工厂供电实验

1、实验一 工厂供电一次电气接线模拟图的认知一实验目的1熟悉实验装置的电气主接线图。2认识各种电气设备的作用。二实验说明电气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、 移相电容器、 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。电源进线模拟配电所两路电源进线,一路是架空线路 WL1,另一路是电缆线路 WL2。一路 电源来自发电厂或电力系统变电站, 作为正常工作电源, 而另一路电源来自临近单位的 高压联络线,作为备用电源。考虑到仅限断路器在检修时有可能两端来电,因此为保证 断路器检修时的人身安全,断路器两侧均装设有高压隔离开关。配电所一般有七路

2、以上的高压出线。 有两路分别由两段母线经隔离开关断路器 配电给 2号和 3号车间变电所。有一路由左段母线 WB1经隔离开关断路器供 1号 车间变电所; 另一路由右段母线 WB2经隔离开关断路器供 4号车间变电所。 此外, 有一路由左段母线 WB1经隔离开关断路器供无功补偿用的高压并联电容器组,还 有一路由右段母线 WB2经隔离开关断路器供一组高压电动机用电。除此之外,一 般还有一路到两路的测量出线。 所有出线断路器的母线侧均加装了隔离开关, 以保证断 路器和出线的安全检测。该主线路中主要包括的电气设备有高压断路器、高压隔离开关、熔断器、避雷器、 互感器、电力变压器等。在实验设备的主线路中的电力

3、变压器(power transformer用等容量的电力变压器 模拟。高压断路器利用点动按钮控制继电器的吸合断开模拟, 断路器的合闸和分闸状态用 绿色按钮灯和红色按钮灯模拟, 绿灯亮表示断路器处于分状态、 红灯亮表示断路器处于 合状态。隔离开关用接触器的线圈吸合断开状态模拟。在操作时请按正确的操作方法操作。1至高压 电容器室至高压电动机组至3号车间变电所至3号车间变电所至1号车间变电所至2号车间变电所1#架空电源进线2#电缆电源进线图 1-1 QSGPD-GG1型工厂供电系统实训装置系统主接线图图 1-1为 QSGPD-GG1型工厂供电系统实训装置系统主接线图, 对于大型工厂及某些 电源进线电

4、压为 35KV 及以上的中型工厂,通常经过两次降压,也就是电源进厂以后, 先经总降压变电所 (HSS , 其中装有较大容量的电力变压器, 将 35KV 及以上的电源电 2压降为 10KV 的配电电压,然后通过 10KV 的高压配电所(HDS 将电能送到各个车间 变电所, 也有的经过高压配电所再送到车间变电所 (STS , 最后经车间变电所的配电变 压器降为一般低压用电设备所需的电压。总降变电所(HSS 有两路 35KV 电源进线,一路是模拟的架空线路 WL1,另一路 模拟的是电缆线路 WL2。我公司采用最常见的进线方案是,一路电源来自发电厂或电 力系统变电站,作为正常工作电源,而另一路电源来自

5、临近单位的高压联络线,作为备 用电源。总降变电所的出线一路降压之后的 10KV 到高压配电所,另一路为 35KV 高压 线路供电。高压配电所(HDS 及车间负荷一路进线为总降变电所过来的电源,做为正常工作 电源使用,另一路为来自邻近工厂的电源,做为备用电源使用。它的出线分为五路,其 中四路到下一级的车间变电所、一路到高压电容器组。三实验步骤1. 实验前请认真阅读实验指导书。2. 在上电前要把所有的隔离开关都打在 OFF 档。3. 检查无误,合上三相电源,观察主线路上断路器的分合状态(断路器的绿灯亮 表示分状态、红灯亮表示合状态 。4. 认识实验装置的模拟电气主接线图,熟悉各个电气设备以及它们的

6、作用。3实验二 模拟工厂供电倒闸操作一实验目的1. 理解倒闸操作的目的和意义。2. 掌握倒闸操作的正确方法。二实验说明从电力生产事故发生的各种因素来看, 发生事故的因素有人、 设备工具、 管理指挥、 作业对象和生产环境。人是其中最活跃、最难掌握的因素。在电力生产的全过程中,人 始终占有决定性的主导作用。据事故资料统计分析,在事故发生的各类原因中,人为因 素造成的事故约占事故总数的 80%。对运行人员人为因素造成的事故结果就是误操作事 故。电气误操作指带负荷拉合隔离开关、带接地线或接地刀闸合闸、带电挂接地线或带 电合接地刀闸等。出现以上事故,轻则会对电气设备造成冲击、损坏触头或设备,重则 会导致

7、电网瓦解,波及整个电网或造成人身伤亡。 倒闸操作的正确与否,是保证人身 设备安全,电网稳定运行的主要前提。倒闸操作包括变压器的倒闸和母线倒闸操作。变压器的倒闸操作是指单电源变压器停电时应先断开负荷侧断路器, 再断开电源侧 短路器,最后拉开各侧隔离开关;送电顺序与此相反。双电源或三电源变压器停电时, 一般先断开低压侧断路器,再断开中压侧断路器,然后断开高压侧断路器,最后拉开各 侧隔离开关,送电顺序与此相反。本实验柜采用的是单电源变压器供电,下面就具体的 操作方法说明一下:断电操作顺序 4 QF6-QF3-QS9-QS5合闸操作顺序QS5-QS9-QF3-QF6上图中,对变压器进行倒闸操作的正确方

8、法是:停电操作时,先按下出线断路 器 QF6的分闸按钮, 断开断路器 QF6, 再按下电源断路器 QF3的分闸按钮, 断开断 路器 QF3, 然后拉开出线隔离开关 QS9,最后拉开电源隔离开关 QS5。送电顺序正好 与之相反。先拉上电源隔离开关 QS5,再拉上出线隔离开关 QS9,然后按下电源断 路器 QF3的合闸按钮, 最后按下出线断路器 QF6的合闸按钮。 这就完成了一次变压 器的倒闸操作。下面就单母线的倒闸操作进行具体的说明: 三实验步骤送电正确操作顺序:QS9-QS12-QF6-QF10停电正确操作顺序 :QF10-QF6-QS12-QS9母线进行送电时,先拉上电源隔离开关 QS9,再

9、拉上出线隔离开关 QS12,然后按 下电源断路器 QF6的合闸按钮,最后按下出线断路器 QF10的合闸按钮 . 顺序正好与此 相反,先按下出线断路器 QF10的分闸按钮,再按下电源断路器 QF6的合闸按钮,然后 拉开出线隔离开关 QS12,最后拉开电源隔离开关 QS9。总结以上的各种倒闸操作,我们可以发现一个共同的原则就是:送电操作时 , 上隔离 开关,再合上断路器,先电源侧,后出线侧;停电操作时,先断开断路器,再拉开隔离 开关,先出线侧,后电源侧。5实验三 进线备用电源自动投入实验一实验目1. 了解进线备用电源自动投入的原理及工作方式2. 掌握微机进线备用电源自动投入装置的使用方法二实验原理

10、备用电源自动投入装置就是当工作电源因故障断开以后, 能自动而迅速地将备用电源投 入工作或将用户切换到备用电源上去, 从而使用户不至于被停电的一种装置, 这种装置 简称为 APD 。在发电厂中, APD 装置用来投入厂用备用变压器、 备用线路及重要机械电动机。 正 常情况下, 厂用电两段母线分别由两台工作变压器供电, 备用变压器正常时不投入工作。 当一台变压器发生故障,则继电保护动作,使其断路器断开,然后 APD 装置动作将备 用变压器的短路器迅速合闸,使接在该段母线上的配电回路由备用变压器重新得到供 电。在变电所中,变电所的分段母线上可以同一线路或变压器供电,正常情况下,变电 所两段母线分别由

11、工作线路 1供电,分段断路器闭合。当线路 1发生故障,则由继电保 护动作,将线路 1断开,然后 APD 装置动作将线路 2断路器投入,使接在两段母线的 用户由线路 2重新得到供电。如图所示: 图 27-1根据运进经验, APD 装置只有满足下列基本要求时才能更好的发挥它的作用。1. APD装置必须在具备有备用电源的工作母线因任何原因失去电压时动作。2. APD装置应该保证停电时间最短,使电动机的自起动容易一些。3. APD装置只应动作一次,以免在母线或引出线上发生持续性故障时,备用 电源多次投入到故障元件上去,造成更严重的事故。4. APD装置应在工作电源确已断开后,在将备用电源投入。其目的在

12、于工作 电源发生故障的情况下,不致在备用电源投入后,由备用电源经过来供给故障 点电流。5当电压互感器的熔断器熔断时, APD 装置不应动作。6. 当备用电源无电压时, APD 装置不应动作,因为动作是没有效果的。为了满足 6上述要求, APD 装置必须有低电压启动机构与合闸机构。 低电压启动机构用来当母线上 因任何原因失去电压时,断开工作的断路器。合闸机构用来在工作电源断开以后,立刻 将备用电源的断路器自动合上。三.实验步骤骤1 1#进线电压和 2#进线电压与电压互感器 TV5和 TV6的 A 、 C 相相连, 然后将断路器的线圈和装置上的线圈对应相连,最后将装置上的 WC+和 WC-分别与直

13、流电源的输出端相连。2、选择参数设置 3、按下确认按钮,出现让你输入口令界面7 4、按确认出现第一个 0下有光标闪烁后 -再按上下键使数值为 2后 按确认 -自动到第二 0下有光标闪烁 -再按上下键使数值为 2后按确 认,依次下去,是口令为 2222,按确认进入下一界面 5、选择保护功能设置并按确认键进入下一界面8 6、使用上下键把光标移到“备自投”后面的“ -”上按确认后,按上下 键使“ -”变成“ TRP ” ,并把其它项改成“ -” ,然后按“取消”键返回 上一界面 7、移动上下键使光标到“保护投退”上并按确认键进入下一界面9 8、 会出现一个 “备投入” 把光标移到 “ OFF ” 上

14、按确认键, 出现光标在 “ OFF ” 下闪烁,按上下键,使变成“ ON ”确认返回上一界面 9、把光标移到“保护定值”上按确认键进入参数设置界面10 10、设置电压值为:30V 时间定值为:2S11开启主电源和控制电源, 依次合上 QS1、 QS3 、 QS5、 QS8、 QS9、 QS10 、 QS12、 QS13、 QS14、 QS15; 再按下 QF1、 QF3、 QF5、 QF6、 QF8、 QF9、 QF10、 QF11的合闸按钮。12将 1#10KV投入,合上断路器 QF6。13断开 QS8,模拟 1#线路断电,观察 QF5和 QF6的动作情况。11 12 13实验四 定时限过电

15、流保护一.实验目的1掌握定时限电流速断保护的原理和整定计算方法。 2熟悉定时限电流速断保护的特点。二.实验原理过电流保护工作原理:正常运行时,线路流过负荷电流,保护不动。当线路发生短路故障时,保护启动, 经过保证选择性的延时动作,将故障切除。过电流保护动作电流:过电流保护动作电流的整定, 要考虑可靠性原则, 即只有在线路存在短路故障的情 况下,才允许保护装置动作。过电流保护应按躲过最大的负荷电流计算保护的动作电流, 根据可靠性要求, 过电 流保护的动作电流必须满足以下两个条件。1在被保护线路通过最大负荷电流的情况下,保护装置不应该动作,即max 1L III op I I 。式中, III o

16、p I 1保护的一次动作电流值max L I 被保护线路的最大负荷电流最大负荷电流要考虑电动机自启动时的电流。 由于短路时电压下降, 变电所母线上 所接负荷中的电动机被制动,在故障切除后电压恢复时,电动机有一个自启动过程,电 动机自启动电流大于正常运行时 的 额定电流 I N.M ,则线路的最大负荷 电 流I Lmax 也 大 于 其 正 常 值 I R , 即R a s t L I K I =m a x 。式中, K ast 自启动系数,一 般 取 1.53。2对于已经启动的保护装 置 , 故障切除后,在被保护线路通过最 大负荷电流的情况下应能可靠地返回。如图 26-1所示,在线路 L1、

17、L2分别装有过电流保 护 1和保护 2,当在 f 点短路时,短路电流流过保护 1也流过保护 2,它们都启动。按选择性的要求,应该由保护 2动作将 QF2跳开切除故障。但由于变电所 B 仍有其他负 荷,并且因电动机自启动,线路 L1可能出最大负荷电流,为使保护 1的电流继电器可 靠返回,它的返回电流 I rel (继电器的返回电流折算到一次电路的值 ,应大于故障切除 后线路 L1最大负荷电流 I Lmax 。R ast rel I K I R ast rel rel I K K I =式中, I rel 保护 1的返回电流ABEs 14 由于 op re re I I K =,即 rerel o

18、p K I I =1 R reastrel IIIop I K K K I =1 式中, K rel 可靠系数,取 1. 2 1.25。K re 电流继电器的返回系数,取 0.850.95。(2动作时限的整定定时限过电流保护的动作时限,应根据选择性的要求加以确定。例如,在图 26-2所示的辐射形电网中,线路 L1上装设有过电流保护 1,线路 L2和线路 L3上也都分别 装设有过电流保护 2和 3。那么当线路 L3上的 f2点发生短路故障时,短路电流将从电 源经线路 L1、线路 L2和线路 L3而流向短路点。这样,过电流保护 1、 2及 3均启动。 但是, 根据选择性的要求, 应该只由 保 护

19、3动作使 QF3跳闸。为此,就应 使 保护 2的动作时限 t2大于保护 2的 延 时 t2。 由此可见, 装于辐射形电网中 的 各定时限过电流保护装置, 其动作时 限必须按选择性的要求互相配合。 配合 的 原则是:离电源较近的上一级保护的 动 作时限, 应比相邻的、 离电源较远的 下 一级保护的动作时限要长中, 好似一个阶梯,这就是通常所说的阶梯形时限特性。若线路 L3有几条并行的出线,那么保护 2的时限应与其中最大的时限配合。由此 可见, 每条电力线路过电流保护的动作时限, 不能脱离整个电网保护配置的实际情况及 时限的配合要求,不能孤立地加以整定。处于电网终端的保护,其动作时限是无时限的 或

20、只带一个很短的时限,因为它没有下一线路保护需要配合。在这种情况下,过电流保 护常可作为主保护,而无需再装设无时限动作的其他保护。按照时限配合的要求,保护装设地点离电源愈近,其动作时限将愈长,而故障点离 电源愈近,短路电流却愈大,对系统的影响也愈严重。所以,定时限过电流保护虽可满 足选择性的要求,却不能满足快速性的要求。故障点离电源近,其动作时间反而长。这 是它的缺点。 正因为如此, 定时限过电流保护在电网中一般用作其他快速保护的后备保 护。这种过电流保护的动作时限是由时间继电器建立的, 整定后其定值与短路电流的大 小无关,故称为定时限过电流保护。 (3灵敏度校验为了使保护达到预期的保护效果,还

21、应进行灵敏度的校验,即在保护区内发生短路 时,验算保护的灵敏系数是否满足要求。显然,这种验算应针对最不利的条件,亦即在 短路电流的计算值为最小的条件下进行。因为只有在这种情况下的灵敏系数满足要求ABCEs图8-2 定时限过电流保护的动作时限图 26-2 定时限过电流保护的动作时限 15时,才能保证在其他任何情况下的灵敏系数都能满足要求。电流保护的灵敏系数 K sen ,等于保护区末端金属性短路时,短路电流的最小计算值I fmin 与保护动作电流 IIIop I 1之比,即IIIop f sen I I K 1min=。作为本线路近后备保护时, I fmin 为本线路末端短路时流过保护的最小短路电流,要求灵敏系数 K sen 1.3-1.5; 作为下一线路远后备保护时, 最小计算值为下一线路末端短路 时流过保护的最小短路电流,要求灵敏系数 K sen 1.2。三.实验步骤1根据预习准备,计算获得的动作参数整定值,对各段保护进行整定。将 过电流投入, 其它整定退