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建筑供配电技术实训装置实验指导书 建筑供配电技术实训装置实验指导书目录第一章建筑供配电设备实训实验一常用低压电器的认知和安装?2实验二电流互感器和电压互感器的认知和安装?7第二章建筑供配电网络实训实验三供电网络的运行和调试?9实验四配电网络的运行和调试?12第三章建筑供配电系统的继电保护实训实验五电磁式电流继电器?14实验六电磁式时间继电器?17实验七电磁式中间继电器?21第四章低压配电线路继电保护实训实验八低压配电线路分级保护?23实验九接地保护?24第五章高压配电线路继电保护实训实验十高压线路定时限的过流保护?26实验十一高压线路定时限的过流保护?30实验十二高压线路电流速断保护?33第六章供配电系统的二次回路与自动装置系统实训实验十三高压断路器的控制和信号回路?35实验十四电测量仪表和绝缘监视?36实验十五电力系统的自动重合闸?37实验十六供配电系统的备用电源自动投入?40实验十七供配电系统的无功功率补偿?42第七章高层建筑电气设备配电系统实训实验十八建筑照明系统配电?44实验十九建筑动力系统配电?46实验二十建筑弱电系统配电?47第一章建筑供配电设备实训实验一常用低压电器的认知和安装一.实验目的1.熟悉实验装置的常用低压电器。 2.了解实验装置的常用低压电器安装方法。 二.实验说明常用低压控制和保护电器低压电器指电压在500V以下的各种控制设备、继电器及保护设备等。 用的低压电器设备有刀开关、熔断器、低压断路器、接触器、磁力启动器及各种继电器等。 本实验装置我们主要用到的是低压刀开关,漏电断路器,低压断路器等。 下面是各种常用低压电器的介绍。 (1)低压刀开关刀开关是一种简单的手动操作电器,用于非频繁接通和切断容量不大的低压供电线路,并兼作电源隔离开关。 刀开关的型号一般以H字母打头,种类规格繁多,并有多种衍生产品。 按工作原理和结构,刀开关可分为低压刀开关、胶盖闸刀开关、刀形转换开关、铁壳开关、熔断式刀开关、组合开关等。 低压刀开关的最大特点是有一个刀形动触头,基本组成部分是闸刀(动触头)、刀座(静触头)和底板,刀开关结构如图1-1所示。 低压刀开关按操作方式分有单投和双投开关;按极数分有单极、双极和三极开关;按灭弧结构分,有带灭弧罩的和不带灭弧罩的等。 低压刀开关常用于不频繁地接通和切断交流和直流电路,刀开关装有灭弧罩时可以切断负荷电流。 常用型号有HD和HS系列。 图1-1HD 11、11B-100400刀开关胶盖闸刀开关是普通使用的一种刀开关,又称开启式负荷开关。 闸刀装在瓷质底板上,每相附有保险丝、接线柱,用胶木罩壳盖住闸刀,以防止切断电源时电弧烧伤操作者。 胶盖闸刀开关价格便宜、使用方便,在建筑中广泛使用。 三相胶盖闸刀开关在小电流配电系统中用来接通和切断电路,也可用于小容量三相异步电动机的全压起动操作,单相双极刀开关用在照明电路或其他单相电路上,其中熔丝提供短路保护。 胶盖闸刀开关外形如图1-2所示。 常用的有HK 1、HK2两种型号。 图1-2开启式负荷开关 (2)低压断路器又称低压空气开关,或自动空气开关。 断路器具有良好的灭弧性能,它能带负荷通断电路,可以用于电路的不频繁操作,同时它又能提供短路、过负荷和失压保护,是低压供配电线路中重要的开关设备。 断路器主要由触头系统、灭弧系统、脱扣器和操作机构等部分组成。 它的操作机构比较复杂,主触头的通断可以手动,也可以电动。 断路器的结构原理如图1-3所示。 当手动合闸后,跳钩2和锁扣3扣住,开关的触头闭合,当电路出现短路故障时,过电流脱扣器6中线圈的电流会增加许多倍,其上部的衔铁逆时针方向转动推动锁扣向上,使其跳钩2脱钩,在弹簧弹力的作用下,开关自动打开,断开线路;当线路过负荷时,热元件8的发热量会增加,使双金属片儿向上弯曲程度加大,托起锁扣3,最终使开关跳闸;当线路电压不足时,失压脱扣器5中线圈的电流会下降,铁心的电磁力下降,不能克服衔铁上弹簧的弹力,使衔铁上跳,锁扣3上跳,与跳钩2脱离,致使开关打开。 按钮9和10起分励脱扣作用,当按下按钮时,开关的动作过程与线路失压时是相同的;按下按钮10时,使分励脱扣器线圈通电,最终使开关打开。 低压空气断路器有许多新的种类,结构和动作原理也不完全相同,前面所述的只是其中的一种。 图1-3断路器原理图1?触头;2?跳钩;3?锁扣;4?分励脱扣器;5?欠电压脱扣器;6?过电流脱扣器;7?双金属片;8?热元件;9?常闭按钮;10?常开按钮空气断路器具有两段保护特性或三段保护特性,两段保护特性曲线如图1-4所示,ab段是过载时开关动作的特性曲线,其特点是反时限,即电流大,动作时间短;电流小,动作时间长;当电流大到一定值时,开关在极短时间内动作,即进入曲线的cd段,是瞬时动作特性,在这段中,开关动作时间与电流大小无关,是固定的,叫定时限特性。 图1-4保护特性曲线一般低压空气断路器在使用时要垂直安装,不要倾斜,以避免其内部机械部件运动不够灵活。 接线时要上端接电源线,下端接负载线。 有些空气开关自动跳闸后,需将手柄向下扳,然后再向上推才能合闸,若直接向上推则不能合闸。 (3)漏电断路器漏电断路器是在断路器上加装漏电保护器件,当低压线路或电气设备上发生人身触电、漏电和单相接地故障时,漏电断路器便快速自动切断电源,保护人身和电气设备的安全,避免事故扩大。 按照动作原理,漏电断路器可分为电压型、电流型和脉冲型。 按照结构,可分为电磁式和电子式。 所谓漏电,一般是指电网或电气设备对地的泄漏电流。 对交流电网而言,由于各相输电线对地都存在着分布电容C和绝缘电阻R。 这两者合起来叫做每相输电线对地的绝缘阻抗Z。 流过这些阻抗的电流叫做电网对地漏电电流,而触电是指当人体不慎触及电网或电气设备的带电部位,此时流经人体的电流称为触电电流。 现以常用的电流型漏电保护断路器为例,说明其工作原理。 电流型漏电保护断路器有单相和三相之分。 单相电流型漏电保护断路器原理结构图如图1-5所示。 在正常情况下,相线对地漏电电流为零,则流过环形铁心2中的电流矢量和为零,因此在环形铁心2中产生的合成磁通也等于零,故在环形铁心2的次极绕组3中无信号输出,脱扣器的衔铁被由永久磁铁4产生的磁通所吸引。 当被保护的电路上发生触电或漏电,或接地故障时,则流过环形铁心2中的电流矢量和不再为零,因此在环形铁心的次极绕组3中感应出一交变磁通,并在次极绕组3中产生感应电动势,由于环形铁心的次极绕组3与去磁线圈5串联,则二次感应电流流过去磁线圈5,在某半周波,交变磁通的方向与永久磁铁磁通反向时,就很大程度上减弱铁心的吸力,在反作用弹簧7的拉动下,衔铁6释放,搭扣8脱扣,使断路器跳闸。 漏电保护型的空气断路器在原有代号上再加上字母L,表示是漏电保护型的。 如DZ15L-60系列漏电断路器。 漏电保护断路器的保护方式一般分为低压电网的总保护和低压电网的分级保护两种。 图1-5电流型漏电保护断路器原理结构图1?主开关;2?环形铁心;3?绕组;4?永久磁铁;5?去磁线圈;6?衔铁;7?弹簧;8?搭钩;9?按钮;10?电阻。 (4)交流接触器接触器的工作原理是利用电磁吸力来使触头动作的开关,它可以用于需要频繁通断操作的场合。 接触器按电流类型不同可分为直流接触器和交流接触器。 在建筑工程中常用的是交流接触器。 接触器的结构原理如图1-6所示。 当线圈通电后,铁芯被磁化为电磁铁,产生吸力,当吸力大于弹簧反弹力时衔铁吸合,带动拉杆移动将所有常开触头闭合、常闭触头打开。 线圈失电后,衔铁随即释放并利用弹簧的拉力将拉杆和动触头恢复至初始状态。 接触器的触头分两类,一类用于通断主电路的,称主触头,有灭弧罩,可以通过较大电流。 另一类用于控制回路中,可以通过小电流,称辅助触头。 辅助触头主要有常开和常闭两类。 图1-6接触器的结构原理 (5)低压熔断器低压熔断器是常用的一种简单的保护电器。 与高压熔断器一样,主要作为短路保护用,在一定条件下也可能起过负荷保护的作用。 熔断器工作原理同高压熔断器一样,当线路中出现故障时,通过的电流大于规定值,熔体产生过量的热而被熔断,电路由此被分断。 低压熔断器常用的有瓷插式(RC1A)、密闭管式RM 10、螺旋式RL 7、填充料式RT 20、等多种类型。 常用的低压熔断器外形图如图1-7所示。 a瓷插式熔断器b螺旋式熔断器图1-7低压熔断器瓷插式灭弧能力差,只适用于故障电流较小的线路未端使用。 其他几种类型的熔断器均有灭弧措施,分断电流能力比较强,密闭管式结构简单,螺旋式更换熔管时比较安全,填充料式的断流能力更强。 (6)插座插座是移动用电设备、家用电器和小功率设备的供电电源,一般插座是长期带电的,在设计和使用时要注意。 插座根据线路的明敷设和暗敷设的要求,也有明装式和暗装式两种。 插座按所接电源相数分三相和单相两类。 单相插座按孔数可分二孔、三孔。 两孔插座的左边是零线、右边是相线;三孔也一样,只是中间孔接保护线。 三.实验步骤1.实验前请认真阅读实验指导书。 了解各低压电器的原理。 本实验装置中我们用QS代表隔离开关,QF代表低压断路器,QK代表低压刀开关等。 2.了解本实验装置低压电器的安装方法的基本常识。 实验二电流互感器与电压互感器的认知和安装一.实验目的1.熟悉电流互感器的原理及安装知识。 2.熟悉电压互感器的原理及安装知识。 二.实验说明1.电压互感器电压互感器又称为仪用变压器(亦称之为PT)。 它是一种把高压变为低压并在相位上与原来保持一定关系的仪器。 其工作原理、构造和接线方式都与变压器相同,只是容量较小,通常只有几十或几百伏安。 它的用途是把高压按一定比例缩小,使低压线圈能够准确地反映高压量值的变化,以解决高压测量的困难。 同时,由于它可靠的隔离了高电压,从而保证了测量人员、仪表及保护装置的安全。 此外,电压互感器的二次电压均为100V,这样可以使仪表及继电器标准化。 电压互感器的接线方式如下图所示:图2-1电压互感器的接线方式电压互感器的使用注意事项:电压互感器在使用时,二次侧不能短路。 为了安全起见,电压互感器二次侧必须有一端接地。 2.电流互感器电流互感器是一种电流变换装置(也称CT)。 它的主要作用是将高压电流和低压大电流变成电压较低的小电流,供给仪表和保护装置,并将仪表和保护装置与高压电路分开。 电流互感器的二次侧电流绝大多数为5A,只有极少数一部分为1A,这使得测量仪表和保护装置使用起来安全、方便,也使其在制造上可以标准化,简化了生产工艺,并降低了成本。 因此,电流互感器在电力系统中得到了广泛的应用。 电流互感器采用一次侧串入线路中的接线方式。 保护装置的接线方式是指作为相间短路的过电流保护用的电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式。 分为三种: (1)三相完全星形接线方式 (2)两相不完全星形接线 (3)两相电流差接线三相完全星形接线方式是用三台电流互感器与三只继电器对应连接的。 可以反映任何形式短路故障。 两相不完全星形接线方式是在A、C两相装有电流互感器,分别与两只电流继电器相连接。 可以反映除B相单相接地短路以外的所有故障。 两相电流差接线方式由两台电流互感器和一只电流继电器组成。 电流互感器的使用注意事项电流互感器二次侧不允许开路;电流互感器二次侧必须一点接地;注意电流互感器二次绕组的极性。 三.实验内容1.实验前请认真阅读实验指导书,了解电压互感器,电流互感器的原理。 2.了解电压互感器,电流互感器的安装方法,在本实验装置中我们在具体实物接线中都有体现,同学们可以在不带电的情况下了解本装置的电流及电压互感器的具体接法。 第三章建筑供配电网络实训实验三供电网络的运行和调试一.实验目的1.熟悉实验装置的电气主接线图。 2.了解供电网络的运行方式。 二.实验说明现代工农业及整个社会生活中电力应用非常广泛,一般建筑采用低压供电,高层建筑通常10kV电压供电。 建筑供配电是建筑电气的重要内容。 为更好的理解建筑供配电系统,我们设计了建筑供电系统结构图。 该图为建筑供电系统结构图。 采用两独立的10KV电源供电,自备电源为邻近供电所的400V备用电源,在两个市电都停电时,才起动备用电源供给一级负荷及部分二级负荷用电。 两个独立市电电源,一个为主电源,与两个电源连接的断路器QF1.QF2互为闭锁,高压侧配电母线采用单母线方式。 小区总降变电所出线一路经变压器供给本小区低压配电所,一路供给邻近变电所。 低压配电所采用有母线开关单母线分段的供电方式,共五路出现,分别为无功补偿单元?电梯消防负荷?照明负荷?动力负荷?弱电设备负荷。 电气供电主接线图是由电力变压器、各种开关电器、电流互感器、电压互感器、母线、电力电缆或导线、避雷器等电气设备以一定次序相连接的接受和分配电能的电路。 变电所设在高层建筑物内部,是室内变电所,10KV电源为单母线制,由10KV手车式开关柜直接组成母线,可以减小空间体积,这点与户外变电所是不同的。 这个系统有以下主要特点:两个独立市电电源,使用一个电源A,另一个电源B为备用。 与两个电源分别连接的断路器QF 1、QF2互为闭锁,即断路器QF1合闸时,断路器QF2必须是已分闸位置为条件,同理,当断路器QF2合闸时,断路器QF1必须是已分闸位置为条件。 断路器QF1和断路器QF2都可以同时处于分闸状态。 但绝不容许断路器QF1和断路器QF2同时处于和闸位置。 因为两个独立电源在此时此地并不一定完全同步,即电压幅值?相位?频率并不一定相等,两电源不能并联(或并车)运行,硬性并车运行该操作后将出现短路环流,流经两电源内部,可能造成电力系统内部短路事故,可能继电保护动作同时使两电源分闸,会造成更大范围的停电事故。 然后通过电力变压器将10KV变为0.4KV供给用电负荷用。 图3-1建筑供电系统结构图三.实验内容1.供电网络的运行,我们首先确保断路器QF1.QF2不能同时被合上。 然后按照电气倒闸操作的主要技术原则进行操作,比如从主电源一号线进,先合上QS 1、QS 3、QS5再依次合上QF 1、QF3。 2.同理可以从二号备用电源提供给建筑用电负荷用电。 实验四配电网络的运行和调试一.实验目的1.进一步熟悉实验装置的电气主接线图。 2.了解配电网络的运行方式。 二.实验说明现代高层建筑物中,主要用电负荷如下所示。 (1)电梯负荷在高层建筑中,一般都配备电梯,作垂直升降到各楼层使用;也有称此为垂直电梯系统的。 按使用不同,有可分为客梯,即载客用电梯。 载货用的,称为货梯。 仅限于内部工作人员使用的电梯,称为工作梯。 (2)照明负荷在五星级宾馆客房的照明负荷,应视为一级负荷来考虑供电设计。 特别是具有涉外功能的外宾住地,须以人身安全为最重要的保证条件。 高层建筑物内部的疏散诱导照明灯,工作场所的事故照明灯,楼梯内的事故照明灯,消火栓内的按钮控制消防水泵启动的控制电源,都应视为一级负荷来设计供配电系统。 一般工作场所的工作照明用电,可按二或三级负荷来设计供配电系统。 (3)弱电负荷高层建筑物中,弱电设备种类多,就建筑物的使用功能不同,对弱电设备的选择设置也就各不相同。 就国内外若干建筑工程设计施工及运行经验而论,高层智能建筑物的弱电系统,可以说它就是相当于智能中枢神经系统,对建筑物进行防灾减灾灭灾,各种通信及数据信息进行传递?交换?应答;使经济增长发展繁荣;推动社会共同进步,已经形成为一种发展模式。 (4)动力负荷现在高层建筑物,在需要夏季制冷?冬季制热的地理位置时,冷冻机组占设备总容量约28%,年用电率约22%。 冷热水机组每年运转时间长,耗电量多些。 在某些地理位置上,夏季只制冷,冬季不制热,或者夏季不制冷,冬季只制热等情况,空调机组运转时间少,耗电量亦少些,比上述百分率低一些。 一般空调机组用电,可限为三级负荷。 通过电力变压器将10KV变为0.4KV供给用电负荷用,由于电力变压器?电抗器?感应电动机?日光灯等大部分具有电感特性。 他们按照电磁感应原理工作,在建立交变磁场时需从电力系统中吸收无功功率。 但无功功率并不是实际做功的功率,电力系统中的发电设备在其发出的视在功率一定时,无功功率需求的增加,将会造成发出的有功功率的下降而影响发电机的出力。 同时,无功功率在系统的输送中会造成许多不利的影响,功率因素的高低是衡量系统供电状况的一项重要的经济指标。 目前,我国供电部门按功率因素的高低征收电费。 所以设置了无功补偿装置。 电力电容器补偿方式通常有三种:个别补偿?分组补偿和集中补偿。 我们采用集中补偿方式集中补偿的电力电容器通常设置在变?配电所的高?低压母线上。 通常电力电容器组接成三角形为多,采用三角形接线时各相电容器承受电网额定电压,三相容抗的不平衡不会影响各相电容器组的工作电压,它可以补偿不平衡负荷,在任一相电容器断线时仍可补偿三相线路。 它可构成3n次谐波通路,有利于消除系统3n次谐波。 电力电容器的控制可采用手动投切控制和自动控制。 由于供电系统中的负荷总在不断变化,系统中补偿无功的电容器组从保障供电质量,保证电网运行经济性,必须要根据负荷的情况不断进行投切,防止在负荷低谷期发生部分线路过补偿及电压过高现象。 自动投切装置可以根据母线电压的高低进行控制或根据负荷电流大小进行投切或根据每月负荷固定变化进行昼夜时间的定时投切控制或按照无功功率方向的变化进行自动控制等。 三.实验内容1.熟悉整个配电网络的构建以及运行方式。 2.由于对供电可靠性要求越来越高,已具备两回线及以上的多回供电线路,在安装备用进线自动投入装置来提高可靠性,从而深刻理解0.4KV备用电源的作用。 3.先依次合上QS 1、QS 3、QS 5、QK 2、QK 4、QK 5、QK6,再合上QF 1、QF 3、QF 5、QS 7、QS 8、QS 9、QS10从光示牌运行的状况来间接模拟用电负荷的运行状况,从而间接观察整个系统运行状况。 第三章建筑供配电系统的继电保护实训实验五电磁式电流继电器一.实验目的1.熟悉DL型电流继电器的实际结构,工作原理、基本特性。 2.掌握动作电流参数的整定。 二.实验说明DL-20C系列电流继电器为电磁式继电器。 由电磁系统、整定装置、接触点系统组成。 当线圈导通时,衔铁克服游丝的反作用力矩而动作,使动合触点闭合。 转动刻度盘上的指针,可改变游丝的力矩,从而改变继电器的动作值。 改变线圈的串联并联,可获得不同的额定值。 DL-20C系列电流继电器铭牌刻度值,为线圈并联时的额定值。 继电器用于反映发电机,变压器及输电线短路和过负荷的继电保护装置中。 三.实验内容1.整定点的动作值、返回值及返回系数测试实验接线图5-2为过流继电器实验接线。 (1)电流继电器的动作电流和返回电流测试:a.选择GPD-108A面板的DL-21C过流继电器(额定电流为0.6A),确定动作值并进行整定。 本实验整定值为0.2A及0.4A两种工作状态。 b.根据整定值要求对继电器线圈确定接线方式;注意: (1)过流继电器线圈可采用串联或并联接法,如右图所示。 其中串联接法电流动作值可由转动刻度盘上的指针所对应的电流值读出,并联接法电流动作值则为串联接法的2倍。 (2)串并联接线时需注意线圈的极性,应按照要求接线,否则得不到预期的动作电流值。 c.按图5-2接线(采用串联接法),交流电源输出、220V直流电源均位于GPD-112,滑动变阻器、光示牌、按钮位于GPD-113,电流继电器在GPD-108A,交流电流表位于GPD-111,量程为20A。 并把滑动变阻器旋钮顺时针调到最大。 d.检查无误后,合上主电路电源开关,再合上按钮,逆时针调节滑动变阻器,增大输出电流,并同时观察交流电流表的读数和光示牌的动作情况。 注意:当电流表的读数接近电流整定值时,应缓慢对滑动变阻器进行调节,以免电流变化太快。 当光示牌由灭变亮时,说明继电器动作,观察交流电流表并读取电流值。 记入表5-1,用起动电流表示(能使继电器动作的最小电流值)。 e.继电器动作后,反向缓慢调节滑动变阻器降低输出电流,当光示牌由亮变灭时,说明继电器返回。 记录此时的电流值称为返回电流,用表示(能使继电器返回的最大电流值),记入表5-1,并计算返回系数:继电器的返回系数是返回与动作电流的比值,用Kf表示。 过流继电器的返回系数在0.85-0.9之间。 当小于0.85或大于0.9时,应进行调整,调整方式见附。 f.改变继电器线圈接线方式(采用并联接法),重复以上步骤。 表5-1过流继电器实验结果记录表整定电流I(安)0.2A线圈接线方式为:0.4A线圈接线方式为:测试序号123123实测起动电流Idj实测返回电流Ifj返回系数Kf起动电流与整定电流误差%附1:返回系数和动作值的调整1.返回系数的调整返回系数不满足要求时应予以调整。 影响返回系数的因素较多,如轴间的光洁度、轴承清洁情况、静触点位置等。 但影响较显著的是舌片端部与磁极间的间隙和舌片的位置。 返回系数的调整方法有:a.调整舌片的起始角和终止角:调节继电器右下方起始位置限制螺杆,以改变舌片起始位置角,此时只能改变动作电流,而对返回电流几乎没有影响。 故可用改变舌片的起始角来调整动作电流和返回系数。 舌片起始位置离开磁极的距离愈大,返回系数愈小,反之,返回系数愈大。 调节继电器右上方的舌片终止位置限制螺杆,以改变舌片终止位置角,此时只能改变返回电流而对动作电流则无影响。 故可用改变舌片的终止角来调整返回电流和返回系数。 舌片终止角与磁极的间隙愈大,返回系数愈大;反之,返回系数愈小。 b.不调整舌片的起始角和终止角位置,而变更舌片两端的弯曲程度以改变舌片与磁极间的距离,也能达到调整返回系数的目的。 该距离越大返回系数也越大;反之返回系数越小。 c.适当调整触点压力也能改变返回系数,但应注意触点压力不宜过小。 2.动作值的调整a.继电器的整定指示器在最大刻度值附近时,主要调整舌片的起始位置,以改变动作值。 为此可调整右下放的舌片起始位置的限制螺杆。 当动作值偏小时,调节限制螺杆使舌片起始位置远离磁极;反之则靠近磁极。 b.继电器的整定指示器在最小刻度附近时,主要调整弹簧,以改变动作值。 c.适当调整触点压力也能改变动作值,但应注意触点压力不宜过小。 附2:DL-20C系列电流继电器1.规格型号1.1继电器额定值与整定值范围如下:型号最大整定电流(A)额定电流(A)长期允许电流(A)电流整定范围(A)动作电流(A)最小整值时的功率消耗(VA)线圈串联线圈并联线圈串联线圈并联线圈串联线圈并联DL-21C66126121.561.53360.55236480.520.51120.50.612120.150.60.150.30.30.60.51.2接触系统的组合形式如下:型号触点数量动合动断DL-21C12.技术数据2.1整定值的动作误差不超过6%。 2.2动作时间:过电流继电器在施加1.1倍整定值电流时,动作时间不大于0.12s;在施加2倍整定值电流时,动作时间不大于0.04s。 2.3返回系数:不小于0.8。 2.4触点断开容量:在电压不超过250V及电流不超过2A,时间常数为510-3s的直流有感负荷电路中为50W,在交流电路中为250VA。 2.5继电器能耐受交流电压2kV,50Hz历时1min的介质强度试验。 2.6继电器重量:约为0.5kg。 实验六电磁式时间继电器一.实验目的熟悉DS-20C系列时间继电器的实际结构,工作原理,基本特性,掌握时限的整定和试验调整方法。 二.实验说明DS-20系列时间继电器为带有延时机构的吸入式电磁继电器。 继电器具有一付瞬时转换触点,一付滑动延时动合主触点和一付终止延时动合主触点。 当电压加在继电器线圈两端时,唧子(铁芯)被吸入,瞬时动合触点闭合,瞬时动断触点断开,同时延时机构开始起动。 在延时机构拉力弹簧作用下,经过整定时间后,滑动触点闭合。 再经过一定时间后,终止触点闭合。 从电压加到线圈的瞬间起,到延时动合触点闭合止的这一段时间,可借移动静触点的位置以调整之,并由指针直接在继电器的标度盘上指明。 当线圈断电时,唧子和延时机构在塔形反力弹簧的作用下,瞬时返回到原来的位置。 DS-20系列时间继电器用于各种继电保护和自动控制线路中,使被控制元件按时限控制进行动作。 三.实验内容1.内部结构检查 (1)观察继电器内部结构,检查各零件是否完好,各螺丝固定是否牢固,焊接质量及线头压接应保持良好。 (2)衔铁部分检查手按衔铁使其缓慢动作应无明显摩擦,放手后塔形弹簧返回应灵活自如,否则应检查衔铁在黄铜套管内的活动情况,塔形弹簧在任何位置不许有重叠现象。 (3)时间机构检查当衔铁压入时,时间机构开始走动,在到达刻度盘终止位置,即触点闭合为止的整个动作过程中应走动均匀,不得有忽快忽慢,跳动或中途卡住现象,如发现上述不正常现象,应先调整钟摆轴螺丝,若无效可在老师指导下将钟表机构解体检查。 (4)接点检查a.当用手压入衔铁时,瞬时转换触点中的常闭触点应断开,常开触点应闭合。 b.时间整定螺丝整定在刻度盘上的任一位置,用手压入衔铁后经过所整定的时间,动触点应在距离静触点首端的1/3处开始接触静触点,并在其上滑行到1/2处,即中心点停止。 可靠地闭合静触点,释放衔铁时,应无卡涩现象,动触点也应返回原位。 c.动触点和静触点应清洁无变形或烧损,否则应打磨修理。 2.动作电压、返回电压测试实验接线见图6-1,选用GPD-108A面板的DS-21型继电器,整定范围(0.25-1.25s)。 Rp采用GPD-113的滑动变阻器,注意图2-1中Rp的引出端(A 3、A 2、A1)接线方式,不要接错,并把电阻盘调节旋钮逆时针调到底。 开关S采用GPD-113的按钮开关SB1,处于弹出位置,即断开状态。 直流电压表位于GPD-111。 数字电秒表的使用方法:“启动”两接线柱接通,开始计时,“停止”两接线柱接通,结束计时。 (1)动作电压Ud的测试接上220V直流电源和按钮开关SB1,顺时针调节可变电阻Rp使输出电压从最小位置慢慢升高,并观察直流电压表的读数。 当电压超过70V左右时,注意观察时间继电器的动作情况,直到时间继电器衔铁完全吸入为止。 然后弹出开关S,再瞬时按下开关S,看继电器能否动作。 如不能动作,调节可变电阻R加大输出电压。 在给继电器突然加入电压时,使衔铁完全被吸入的最低电压值,即为最低动作电压Ud。 弹出S,将动作电压Ud填入表6-1内。 (2)返回电压Uf的测试按下S,加大电压到额定值220V,然后渐渐调节可变电阻Rp降低输出电压,使电压降低到触点开启,即继电器的衔铁返回到原来位置的最高电压即为Uf,断开S,将Uf填入表6-1内。 表6-1时间继电器动作电压、返回电压测试测量值为额定电压的%动作电压Ud(V)返回电压Uf(V)3.动作时间测定动作时间测定的目的是检查时间继电器的控制延时动作的准确程度。 测定是在额定电压下,取所试验继电器允许时限整定范围内的大、中、小三点的整定时间值(见表6-2),在每点测三次。 用秒表测定动作时间的实验接线图见图6-2。 开关S采用GPD-113按钮开关SB1,处于断开状态。 电秒表位于GPD-111。 其余同图6-1。 (1)接上220V直流电源和电秒表,按下按钮开关SB1,顺时针调节可变电阻Rp使直流电压表的读数到220V。 然后断开开关S(再按一下按钮开关SB1)。 (2)拆下有机玻璃罩子对延时时间进行调整,使刻度盘上的指针指向0.25s(注意一定要在断电的情况下)。 (3)对数字电秒表进行复位并把量程置于ms档按下电秒表的毫秒按钮开关。 (4)按下按钮开关SB1,观察电秒表的读数变化,并记录最后的稳定读数填入表6-2。 然后断开开关S(再按一下按钮开关SB1)。 (5)两次重复步骤 3、4,分别把电秒表的读数填入表6-2。 (6)把延时时间分别调整到0.75s、1.25s,重复以上步骤。 注意:当延时时间为1.25s时,数字电秒表量程置于s档。 表6-2时间继电器动作时间测定测量值整定值ts1230.250.751.25附:DS-20系列时间继电器1.型号规格型号时间整定范围(S)直流额定电压(V)交流额定电压(V)DS-21,DS-21/C0.21.524,48,110,220注:C为长期带电型2.技术参数2.1继电器的动作值:对于交流继电器不大于70%额定电压,对于长期带电的直流继电器不大于75%额定电压。 2.2继电器的返回值:不小于5%额定电压。 2.3继电器主触点的延时一致性,不大于下表中的规定延时整定范围(S)延时一致性(S)0.21.50.07注:1)延时一致性系指在同一时间整定点上,测量10次中最大和最小动作时间之差。 2) 1、 2、3条中规定的参数系环境温度为+202的条件下测试。 2.4继电器主触点延时整定值平均误差应符合下列规定:平均误差不超过5%。 2.5热稳定性:当周围介质温度为+40时,对于直流继电器的线圈耐受110%额定电压历时1min,线圈温升不超过65K;对于长期带电直流继电器的线圈长期耐受110%额定电压,线圈温升不超过65K。 2.6额定电压下的功率消耗:对于直流继电器不大于10W,对于长期带电直流继电器不大于7.5W。 2.7触点断开容量:在电压不大于250V、电流不大于1A、时间常数不超过0.005s的直流有感负荷电路中,主触点和瞬动触点的断开容量为50W。 2.8延时主触点长期允许通过电流为5A。 2.9介质强度:继电器导电部分与非导电部分之间,以及线圈电路与触点电路之间的绝缘应耐受交流50Hz、电压2kV历时1min试验而无击穿或闪络现象。 2.10电寿命:5000次2.11继电器在环境温度为-20到+40的范围内可靠地工作。 2.12继电器重量:不大于0.7kg。 实验七电磁式中间继电器一.实验目的中间继电器种类很多,目前国内生产的就有二十多个系列,数百种产品。 本实验只选用许继的DZ-31B型中间继电器,希望能通过本实验熟悉中间继电器的实际结构,工作原理、基本特性,掌握对中间继电器的测试和调整方法。 二.实验内容1.按图7-1接线。 2.继电器动作值与返回值检验(DZ-31B)Rp采用GPD-113的滑动变阻器,注意引出端(A 3、A 2、A1)接线方式,不要接错,并把电阻盘调节旋钮逆时针调到底。 开关S采用GPD-113的按钮开关SB1,处于弹出位置,即断开状态。 直流电压表位于GPD-111。 (1)动作电压Ud的测试接上220V直流电源和合上按钮开关SB1,顺时针调节可变电阻Rp使输出电压从最小位置慢慢升高,并同时观察直流电压表的读数和光示牌的动作情况。 当光示牌由灭变亮时,说明继电器动作,然后打开开关S,再瞬时合上开关S,看继电器能否动作。 如不能动作,调节可变电阻R加大输出电压。 在给继电器突然加入电压时,使衔铁完全被吸入的最低电压值,即为动作电压值Udj V (2)返回电压Ufj的测试渐渐调节可变电阻Rp降低输出电压,使电压降低到触点开启,即继电器的衔铁返回到原来位置的最高电压即为Ufj V。 3.中间继电器动作时间的测量(DZ-31B)中间继电器的动作时间即为中间继电器得电到它刚动作的时间。 实验接线为图7-2。 要求在测试时操作开关应保证触点同时接触与断开,以减少测量误差,SB1为GPD-113上的操作按钮。 按图7-2接好线后,合上按钮开关SB1,顺时针调节可变电阻Rp使输出电压从最小位置慢慢升高到220V,然后打开开关S。 在以下的实验中,Rp的位置保持不变。 对数字电秒表进行复位并把量程置于ms档按下电秒表的毫秒按钮开关。 合上开关SB1,这时电秒表开始记时,当DZ-31B动作时,其常开触点闭合,电秒表停止记数,电秒表所指示的时间即为继电器的动作时间,将所测得的数据记入表7-1中。 表7-1中间继电器动作时间实验记录表继电器铭牌制造厂动作时间t(ms)型号出厂编号额定值电源性质附:DZ-30B系列中间继电器1.工作原理继电器为电磁式继电器,当电压加在线圈两端时,衔铁向闭合位置运动,动合触点闭合,动断触点短开。 断开电源时,衔铁在接触片的压力作用下,返回到原始状态,动合触点断开,动断触点闭合。 2.型号规格如下:型号额定值(V)触点形式及对数动合转换DZ-31B12,24,48,110,220333.技术参数3.1动作电压:为额定电压的30%70%。 3.2返回电压:不小于额定电压的5%。 3.3动作时间:在额定电压时不大于0.045s。 3.4功率消耗:在额定电压时不大于5W。 3.5电寿命:5000次。 3.6触点断开容量:在电压不超过250V,电流不大于1A的直流有感负荷电路(时间常数为510-3s)中,断开容量为50W;在电压不超过250V,电流不大于3A的交流电路(功率因数为0.4)中,断开容量为250VA。 3.7触点长期允许通过电流为5A。 3.8介质强度:继电器导电部分与非导电部分之间,以及线圈电路与触点电路之间,能耐受交流50Hz,电压2kV,历时1min试验无击穿和闪络现象。 第四章低压配电线路继电保护实训实验八低压配电线路分级保护一.实验目的了解低压配电线路分级保护概念。 二.实验说明低压配电线路遍布工业、农业、服务业的各个角落,同时也深入千家万户;不仅专业人员接触,也有众多非专业人员,以至普通老百姓都会触及,线路发生故障的几率大大增加。 如设计、施工不当,将容易导致人身触电间接接触,或线路损坏,甚至引起电气火灾。 为此,在配电线路设计中,应严格执行低压配电设计规范GB50054-95的各项规定,包括加强绝缘,妥善接地,做好等电位联结,但最根本和广泛应用的是做好配电线路保护,正确整定保护电器各项参数,保证在故障时能按要求切断电源,以策安全。 配电线路设计中,至少要考虑以下和保护相关的要求。 1.规定上下级保护电器的动作应具有选择性,使故障时只切断该故障线路,而上级保护电器不应动作,力求缩小停电范围。 2.电路发生故障时,保护电器应能在规定时间内动作;另一方面,在正常工作和用电设备正常起动时,保护电器均不应动作。 故障时保护电器可靠动作和有选择性动作是一对矛盾,前者要求的动作快,后者则不宜太快,要合理调整和处理。 对于末端回路,故障时保护电器应尽快动作,不存在选择性问题;而对于上级和以上各级保护电器,尤其是馈电回路首端的保护电器,应满足故障时可靠动作,还应该有选择性动作,即在下级保护电器后面任一点发生故障时,只应由最近的保护电器动作,而上级不应动作。 为了防止人身间接触电和电气火灾事故的发生,在低压配电系统中,采