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1、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
2、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
3、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30k，而其启动电流为1.4mA，当任一极绝缘电阻下降到20 k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
4、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0.5M。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
5、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。 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
6、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。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) tB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
7、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
8、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。图3-10-1 惠斯登电桥原理图惠斯登电桥的原理图如图3-10-1所示。图中的标准
9、电阻Ra、Rb、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 i1Ra=i2Rb （3-10-1）UDC=UBC 即 i1R=i2RX （3-10-2）将式（3-10-1）除以式（3-10-2）得 （3-10-3）式（3-10-3）就是电桥的平衡条件
10、。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 （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
11、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、Z2、Z3、Z4。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：或 （3-10-5）复阻抗Z由实部R和虚部 ()构成 图3-10-4 交流电桥原理图所以，电桥的平衡为化简得：图3-10-3 QJ23型电桥面板图可见，交流电
12、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（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： 则（3-10-6）式可表达为： 则有： （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
13、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： （3-10-8）图3-10-5 电容电桥图3-10-6 实际电容器等效电路由实部和虚部分别相等，有 ； （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是待测电感，R是待测电感的等效电阻。R1、R2、R4是无感电阻。当电桥平衡时有：则有 ； (3-10-10)图3-10-7电容电感电桥（麦克斯韦维恩电桥
14、）桥）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
15、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。 2. 自组交流电容电桥测电容按照图3-10-5的电路，组成电容电桥。其中，交流电源选50HZ低压交流电源，平衡指示器选示波器。RX是待测电容的漏电阻，一般来说RX的数值很小，在调节前可以置电阻箱RS=0，示波器的灵敏度置于最低。调节R1
