建筑供配电系统实验指导书1.docx
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建筑供配电系统实验指导书1
《建筑供配电系统》
实验教学指导书
课程编号：
1038231007
撰写人：
刘魏宏
审核人：
湘潭大学
信息工程学院学院
二○○七年十月二十五日
前言
一、实验总体目标
《建筑供配电系统》是建筑设施智能技术的专业课程，该课程涉及面广，内容包括电力、电子、控制等。
而实验环节是这些课程的重要组成部分。
通过实验，可以加深对理论的理解，培养和提高动手能力、分析和解决问题的独立工作能力。
二、适用专业年级
建筑设施智能技术三年级
三、先修课程
《电路理论
》、《建筑工程概论》
四、实验项目及课时分配
面向专业及编号
建筑设施智能技术专业
序
号
实验项
目名称
内容
提要
学时
面向
专业
实验
要求
实验类型
每组
人数
所需主要仪器设备
备
注
1
实验一智能建筑的供电运行方式实验
了解楼宇供电线路结构，
楼宇中典型供电线路形式。
2
建筑设施智能技术专业
选修
演示性
7
THPGP-2型楼宇供配电综合自动化系统实验装置
选做其中一个
2
实验二典型楼层配电运行方式实验
放射式和干线式相结合的混合式配电系统
2
建筑设施智能技术专业
选修
演示性
7
THPGP-2型楼宇供配电综合自动化系统实验装置
3
实验三供配电系统中运行线路状态的现场监测和控制实验
负荷监测与控制；备用电源控制；供电恢复控制
2
建筑设施智能技术专业
选修
验证性
7
THPGP-2型楼宇供配电综合自动化系统实验装置
选做其中一个
4
实验四备自投联动控制实验
进线备自投方式；变压器备自投方式；桥开关备自投方式；分段开关备自投方式
2
建筑设施智能技术专业
选修
验证性
7
THPGP-2型楼宇供配电综合自动化系统实验装置
5
实验五双电源自动切换控制实验
双电源供电负荷线路控制；应急照明双电源切换控制
2
建筑设施智能技术专业
必修
设计性
7
THPGP-2型楼宇供配电综合自动化系统实验装置
6
实验六应急电源自动投入和退出运行控制实验
应急电源投入和退出的工作运行
2
建筑设施智能技术专业
选修
验证性
7
THPGP-2型楼宇供配电综合自动化系统实验装置
选做其中一个
7
实验七功率因数补偿实验
智能无功补偿装置的使用方法
2
建筑设施智能技术专业
选修
验证性
7
THPGP-2型楼宇供配电综合自动化系统实验装置
8
实验八与消防自动报警系统的联动实验
消防报警信号与供配电系统的运行变化状态
2
建筑设施智能技术专业
选修
演示性
7
THPGP-2型楼宇供配电综合自动化系统实验装置
9
实验九供配电监控系统运行调度实验
配电监控系统的功能和作用
2
建筑设施智能技术专业
选修
演示性
7
THPGP-2型楼宇供配电综合自动化系统实验装置
五、实验环境
THPGP-2型楼宇供配电综合自动化系统实验装置，电流表，电压表，万用表
六、实验总体要求
1.掌握建筑供配电系统的运行方式、线路结构、备自投等的原理和调试方法，能初步设计和应用这些电路。
2.熟悉并掌握基本实验设备、测试仪器的性能及使用方法。
3.能够运用理论知识对实验现象、结果进行分析和处理，解决实验中遇到的问题。
4.能够综合实验数据，解释实验现象，编写实验报告。
实验一智能建筑的供电运行方式实验
一、实验目的
1．了解楼宇供电线路结构。
2．熟悉楼宇中典型供电线路形式。
二、实验原理
根据智能建筑的特点，为了保障大楼和设备的安全，应根据建筑物内用电负荷的性质和大小，外部电源情况，确定电源的回路数，保证供电可靠。
除了具有外部电网的可靠电源外，还应有备用的柴油发电机组，作为应急电源，备用发电机组的容量要保证全部一级负荷和部分二级负荷供电（主要保证消防设备和事故照明装置供电）。
本实验装置采用两回路电源同时供电，设有自备电源系统（均由市电模拟），采用单母线分段运行方式，供电可靠性高，适用于负荷大、高压出线回路少的智能建筑。
如图3-1所示供电网络结构。
图3-1供电网络结构
三、实验内容与步骤
1．打开总操作电源
实验柜后面空气开关向上扳至“ON”。
2．打开总进线电源
实验柜正面塑壳断路器向上扳至“ON”。
3．供电运行
将选择开关QF1、QF2旋至合闸，观察1#、2#母线电压指示，旋转切换开关，观察电压变
化。
将QF1、QF2旋至分闸。
4、供电线路结构变化
将选择开关QF1、QF4旋至合闸，观察1#、2#母线电压指示，旋转切换开关，观察电压变化。
重新将选择开关QF3、QF4旋至合闸，观察1#、2#母线电压指示，旋转切换开关，观察电压变化。
5、供电线路运行闭锁控制
将选择开关QF1、QF2旋至合闸，合闸QF4，能否合上，分析原因。
将选择开关QF1、QF2旋至合闸，合闸QF3，能否合上，分析原因。
四、实验报告
1．比较两路独立电源和一路电源供电在供电面积和可靠性方面的区别。
2．说明变压器低压侧采取单母线分段方式的特点。
3．根据实验现象，分析供电线路各种运行状态下的特点。
实验二典型楼层配电运行方式实验
一、实验目的
1．了解楼宇楼层配电线路结构。
2．熟悉楼宇中典型楼层配电线路形式。
二、原理说明
低压配电系统可分为放射式和干线式两大类。
在高层民用建筑中，对各楼层电力、照明设备的供配电，由于各楼层用电负荷比较均匀，采用干线式配电系统比较合理。
对于大型的智能建筑，多采用放射式和干线式相结合的混合式配电系统。
本实验系统通过楼层照明配电线路的变化，演示典型楼层的配电方式。
主要有四种方式，如图3-2所示。
图3-2
三、实验内容与步骤
楼层配电运行方式一（图3-3）
1、打开总操作电源，依次合闸进线电源总开关QF1，1#母线得电，观察母线电压指示220/380V。
2．在“楼层照明配电接线”区按图接线，完成配电线路组建。
3．合闸断路器（1～4楼层照明出线），按下照明总配电箱通断开关，光字牌亮。
不亮，说明母线未得电或照明回路出线断路器未合闸。
4．依次接通各楼层照明的船形开关，对应光字牌亮。
说明：
船形开关用于控制光子牌的通断。
当L接火线，N接零线时，接通开关，光字牌亮。
5．分析楼层配电运行方式一配电网络结构和运行特点。
6、依次断开各船形开关，分闸出线断路器、QF1和进线电源断路器，最后断开总操作电源，切断实验柜电源。
图3-3
楼层配电运行方式二（图3-4）
实验步骤同楼层配电运行一，按图接线，完成配电线路组建。
分析楼层配电运行方式二配电网络结构和运行特点。
图3-4
楼层配电运行方式三（图3-5）
实验步骤同楼层配电运行一，按图接线，完成配电线路组建。
分析楼层配电运行方式三配
电网络结构和运行特点。
（虚线部分已经接好，不需要接线）
图3-5
楼层配电运行方式四（图3-6）
实验步骤同楼层配电运行一，按图接线，完成配电线路组建。
分析楼层配电运行方式四配电网络结构和运行特点。
图3-6
四、实验报告
1．说明四种典型楼层配电线路的特点。
2．根据楼层配电接线方式，分析不同线路结构的应用场所。
五、注意事项
1．实验接线时，注意不要把火线和零线短接。
2．实验过程中如果按下“1～4层照明总配电箱”通断开关，光字牌未亮，说明内部保险丝可能熔断，打开右侧门更换保险丝（3A），再重新上电实验。
实验三供配电系统中运行线路状态的现场监测和控制实验
一、实验目的
1．了解楼宇中负荷的分类。
2．熟悉各类负荷的运行线路特点。
二、原理说明
对于低压配电系统主要监测控制内容有：
（1）电源监测：
对高低压电源进出线及变压器的电压、电流、功率因数、频率、断路器的状态监测。
（2）备用电源控制：
在主要电源供电中断时自动启动柴油发电机或燃气发电机组；在恢复供电时停止备用电源，并进行倒闸操作、直流电源监测、不间断电源的监测。
（3）供电恢复控制：
当供电恢复时，按照设定的优先程序，启动各个设备电机，迅速恢复运行。
避免同时启动多个设备，而使供电系统跳闸。
在本实验系统中，在实验柜上，主要监测以下内容：
各路进线断路器的分、合闸；各配电线路通和断，双电源线路的状态；内、外部负荷的选择；负荷线路电流的读取。
三、实验内容与步骤
1．进线断路器的分、合闸状态监测
打开总操作电源，合闸进线电源总开关，将选择开关QF1旋至合、分闸，观察分、合闸指示灯的变化。
同样操作QF2、QF3和QF4，观察指示灯的变化。
2．母线电压的监测
旋转母线电压切换开关，观察显示电压的变化。
3．配电出线空气开关分、合状态的监测
1#、2#母线得电，依次分、合各出线空气开关，观察各出线指示灯的亮、灭情况。
4、配电出线电流参数的读取
1#、2#母线上的各负荷投入运行，记录并观察指针式电流表的数据和变化情况。
注意：
一定要确定动力系统先投入，并能正常工作，这样才能保证整个散热系统正常工作。
5、内、外部负荷选择切换
在实验台后面下部，有负荷选择区域，可选择本实验系统接两种类型负荷：
内部电阻和电抗模拟负荷；外部楼宇系列实验台。
6、功率因数监测
在智能无功功率自动补偿器JKL5CF上可以监测总进线的功率因数变化。
使用方法见附录一。
四、实验报告
分析供配电系统中监测和控制的内容
实验四备自投联动控制实验
一、实验目的
1．了解电力系统自动装置概念。
2．熟悉备自投工作方式的。
二、原理说明
备用电源自动投入装置（BZT）的作用是：
当正常供电电源因供电线路故障或电源本身发生事故而停电时，它可将负荷自动、迅速切换至备用电源，使供电不至中断，从而确保用电设备连续正常运转，把停电造成的经济损失降到最低程度。
常用的备用电源自动投入方式主要有：
1、进线备自投方式
2、变压器备自投方式
3、桥开关备自投方式
4、分段开关备自投方式
本实验装置通过开关设置，可完成进线备自投、分段开关备自投和自备电源系统自动投入。
（1）进线备自投工作原理：
图3-7进线备自投
正常运行条件：
情况1：
进线2备用进线1：
1DL处于合位置，2DL处于分位置，进线1、进线2均有电压，备自投投入开关处于投入位置
情况2：
进线1备用进线2：
2DL处于合位置，1DL处于分位置，进线1、进线2均有电压，备自投投入开关处于投入位置
启动条件：
进线2备用进线1：
进线2有电压，进线1无电压，且无电流
进线1备用进线2：
进线1有电压，进线2无电压，且无电流
动作过程：
对启动条件
（1）
1DL处于分位置，经延时后合上2DL
对启动条件
（2）
2DL处于分位置，经延时后合上1DL
退出条件：
对启动条件
（1）2DL处于合位置，备自投一次动作完毕，备自投投入开关处于退出位置。
对启动条件
（2）1DL处于合位置，备自投一次动作完毕，备自投投入开关处于退出位置
（2）分段开关备自投工作原理：
图3-8分段开关备自投
正常运行条件：
1、3DL处于分位置，1DL、2DL处于合位置
2、I段、II段母线均有电压
3、备自投投入开关处于投入位置
启动条件：
1>II段备用I段：
I段母线无压，1DL
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