一个臂对角点 A、C 与 B、D 分别接电源 E 支路和检流计 G 支路，将接有检流计的对角线 BD 称之为“桥” 当接通电源开关 K 和检流计支路开关 G 时，检流计中有电流流过，但当调节四个桥臂到适当值时，检流计中就无电流通过，此时称为“电桥平衡” 。

于是，B、D 两点的电势相等，即流过电阻 Ra和 R 的电流相同，流过 Rb和 RX的电流也相同，从而有如下关系式：UAD=UAB 即 i 1Ra=i2Rb （3-10-1）UDC=UBC 即 i 1R=i2RX （3-10-2）将式（3-10-1）除以式（3-10-2）得 图 3-10-3 QJ23 型电桥面板图图 3-10-4 交流电桥原理图XbaR（3-10-3）式（3-10-3）就是电桥的平衡条件它说明电桥平衡时，电桥的四个桥臂成比例因此，待测电阻 RX的阻值为 MabX（3-10-4）式中 M=Rb/Ra称为倍率这样，就把待测电阻的阻值用三个标准电阻的阻值表示出来可见，电桥的平衡与通过电阻的电流大小无关 （3-10-4）式是在电桥平衡条件下推导出来的，也就是说，只有电桥平衡时， （3-10-4）式才成立实验中，电桥是否平衡，实际上是靠观察检流计指针指零来判断的，而检流计本身具有一定的灵敏度，且这个灵敏度总是有限的因此，电桥平衡与检流计的灵敏度有关一般用电桥测电阻时，应保证较高的电桥灵敏度。

调节电桥达到平衡有两种方法：一是取倍率 M 为某一值，调节比较臂 R；二是保持比较臂 R 不变，调节倍率M 的值后一种方法准确度很低，几乎已不使用惠斯登电桥具有特定倍率值，调节电桥平衡时使用前一种方法本实验所用的 QJ23 型惠斯登电桥，其电路如图 3-10-2 所示，面板布局如图 3-10-3 所示1. 交流电桥交流电桥的构成和直流惠斯登电桥类似，四个桥臂，电源，平衡指示器，其中四个桥臂为复阻抗 Z1、Z 2、Z 3、Z 4如图 3-10-4 所示图中 E 为交流信号源交流电桥的平衡指示器可选择示波器当交流平衡指示器最小时，交流电桥平衡，其平衡方程为： 3241或 4231Z　 （3-10-5）复阻抗 Z 由实部 R 和虚部 ( CLX)构成j所以，电桥的平衡为 ))(())(( 4231 jXRj化简得： )(( 24241331 RRjX可见，交流电桥得平衡实际上是实部的平衡和虚部的平衡也就是说，交流电桥的平衡方程是两个，一个是实部平衡，一个是虚部平衡图 3-10-5 电容电桥 图 3-10-6 实际电容器等效电路图 3-10-7 电容电感电桥（麦克斯韦—维恩电桥）桥）242131 XRXR　　　　　　　　　　（3-10-6）在交流电桥的平衡调节中，应设法调节实部和虚部分别平衡。

最理想的交流电桥调节方案是实部和虚部调节时互不影响把复阻抗写成指数形式： jeZ|则（3-10-6）式可表达为：　　)(42)(31 4231||| jj eZ则有：　 　 　 　4231（3-10-7）其中| Z|是 Z 的模， （3-10-7）式表明：要使交流电桥平衡，必须使电桥相对臂上的阻抗模的积相等，使相对臂上的阻抗相角之和相等阻抗相角的和相等的条件决定了交流电桥各臂上的元件布置例如，当比较电容与电容时，它们必须放置在相邻臂上，而比较电容与电感时，则电容和电感应放在相对臂上否则交流电桥就不可能平衡A. 电容电桥测量电容器电容量及其串联电阻阻值的电路如图 3-10-5所示，由于实际电容器存在介质损耗，则实际电容器可等效一个理想电容和一个电阻串联(或并联)组成（图 3-10-6 所示） 电桥平衡时有： )1()1(41 XSS CjRCjR（3-10-8）由实部和虚部分别相等，有 SX41； S14（3-10-9）B. 电容电感电桥图 3-10-7 的电桥称为麦克斯韦——维恩电桥，图中 C1为标准电容(或电容箱)，常用来测量电感L Ｘ 是待测电感，R Ｘ 是待测电感的等效电阻。

R 1、R 2、R 4是无感电阻当电桥平衡时有： )(1142jLjX则有 421RC； 142RX(3-10-10)电容电感桥有时也用来测电容交流电桥平衡调节：由于交流电桥的平衡条件是实部和虚部两个条件同时满足，因此，在各臂的参量至少要两个是可调的，例如麦克斯韦——维恩电桥中，R2 和 R4 对实部和虚部都起作用，C1 只对虚部起作用，R1 只对实部起作用，可分别调节在调节平衡过程中，每次只能使平衡指示器的指示最小，也就是说，固定一个，调另一个使指示最小再调固定的那一个使指示最小一般称为二次调节如果使用毫伏表作为平衡指示器，则开始应使用大量程档，再选用小量程档交流电桥的收敛性交流电桥的平衡调节是一个逐次逼近平衡的过程这里就有两个问题，一是经反复调节两个事先选定的参量，能否最终使电桥平衡，二是减少反复调节的次数，使电桥很快达到平衡前一个问题是交流电桥的是否收敛问题，后一个问题是收敛性好坏的问题平衡调节过程实际上是调节平衡指示器两端的电压其实部和虚部分别为零的过程，从复平面上看，是一个复矢量经调节最后到零的过程，调节中最好是实部虚部分开调节，如果实虚部不能分开，调节次数要多几次。

电桥的收敛性请参考交流电桥的有关书籍四. 实验内容1. 用惠斯登电桥测电阻用 QJ23 电桥，分别测量几十欧姆、几百欧姆和几千欧姆的电阻。