工厂供电实验.docx
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工厂供电实验
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变压器（powertransformer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1-1QSGPD-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
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:
2S
11﹑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
max1LIIIopII>。
式中,IIIopI1——保护的一次动作电流值
maxLI——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IN.M,则线路的最大负荷电流
ILmax也大于其正常值IR,即
RastLIKI=max。
式中,Kast——自启动系数,一般取1.5~3。
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、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Irel（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ILmax。
RastrelIKI>RastrelrelIKKI=
式中,Irel——保护1的返回电流
A
B
Es
14由于oprereIIK=
即re
relopKII=1Rre
ast
relIII
opIKKKI=
1式中,Krel——可靠系数,取1.2~1.25。
Kre——电流继电器的返回系数,取0.85~0.95。
（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
A
B
C
Es
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Ksen,等于保护区末端金属性短路时,短路电流的最小计算值
Ifmin与保护动作电流III
opI1之比,即
III
opfsenIIK1
min
=
。
作为本线路近后备保护时,Ifmin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Ksen≥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Ksen≥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,其它整定退出。
过电流整定值设定为1A,限时速断延时设定为5S。
2、选择参数设置
3、按下确认按钮,出现让你输入口令界面
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
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6、使用上下键把光标移到“定时限过流”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
17
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
在“定时限过流”下的电流定值设为1A,时间定值设为5S
10﹑将电流互感器TA12与线路保护装置的保护CT相连,线圈分别与装置的线圈对应相连。
如下图
11﹑合上主电源,开启实验设备,运行方式设置为最小。
QS1、QS3、QS5、QS9、QS15拨到“ON”,按下合闸按钮QF1、QF3、QF5、QF7、QF11。
12﹑按下线路短路故障设置d3,模拟线路短路,观察断路器QF11是否跳闸。
13﹑系统运行方式切换开关置于“最大”,重复以上实验。
四.实验报告
实验前认真阅读实验指导书和相关教材,进行预习准备;实验结束后要认真总结,将相关参数及数据记录下来。
针对I段的具体整定方法,按要求并及
18
1
2﹑为什么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
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20
TV8
升级会员 