电气自动化技术专业《供配电系统自动装置操作实训》.docx
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电气自动化技术专业《供配电系统自动装置操作实训》
任务供配电系统自动装置操作
【任务描述】
在熟悉备自投装置、自动重合闸装置和KWWB系列无功补偿控制器的根底上，实现10V系统的备用电源自动投入、10V线路微机重合闸和低压系统的无功补偿。
熟练掌握这些装置的根本使用和整定方法对提高学生的实际操作能力是非常重要的。
【知识链接】
110V系统备用电源自动投入
1单母线分段接线
单母线接分段断路器进行分段，可以提高供电可靠性和灵活性。
这不仅便于分段检修母线，而且可减小母线故障影响范围。
对重要用户可以从不同分段上引接，当一段母线发生故障时，自动装置将分段断路器QFD跳开，保证正常段母线不间断供电。
也可以分别从两端母线供电，分段断路器备用。
如下图。
图单母线分段接线图
2备自投原理
为保证供电的可靠性，电力系统经常采用两个或两个以上的电源进行供电，并考虑相互之间采取适当的备用方式。
当工作电源失去电压时，备用电源由自动装置立即投入，从而保证供电的连续性，这种自动装置称为备用电源自动投入装置，简称备自投。
备用电源自动投入装置遵循的根本原那么如下：
①当工作母线上的电压低于检无压定值，并且持续时间大于时间定值时，备自投装置方可起动。
各自投的时间定值应与相关的保护及重合闸的时间定值相配合。
②备用电源的电压应工作于正常范围，或备用设备应处于正常的准备状态，备自投装置方可动作，否那么应予以闭锁。
③必须在断开工作电源的断路器之后，备自投装置方可动作。
工作电源消失后，不管其进线断路器是否已被断开，备自投装置在起动延时到了以后总是先跳该断路器，确认该断路器在跳位后，方能合备用电源的断路器。
按照上述逻辑动作，可以防止工作电源在别处被断开，备自投动作后合于故障或备用电源倒送电的情况发生。
④人工切除工作电源时，备自投装置不应动作
备用电源自动投入装置引入进线断路器的手跳信号作为闭锁量，一旦采到手跳信号，立即使备自投放电，实现闭锁。
⑤防止备用电源合于永久性故障
在考虑运行方式和保护配置时，应防止备自投装置动作使备用电源合于永久性故障的情况发生，一般通过引入闭锁量或检开关位置使备自投发电。
例如，就主变低压侧分段开关备自投而言，变压器差动保护动作跳主变各侧时，一般说明主变本体发生故障，此时无需闭锁主变低压侧分段开关备自投；而变压器后备保护动作时，可能是低压侧母线或其出线上发生了故障，此时一般应闭锁低压侧分段开关备自投。
⑥备自投装置只允许动作一次
以往常规的备用电源自动投入装置通过装置电容器的充放电过程来保证只动作一次。
为了便于理解，微机备自投装置仍然引用充放电这一概念，只不过微机备自投装置由软件通过逻辑判断实现备自投充放电。
当备自投充电条件满足时，经10秒充电时间后，进入充电完毕状态。
当放电条件满足、有闭锁信号或退出备自投时立即放电。
2．线路的自动重合闸装置
电力系统中的故障大多数是送电线路〔特别是架空线路〕的“瞬时性〞故障。
对瞬时性故障，微机保护装置切除故障线路后，经过延时一定时间，自动闭合，称为重合，重合闸；由于实际上大多数架空线路故障为瞬时或暂时性的，因此重合闸是运行中常采用的自供电方法之一。
在电力系统中采用重合闸的技术经济效果，主要可归纳如下：
〔1〕大大提高供电可靠性；
〔2〕提高电力系统并列运行的稳定性；
〔3〕对继电保护误动作而引起的误跳闸，也能起到纠正的作用。
重合闸是广泛应用于架空线和架空线供电线路上的有效反事故措施〔输、供电不能采用〕。
即当线路出现，继电保护使断路器跳闸后，自动装置经短时间间隔后使断路器重新合上。
大多数情况下，线路故障〔如雷击、风害等〕是暂时性的，断路器跳闸后线路的绝缘性能〔和空气间隙〕能得到恢复，再次重合能成功，这就提高了供电的可靠性。
少数情况属永久性故障，自动重合闸装置动作后靠继电保护动作再跳开，查明原因，予以排除再送电。
一般情况下，线路故障跳闸后重合闸越快，效果越好。
重合闸允许的最短间隔时间为～秒。
线路额定电压越高，绝缘去电离时间越长。
自动重合闸的成功率依线路结构、电压等级、气象条件、主要故障类型等变化而定。
据电力部门统计，一般可达60％～90％。
用电部门的另一种广泛应用的反事故措施是备用电源自动投入，通常所需时间为～秒。
它所需投资不多而维持正常供电带来的经济效益甚大。
3．无功补偿与提高功率因数
电网的最大负荷是工业负荷，而工业负荷绝大多数是电动机，电动机可等效为电感和电阻的串联，所以电力系统负载是感性的，功率因数是有功功率与视在功率的比值，系统的功率因数是滞后的功率因数，且值较低。
功率因数低降低了供电设备的利用率，增加了供电设备和输电线路的功率损失。
提高功率因数的方法是装设并联电容器。
【任务实施】自动装置操作
110V系统备用电源自动投入
图10V系统主接线图
高压侧微机备用电源自投装置设有四种备投方式。
方式1：
2021为101的备用，正常供电时101处于合位，2021于分位，010处于合位。
正常供电时，I段母线三相有压且101有流〔或检有流退出〕6秒〔合闸充电时间〕后，母线电压消失，且101处无流，延时时间到后，检测2021电源〔抽取电压2〕是否正常，如果2021电源正常，断开101并确认后合上2021
方式2：
101作为2021备用，正常供电时2021于合位，101处于分位，010处于合位。
正常供电时，II段母线三相有压且2021流〔或检有流退出〕6秒〔合闸充电时间〕后，母线电压消失，且2021处无流，延时时间到后，检测101处电源〔抽取电压1〕是否正常，如果101处电源正常，断开2021确认后合上101。
方式3：
010作为101的备用，正常供电时101处于合位，2021于合位，010处于分位。
正常供电时，I段母线三相有压且101有流〔或检有流退出〕6秒〔合闸充电时间〕后，母线电压消失，且101处无流，延时时间到后，检测2021电源〔II段母线电压〕是否正常，如果2021电源正常，断开101并确认后合上010。
方式4：
010作为2021备用，正常供电时101处于合位，2021于合位，010处于分位。
正常供电时，II段母线三相有压且2021流〔或检有流退出〕6秒〔合闸充电时间〕后，母线电压消失，且2021处无流，延时时间到后，检测101处电源〔I段母线电压〕是否正常，如果101处电源正常，断开2021确认后合上010。
按照方式一进行手动备用电源投入实训：
步骤1闭合刀闸101，闭合开关101，进线Ⅰ送电；开关2021刀闸2021于分位。
步骤2闭合刀闸010，闭合开关010，母联断路器闭合；10V母线Ⅱ段送电。
步骤3正常供电时，I段母线三相有压且开关101有流〔或检有流退出〕6秒〔合闸充电时间〕后，断开开关101，断开刀闸101，母线Ⅰ电压消失，且开关101处无流。
步骤4检测2021电源是否正常，如果2021电源正常，断开开关101，断开刀闸101，合上刀闸2021合上开关2021实现10V母线恢复送电。
2微机保护重合闸整定
首先在电源箱上，按下“总电源投入〞按钮，相应红色指示灯亮，然后依次闭合“线路1电源〞、“控制回路电源〞、“微机保护回路电源〞、“模拟屏电源〞。
闭合“刀闸101〞，然后闭合“开关101〞，相应红色指示灯亮，10VⅠ段进线送电。
闭合“刀闸102〞，然后闭合“开关102〞，相应红色指示灯亮，除尘风机线送电。
1、首先闭合除尘风机柜上的KLD-9211微机线路保护测控装置的电源开关。
2、KLD-9211微机线路保护测控装置开机画面如下列图所示，1秒后，自动进入下一画面，该画面显示主板的版本号及前面板的版本号。
如下列图所示：
图图、2秒后，自动进入主页面，主页面是一个循环显示页面，主要显示电流、遥信以及相角等。
4、由主页面首次按下定值设置键后，进入〔定值设置〕输入密码页面，显示如下图。
按下▲/▼改变反显的值，按◄/►改变反显数字的位置，输入完毕后，按确定键，如果提示“密码错误请重新输入〞，等待1秒钟后，重新显示密码输入页面，如果密码正确，进入定值设定页面，显示页面如下列图：
图图、按▲/▼改变反显示的上下位置，按◄/►键无效，按取消、退出均退出定值设定，按确定进入反显所在的定值设定项，当反显在“重合投入次数〞时如下图。
按确定那么进入设定重合设置页面，如下图。
图图、按▲/▼改变反显示的上下位置，按◄/►键无效，按取消返回到定值设定页面图，按退出退出定值设置，按确定进入反显所在的定值设定项，如下图。
7、按▲/▼改变反显示数字的大小，按◄/►键无效，按取消返回到图，按退出返回到主页面，退出定值设置；按确定键，保存已设置的内容，反显示的内容自动下一项，如下图。
依次类推，直到最后一项。
图图、按▲/▼改变反显示的内容，按◄/►键无效，按取消返回到定值设定页面图，按退出返回到主页面，按确定键设置重合闸的一次重合延时，如下图，按▲/▼改变反显示数字的大小，按◄/►键改变反显示的位置，设置定值完毕后，按确定保存设定的定值，如下图；按取消键，不保存设置的定值，返回图设置完毕后，按退出返回到主页面。
图图整定的结果为：
重合投入次数：
1
一次重合延时：
不对应重合闸：
退
开入量闭锁：
退
后加速时间〔S〕：
9、其它定值设置与显示同速断保护定值设置。
定值设置的所有内容可参考:
定值设置〔查询〕菜单对照表。
表定值设置〔查询〕菜单对照表
序号
定值类型
定值名称
整定范围
整定步长
整定值
1
重合投入
次数
重合投入次数
0～4
1
2
一次重合延时
～
3
二次重合延时
～
4
三次重合延时
～
5
四次重合延时
～
6
不对应重合闸
投/退
7
开入量闭锁
投/退
8
后加速时间S
～
3无功补偿与提高功率因数
图低压系统主接线图
因为本仿真系统只有低压局部有无功补偿控制器，所以所有操作都是在低压柜进行，无功补偿与提高功率因数实训的所有操作都是在10V已经供电的前提下进行的。
1400V系统母联开关断开，两段母线分列运行。
①首先闭合“开关401〞和“开关402〞，使400V两条进线得电，断开400V母联柜上的“开关445〞。
使4401、4402、4403断路器处于合闸位置，4501、4502、4503断路器处于合闸位置。
观察并记录400VⅠ段和Ⅱ段进线柜和出线柜上三相电流表的示数，并且通过“电压转换开关〞来测量、记录400VⅠ段和Ⅱ段母线的“Uab〞、“Ubc〞、“Uca〞。
将结果记录于表和中。
②闭合400VⅠ段电容补偿柜上的“开关41〞然后闭合“150var〞开关；闭合400VⅡ段电容补偿柜上的“开关42〞然后闭合“150var〞开关。
观察并记录400VⅠ段和Ⅱ段电容补偿柜上三相电流表的示数；观察并记录400VⅠ段和Ⅱ段进线柜和出线柜上三相电流表的示数，并且通过“电压转换开关〞来测量、记录400VⅠ段和Ⅱ段母线的“Uab〞、“Ubc〞、“Uca〞。
将结果记录于表和中。
③闭合400VⅠ段电容补偿柜上的“开关41〞然后闭合“150var〞开关、“300var〞开关；闭合400VⅡ段电容补偿柜上的“开关42〞然后闭合“150var〞开关、“300var〞开关。
观察并记录400VⅠ段和Ⅱ段电容补偿柜上三相电流表的示数；观察并记录400VⅠ段和Ⅱ段进线柜和出线柜上三相电流表的示数，并且通过“电压转换开关〞来测量、记录400VⅠ段和Ⅱ段母线的“Uab〞、“Ubc〞、“Uca〞。
将结果记录于表和中。
④闭合400VⅠ段电容补偿柜上的“开关41〞然后闭合“150var〞开关、“300var〞开关、“600var〞开关；闭合400VⅡ段电容补偿柜上的“开关42〞然后闭合“150var〞开关、“300var〞开关、“600var〞开关。
观察并记录400VⅠ段和Ⅱ段电容补偿柜上三相电流表的示数；观察并记录400VⅠ段和Ⅱ段进线柜和出线柜上三相电流表的示数，并且通过“电压转换开关〞来测量、记录400VⅠ段和Ⅱ段母线的“Uab〞、“Ubc〞、“Uca〞。
将结果记录于表和中。
⑤分析实训结果。
表400VⅠ段母线无功补偿前后电流电压变化情况
400V进线柜电流
400V出线柜电流
电容补偿柜电流
400V母线电压
Ia
Ib
Ic
Ia
Ib
Ic
Ia
Ib
Ic
Uab
Ubc
Uca
补偿前
补偿后
150
var
300
var
600
var
表400VⅡ段母线无功补偿前后电流电压变化情况
400V进线柜电流
400V出线柜电流
电容补偿柜电流
400V母线电压
Ia
Ib
Ic
Ia
Ib
Ic
Ia
Ib
Ic
Uab
Ubc
Uca
补偿前
补偿后
150
var
300
var
600
var
2400V系统母联开关闭合，两段母线并列运行。
①首先闭合“开关401〞，使400VⅠ段母线得电，闭合400V母联柜上的“开关445〞。
使4401、4402、4403断路器处于合闸位置，4501、4502、4503断路器处于合闸位置。
观察并记录400VⅠ段进线柜和出线柜上三相电流表的示数，并且通过“电压转换开关〞来测量、记录400VⅠ段母线的“Uab〞、“Ubc〞、“Uca〞。
将结果记录于表中。
②闭合400VⅠ段电容补偿柜上的“开关41〞然后闭合“150var〞开关；闭合400VⅡ段电容补偿柜上的“开关42〞然后闭合“150var〞开关。
观察并记录400VⅠ段和Ⅱ段电容补偿柜上三相电流表的示数；观察并记录400VⅠ段进线柜和出线柜上三相电流表的示数，并且通过“电压转换开关〞来测量、记录400VⅠ段母线的“Uab〞、“Ubc〞、“Uca〞。
将结果记录于表中。
③闭合400VⅠ段电容补偿柜上的“开关41〞然后闭合“150var〞开关、“300var〞开关；闭合400VⅡ段电容补偿柜上的“开关42〞然后闭合“150var〞开关、“300var〞开关。
观察并记录400VⅠ段和Ⅱ段电容补偿柜上三相电流表的示数；观察并记录400VⅠ段进线柜和出线柜上三相电流表的示数，并且通过“电压转换开关〞来测量、记录400VⅠ段母线的“Uab〞、“Ubc〞、“Uca〞。
将结果记录于表中。
④闭合400VⅠ段电容补偿柜上的“开关41〞然后闭合“150var〞开关、“300var〞开关、“600var〞开关；闭合400VⅡ段电容补偿柜上的“开关42〞然后闭合“150var〞开关、“300var〞开关、“600var〞开关。
观察并记录400VⅠ段和Ⅱ段电容补偿柜上三相电流表的示数；观察并记录400VⅠ段进线柜和出线柜上三相电流表的示数，并且通过“电压转换开关〞来测量、记录400VⅠ段母线的“Uab〞、“Ubc〞、“Uca〞。
将结果记录于表中。
⑤分析实训结果。
表400V母线无功补偿前后电流电压变化情况
400V进线柜电流
400V出线柜电流
电容补偿柜电流
400V母线电压
Ia
Ib
Ic
Ia
Ib
Ic
Ia
Ib
Ic
Uab
Ubc
Uca
补偿前
补偿后
150
var
300
var
600
var
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