供配电系统实验指导书-09级

1《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。2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。32．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。4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5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。6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：7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：1II段备用I段：I段母线无压，1DL进线1无流，II段母线有压。2I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、实验内容与步骤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。8（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。9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无功计算方法：2322C2C314.01021UXUQCUfCUwC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、实验内容与步骤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、自动无功补偿实验组数电容值(uF)补偿无功功率（kVar）第1组10.015第2组10.015第3组2.20.033第4组2.20.033101）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。