1、1工 厂 供 电实 验指导书（内部资料）安徽国防科技职业学院 机电工程系编者 陈红2011年 5月1前沿工厂供电是我院电气自动化技术专业和机电一体化技术专业一门必修的专业课程，该课程具有知识面广、实践性强的明显特点。2011年 3月我院新进浙江求是科教设备有限公司的 2套供配电试验设备，该设备在一定程度上改善了我系的实验教学条件，对课程教学起到了一定的辅助作用。鉴于该套设备的试验指导书数目较少且错误偏多而不能满足教学需要的情况，本人结合当前我院教学实际需要和实验过程中发现的问题，在参照求是公司配发的实验设备参考资料和实验指导书基础上，将他们进行了重新的整理和筛选编写本实验指导书，希望能为该课程
2、的教学起到一定的帮助。对于本稿不足之处将通过以后的教学实践做进一步的修改和完善，希望广大师生提出宝贵意见和建议，本人将不甚感激。编者 陈红二零一一年九月1目 录目录 1第一章工厂供电电气接线图的认识 2实验一工厂供电一次电气接线模拟图的认识 2实验二进线备用电源自动投入实验 3实验三母联备用电源自动投入实验 5实验四定时限过电流保护 7实验五反时限过电流保护 9实验六电流电压联锁保护 11实验七模拟变压器瓦斯保护实验 132第一章 工厂供电电气接线图的认识实验一 工厂供电一次电气接线模拟图的认识一、 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、实验说明该设备主接
3、线包括电力变压器、开关电气、互感器、母线、导线、补偿电容器等设备按一定的次序相连接的接受和分配电能的电路。1.电源进线模拟配电所两路进线（35KV） ，一路为架空线路 WL1（备用） ，另一路是电缆线路 WL2，母线采用分段式结构，由隔离开关和断路器进行连接。为检修断路器安全，其两侧设有高压隔离开关。35KV经工厂总降压变电所变压至 10kv送入 10kv母线 1，另一路 10kv来自邻近单位的联络线（本设备都是来自同一个变压器） 。该实验设备连路线作工作电源。其中 10kv母线也是分段式，母线 1为电容器、1号、2 号车间变电所配电，母线 2为高压电动机组和 3号、4 号车间变电所配电。三、
4、实验步骤1.认真阅读试验指导书。2.上电前所有隔离开关置于 off位置。3.检查无误后合上三相电源，观察主电路的断路器的分合状态，其中绿灯亮表示分闸，红灯亮表示合闸。34.读懂主接线并熟悉各电气设备及其作用。实验二 进线备用电源自动投入实验一、实验目的1.了解进线备用电源自动投入原理及工作方式2.掌握微机进线备用电源自动投入装置的使用方法二、实验原理当工作电源故障断电后，备用电源自动投入装置迅速将备用电源投入工作，保证用户不停电。本试验装置中，2#电源作为工作电源，1#作为备用电源。三、实验步骤1按下图连接电路相电压U N电压中性线微机保护测控装置接线端子相电压U A U B相电压U C辅助电
5、压U X - U X -U X +保护 C TI B -保护 C T保护 C TI A + I A -保护 C TI B +保护 C TI C -保护 C TI C +辅助 C T 辅助 C T零序 C T 零序 C T本侧断路器位置I N 0 9备投侧断路器位置I N 0 1开关量输入公共端至备投侧合闸线圈轻瓦斯信号I N 1 1 I N 1 2重瓦斯信号至 W C + 至 W C -至本侧合闸线圈Y R至本侧分闸线圈Y O13 42 56Y O 5Y R 5Q F 5Q F 5Q F 5Q F 5T V 5AB C NT V 6AB C N13 42 56Y O 6Y R 6Q F 6Q
6、F 6Q F 6Q F 642.微机保护参数设置，步骤：1)设置电压值为 30V，时间定值为 2s.2)一次合上 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。3）合上 QF6，由工作电源供电。4）断开 QS8，模拟线路断电，观察 QF5、QF6 的动作情况。参数设置保护功能选择保护定值设置保护投退2 2 2 2实验三母联备用电源自动投入实验一、实验目的1.了解母联备用电源自动投入原理及工作方式2.掌握微机进线备用电源自动投入装置的使用方法二、实验原理当工作电源故障
7、断电后，备用电源自动投入装置迅速将备用电5源投入工作，保证用户不停电。本试验装置中，2#电源作为工作电源，1#作为备用电源。三、实验步骤1按下图连接电路相电压U N电压中性线微机保护测控装置接线端子相电压U A U B相电压U C辅助电压U X - U X -U X +保护 C TI B -保护 C T保护 C TI A + I A -保护 C TI B +保护 C TI C -保护 C TI C +辅助 C T 辅助 C T零序 C T 零序 C T本侧断路器位置I N 0 9备投侧断路器位置I N 0 1开关量输入公共端至备投侧合闸线圈轻瓦斯信号I N 1 1 I N 1 2重瓦斯信号至
8、W C + 至 W C -至本侧合闸线圈Y R至本侧分闸线圈Y O13 42 56Y O 7Y R 5Q F 7Q F 7Q F 7Q F 7T V 7AB C NT V 8AB C N13 42 56Y O 6Y R 6Q F 6Q F 6Q F 6Q F 62.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。3.将 1#10KV和 2#10KV母线同时投入。4.断开 QS8，模拟 2#线路断电，观察 QF6和 QF7的动作情况。四、实
9、验报告1.说明母联备自投的原理及和进线备自投的异同。2.对实验的过程进行总结，说明实验过程的注意要点。6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。1.熟悉定时限电流速断保护的特点。二、实验原理1.过电流保护的工作原理正常运行时，线路流过负荷电流时，保护装置不动作。当线路发生短路故障时，保护启动。经过保护选择性的延时将故障切除。2.过电流保护动作电流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情况下，才允许保护装置动作。过电流保护还应躲过线路最大的负荷电流，故过电流保护的动作电流必须满足两个条件：1）被保护的线路在计算电流情况下保护装置不应动
10、作，即IopIL.max。(包括负荷电流和尖峰电流)。2）保护装置切除故障后应能可靠地返回。E SABL 1L 2Mf3.动作时限的整定应根据保护的选择性要求加以确定。通常的做法就是前后两级7保护装置动作时间相差一个级差，越靠近电源侧保护装置的动作时间越长，靠近负荷侧的保护装置动作时间越短。这种要求必然牺牲了保护装置的速动性，通常定时限保护只作为其他快速保护的后备保护。三、实验步骤1.根据预习准备计算动作参数整定值，对各段保护进行整定。电流的整定值设为 1A，延时时间设为 5S。2.参数设置设置过程与方法与前面试验相同。3.实验线路AB C NT V 8U AU B U C U N测控接线端子
11、T A 1 2测控接线端子I A +I B + I C +I A - I B - I C -I N 0 1I N C O MY C Y R测控端子13 42 56Y O 1 1Y R 1 1Q F 1 1Q F 1 1Q F 1 1Q F 1 14.合上电源，系统用最小运行方式。将 QS1QS3、 、QS5、QS9、QS15拨到“ON” ，按下 QF1、QF3、QF5、QF7、QF11。85.按下 d3模拟线路短路，观察断路器 QF11是否跳闸。6将系统设置成“最大运行”方式，重复以上步骤。实验五 反时限过电流保护一、实验目的1掌握反时限过电流保护的原理和整定计算方法。2熟悉反时限过电流保护的
12、特点。3了解微机反时限曲线模型。二、实验原理反时限的动作时间与通过他的电流大小成反比，即电流值越大，动作时间越短，反之就越长。三、实验步骤1.将反时限过电流投入，反时限过电流整定值为 1A，反时限过电流延时时间设为 0.5s。2.参数设置，在微机保护操作屏上进行，方法同前面实验。3.实验线路如下AB C NT V 8U AU B U C U N测控接线端子T A 1 2测控接线端子I A +I B + I C +I A - I B - I C -9I N 0 1I N C O MY C Y R测控端子13 42 56Y O 1 1Y R 1 1Q F 1 1Q F 1 1Q F 1 1Q F
13、1 14.合上电源，QS8、10、15 拨到“ON” ，按下 QF6、QF11，系统运行方式为“正常” 。5.按下 d3模拟线路短路，观察 QF11延时多长时间跳闸。6.改变电流值和延时时间，测出断路器 QF11跳闸时间。实验六 电流电压联锁保护一、实验目的1.通过实验理解电流电压联锁保护的原理，掌握其整定和计算方法。2.掌握电流电压联锁保护适用条件。二、实验原理在线路过电流保护的电流继电器 KA的常开触点回路中，串入低电压继电器 KV的常闭触点，而 KV经过电压互感器 TV接致被保护线路的母线上。当供电系统正常运行时，母线电压接近额定电压，欠电压继电器 KV的常闭触点是断开的（对于欠电压继电
14、器，当电压为正常值时，其常闭触点是断开的；当电压降低到整定电压时，继电器就动作，10动合触点断开，动断触点闭合。 ） 。因此这时的电流继电器 KA即使由于过负荷而误动作使其触点闭合，断路器 QF也不致误跳闸。因此，凡装有低电压闭锁的过电流保护动作电流（包括返回电流）不必按躲过线路的最大负荷电流 IL.max来整定，而只需按躲过线路的计算电流 I30来整定，即 30IKirewlOP式中， 为保护装置的可靠系数，对于 DL型继电器取 1.2； 为rel wK保护装置的接线系数，对于两相两继电器为 1，两相电流差为 ；3为电流互感器的变流比； 为保护装置的返回系数，一般为iKreK0.8。三、实验
15、步骤1.根据线路模型，安装电流电压联锁保护装置整定的原则进行计算整定。2.按下图进行接线。AB C NT V 8U AU B U C U N测控接线端子T A 1 2测控接线端子I A +I B + I C +I A - I B - I C -11I N 0 1I N C O MY C Y R测控端子13 42 56Y O 1 1Y R 1 1Q F 1 1Q F 1 1Q F 1 1Q F 1 13.将定时限过电流投入，速断整定值设为 2A，将低电压闭锁投入，同时整定值设为 3S，在低电压闭锁定值中设置电压整定值为 80V。4.合上主电源和控制电源，QS2、QS4、QS7 拨到“ON” ，按
16、下合闸按钮 QF2、QF4，按下 d3模拟三相短路，观察保护装置是否动作。对实验结果进行记录。四、实验报告1.说明电压闭锁过电流保护的原理。2.把微机装置整定的数据制成表格，再进行分析。实验七模拟变压器瓦斯保护实验一、实验目的1.了解瓦斯继电器的结果和工作原理。2.了解国内目前主流瓦斯继电器的型号及其优缺点。3.掌握瓦斯保护原理及接线二实验预习1仔细阅读实验指导书中关于实验装置及微机保护装置的使用说明。122了解目前国内主流瓦斯继电器产品的结构和工作原理。3采用微机保护装置的瓦斯保护与传统的瓦斯保护有什么不同？ 三实验原理在变压器油箱内常见的故障有绕组匝问，层间绝缘破坏造成的短路，高压绕组对地
17、(铁芯)绝缘破坏引起的单相接地短路。若上述故障短路匝数很少或经电弧电阻短路时，反应到变压器纵差保护或接地保护装置中的电流很小，因而保护可能不动作。但在变压器油箱内发生任何一种故障，包括轻微的匝间短路时，由于短路电流和短路点电弧的作用，将使变压器油及其它绝缘材料因受热而分解产生气体。因气体比较轻，它们就要从油箱流向油枕的上部，故障严重时，油会迅速膨胀并有大量气体产生。此时，会有剧烈的油流和气流冲向油枕的上部。利用油箱内部故障时的这一特点，可以实现的保护装置，称之为瓦斯保护。目前国内采用的瓦斯继电器有三种形式：浮简式(GR-3 及 FJ-22型)、挡板式(一般是使用单位在 FJ-22型基础上自行改
18、制)和复合式(FJ3-80及 QJl-80型)。实践经验证明：浮筒式的瓦斯继电器，虽然在出厂前对浮筒经过加压加温和密封试验，但仍不能完全防止长期运行中由于浮筒渗油而产生的误动作。同时，这类瓦斯继电器采用的水银接点防震性能较差，易于困受振动而误动作。挡板式瓦斯继电器，用挡板代替了浮筒，克服了浮筒渗油的缺点，但是挡板式瓦斯继电器也存在着当油面严重下降需要跳闸时动作不快的缺点。所以现在更多用开口杯代替密封浮筒，用干簧接点代替水银接点，13属于这一类的有 FJ3-80及 QJ1-80型复合式瓦斯继电器。最近为了满足大型变压器和强迫油循环变压器的需耍，在 FJ3-80型瓦斯继电器的基础上，又设计研制了
19、QJl-80型瓦斯继电器，该类继电器具有较大的流速整定范围，有流速刻度，调整方便，重瓦斯部分采用了双干簧接点和弹簧挡板结构，故具有更好的防震性能，目前正在推广使用。瓦斯保护的接线比较简单。为了防止变压器内严重故障时，由于油流的不稳定，引起瓦斯继电器重瓦斯接点时通时断而造成不能可靠跳闸的毛病，必须选有自保持电流线圈的出口中间继电器KCO。在保护装景动作后，同时将变压器两侧断路器 lQF和 2DF跳闸并利用断路器的辅助触点 1QF1，2QF1 来解除出口回路的自保持。14QJ1-80型气体继电器结构图1-探针；2-放气阀；3-重锤；4-开口杯；5-永久磁铁；6-干簧触点；7-磁铁；8-挡板；9-接
20、线端子；10-流速整定螺杆；11-干簧触点（重瓦斯） ；12-终止档；13-弹簧图 33-1 瓦斯保护的接线图为了防止瓦斯保护在变压器换油或瓦斯继电器试验时误动作，在出口回路中装设了切换片 XB。切换回路中电阻 R的阻值应选择使得串联信号继电器 KS能可靠动作。瓦斯继电器 KG的上接点为轻瓦斯，动作后发出延时信号。瓦斯保护动作后，应立即通过继电器上的通明玻璃（其上有气体容积刻度）观察气体的数量和颜色，收集气体，检查其化学成分15和可燃性，根据气体分析的结果，作出变压器故障性质的有关结论。瓦斯保护的主要优点：动作迅速、灵敏度高、接线和安装简单、能反应变压器油箱内部的各种类型故障。特别是当线圈匝间
21、短路的匝数很少时，故障回路的电流虽然很大，可能造成严重过热，但反应在外部电源电流的变化却很小，这时 高 灵敏度的差动保护都可能不动作，因此，瓦斯保护对于切除这类故障更为有效。 此外改进后的瓦斯继电器运行性能比较稳定，可靠性也比较高，所以瓦斯保护是变压器内部故障的主要保护之一。瓦斯保护的缺点：不能反应变压器油箱外的套管和断路器之恻连接线上的故障，因此，它不能作为防御变压器各种故障的唯一保护。此外，由于保护装置在运行中正确动作率仍然不够满意，故今后必须继续注意改进，使瓦斯保护发挥更加完善。四实验内容实验装置的微机变压器主保护装置具有瓦斯保护功能，在实际应用中，瓦斯保护的主要形式分为本体轻瓦斯、有载
22、轻瓦斯、本体重瓦斯、有载重瓦斯。各自保护出口形式不同。在微机保护中，只需把各个瓦斯继电器的触点相对应接入微机保护的信号输入回路。如果保护动作，微机装置得到相应输入信号，经内部程序的处理后，输出与之相对应的保护动作形式。本实验中，用实验台上蓝色按钮来模拟瓦斯继电器的常开触直。在实验台的面板上，有红色的按钮，根据接入微机装置的输入回路16不同，一个为本体轻瓦斯，另一个为本体重瓦斯，按下按钮，触点闭合，表示瓦斯继电器动作。把两侧的电流互感器二次侧的首末端短接起束(电流互感器的二次侧不允许开路)。然后依次启动电源和直流控制电源，合上两侧断路器。注意负荷选择开关置正常侧。五、实验步骤1、把轻瓦斯触电信号
23、的 1和 2端与微机的轻瓦斯信号输入端IN11、公共信号端 INcom相连2、按下轻瓦斯按钮，模拟轻瓦斯继电器动作，观测保护动作情况。保护动作后，按轻瓦斯按钮，使触点返回。然后按下微机主保护装置的复位键，使之复位。3、把重瓦斯触电信号的 1和 2端与微机的重瓦斯信号输入端IN12、公共信号端 INcom相连4、按下重瓦斯按钮，模拟本体重瓦斯继电器动作，观测保护动作情况。保护动作后，按重瓦斯按钮，使触点返回，然后按下微机主保护装置的复位键，使之复位。17五、实验报告1、根据前面实验内容、写出微机型瓦斯保护的实现原理。2、根据实验结果，作出微机型瓦斯保护的逻辑图。3、比较微机保护装置的瓦斯保护与传统瓦斯保护有什么不同?
