供配电系统实验指导书09级.docx

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供配电系统实验指导书09级

《供配电系统》

实验教学指导书

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、实验内容和步骤

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、实验内容和步骤

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使用场所。

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进线1无流，II段母线有压。

2>I段备用II段：

II段母线无压，2DL进线2无流，I段母线有压。

动作过程：

对启动条件1>当1DL处于分位置，经延时后合上3DL。

对启动条件2>当2DL处于分位置，经延时后合上3DL。

退出条件：

3DL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

三、实验内容和步骤

1．进线备自投实验

状态一：

将“备用方式”、“明备用线路选择”旋至空挡（垂直状态）。

（1）打开总操作电源，合闸进线电源总开关，将选择开关QF1、QF4旋至合闸。

（2）将“备用方式”旋至“明备用”，将“明备用线路选择”旋至“2#进线”。

（3）将选择开关QF1旋至分闸，观察各进线断路器动作。

（4）将备自投控制选择开关恢复初始状态。

状态二：

将“备用方式”、“明备用线路选择”旋至空挡（垂直状态）。

（1）打开总操作电源，合闸进线电源总开关，将选择开关QF2、QF4旋至合闸。

（2）将“备用方式”旋至“明备用”，将“明备用线路选择”旋至“1#进线”。

（3）将选择开关QF2旋至分闸，观察各进线断路器动作。

（4）将备自投控制选择开关恢复初始状态。

2．分段开关备自投实验

状态一：

将“备用方式”、“明备用线路选择”旋至空挡（垂直状态）。

（1）打开总操作电源，合闸进线电源总开关，将选择开关QF1、QF2旋至合闸。

（2）将“备用方式”旋至“暗备用”。

（3）将选择开关QF1旋至分闸，观察各进线断路器动作。

（4）将备自投控制选择开关恢复初始状态。

状态二：

将“备用方式”、“明备用线路选择”旋至空挡（垂直状态）。

（1）打开总操作电源，合闸进线电源总开关，将选择开关QF1、QF2旋至合闸。

（2）将“备用方式”旋至“暗备用”。

（3）将选择开关QF2旋至分闸，观察各进线断路器动作。

（4）将备自投控制选择开关恢复初始状态。

四、实验报告

1．根据实验现象分析备自投各种运行方式的工作原理。

实验七功率因数补偿实验

一、实验目的

1、认识无功补偿的意义。

2、熟悉智能无功补偿装置的使用方法。

二、原理说明

无功补偿的重要目的是防止低压线路功率因数较低，导致电压下降或发电机组感性功耗增加。

所以低压无功补偿的作用非常重要。

无功补偿的主要方法为补偿电容器组，本实验装置的补偿控制方式有手动和微机自动控制两种。

无功补偿安装位置以及结构原理如图1-1。

本实验装置内为A相单相补偿，电容器组的参数如下表3-1：

表3-1

组数

电容值（uF）

补偿无功功率（kVar）

第1组

1

0.015

第2组

1

0.015

第3组

2.2

0.033

第4组

2.2

0.033

无功计算方法：

XC—电容器的容抗

f—电源频率（Hz）

U—电容两端的电压（kV），本装置内按220V计算

C—电容值（μF）

QC—无功功率（kVar）

三、实验内容和步骤

1、手动无功补偿实验

1）将“无功补偿方式”选择开关旋至“停止”。

2）1#进线供电，母线开关QF4闭合，两条母线同时投入。

楼宇负荷选择均为内部，投入全部负荷，相关操作步骤可参考实验三。

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。

3）将“无功补偿方式”选择开关旋至“手动”、“2”、“3”、“4”。

观察电容器组的投入情况，功率因数的变化，分析原因。

注意：

手动投切时，可在智能无功补偿装置上查看功率因数变化，该装置也会发出投入信号，但不会控制电容器组的投切。

2、自动无功补偿实验

1）将“无功补偿方式”选择开关旋至“自动”。

2）1#进线供电，母线开关QF4闭合，两条母线同时投入。

按照智能无功补偿装置的使用说明书学习操作装置，熟悉各功能设置。

注意：

1#母线失电时，智能无功补偿装置停止工作。

3）楼宇负荷选择均为内部，投入全部负荷。

相关操作步骤可参考实验三。

4）设置参数如附录一出厂设置参数，观察电容器组的投入情况，投入指示灯的变化规律，功率因数的变化，分析原因。

5）切除2#母线上全部负荷，逐渐切除1#母线上的负荷，观察电容器组变化情况，分析变化规律。

6）切除全部负荷，关闭电源开关。

注意：

可以在智能无功功率自动补偿器JKL5CF上监测总进线电源的功率因数，在1#母线上投切电容器组。

四、实验报告

1．分析手动和自动无功补偿的区别。

2、说明无功补偿的工作原理。

3、分析欠补偿和过补偿的区别。