工厂供电实验指导书1

1、工厂供电系统实训装置实验指导书第一章 工厂供电电气接线图的认知实验一 电气主接线图的认知一实验目的1了解电气主接线图的基本要求。2掌握电气主接线图的绘制方法。3. 熟悉实验装置的电气主接线图。4认识各种电气设备的作用。二实验知识电气主接线图是由电力变压器、各种开关电器、电流互感器、电压互感器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等电气设备以电力输送的顺序相连接的接受和分配电能的电路。对工厂便配电所的主接线方案有下列基本要求（1）安全性：必须保证在任何可能的运行方式及检修状态下运行人员及设备的安全。（2）可靠性：能满足各级用电负荷供电可靠性要求。（3）灵活性：主接线应在安全、可靠的前提下，力

2、求接线简单运行灵活，应能适应各种可能的运行方式的要求。（4）经济性：在满足以上要求的条件下，力求达到最少的一次投资与最低的年运行费用最低。电源进线一般配电所有两路电源进线，一路是架空线路WL1，另一路是电缆线路WL2。最常见的进线方案是：一路电源来自发电厂或电力系统变电站，作为正常工作电源，而另一路电源来自临近单位的高压联络线，作为备用电源。考虑到仅限断路器在检修时有可能两端来电，因此为保证断路器检修时的人身安全，断路器两侧均装设有高压隔离开关。母线的主接线母线（bus）实质上是主接线电路中接受和分配电能的一个电气联结点，形式上它将一个电气联结点延展成一条线，以便于多个进出线回路的联结。图1-

3、1单母线制形式有汇流母线的主接线是我国目前广泛采用的接线形式，按母线设置组数的不同，又可分为单母线接线和双母线接线两大类。1单母线接线常用的单母线接线方式有单母线制和单母线分段制。单母线制形式如图所示，是有汇流母线的主接线中结构最为简单的一类。在这种接线中所有电源和引出线回路都连接于同一母线上。单母线制的可靠性和灵活性都较低，母线或连接于母线上的任一隔离开关发生故障或检修时，都将影响全部负荷的用电。2. 双母线接线对于特别重要的负荷，当采用单母线分段接线，可靠性不能满足要求时，可考虑采用双母线接线，如图所示。W1为工作母线，W2为备用母线，其间通过断路器QF连接起来，QF称为母联断路器。图1-

4、2双母线制形式3.桥式接线当只有两台变压器和两条线路时，可以采用桥式接线。桥式接线是单母线分段接线中进出线回路数相同，且取消进线或出线断路器时的特殊情况，将此时的母线分段断路器称为桥断路器。桥式接线按照桥断路器的位置可分为：内桥式接线、外桥式接线桥断路器在进线断路器的外侧（即进线侧），则称为外桥式接线，如图a所示。桥断路器在进线断路器的内侧（即变压器侧），则称为内桥式接线 ，如图b所示。图1-3-b内桥式结构图1-3-a外桥式结构内桥式接线的特点是：线路的投切比较方便，变压器的投切比较复杂，所以内桥式接线适用于进线线路较长，负荷比较平稳，变压器不需要经常投切的场合。外桥式接线的特点和内桥相反：

5、它适用于进线线路较短、负荷变化较大，变压器需要经常切换的场合。桥式接线有工作可靠、灵活、使用的电器少、装置简单清晰和建设费用低等优点，并且它特别容易发展为单母线分段和双母线接线。因此广泛使用在220kV及以下的变电所中，具有两路电源的工厂企业变电所也普遍采用，还可以作为建设初期的过渡接线。高压配电出线配电所共有六路以上的高压出线。有两路分别由两段母线经隔离开关断路器配电给2号车间变电所。有一路由左段母线WB1经隔离开关断路器供1号车间变电所；另一路由右段母线WB2经隔离开关断路器供3号车间变电所。此外，有一路由左段母线WB1经隔离开关断路器供无功补偿用的高压并联电容器组，还有一路由右段母线WB

6、2经隔离开关断路器供一组高压电动机用电。所有出线断路器的母线侧均加装了隔离开关，以保证断路器和出线的安全检测。主线路中主要包括的电气设备有高压断路器、高压隔离开关、熔断器、避雷器、互感器、电力变压器等。电力变压器（power transformer）是变电所的核心设备，通过它将一种电压的交流电能转换成另一种电压的交流电能，以满足输电、供电、配电或用电的需要。高压断路器(higt-voltage circuit-breaker)是电力系统中非常重要的开关电器，它具有很好的灭弧装置，不仅能开断或接通回路中正常的负载电流，而且能够切断故障时回路中的短路电流。高压断路器的文字符号为QF。隔离开关(di

7、sconnector)的主要功能是隔离电源，当它处于分闸状态时，有着明显的断口，使处于其后的高压母线、断路器等电力设备与电源或带电高压母线隔离，以保障检修工作的安全。由于不设灭弧装置，隔离开关一般不允许带负荷操作，即不允许接通和分断负荷电流。高压熔断器（fuse）是供配电网络中人为设置的最薄弱的元件。当其所在电路发生短路或长期过载时，它便因过热而熔断，并通过灭弧介质将熔断时产生的电弧熄灭，最终开断电路，以保护电力电路及其它的电气设备。避雷器(lightning arrester)是用来防止雷电过电压波沿线路侵入便配电所或其他建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。避雷器应与被保护设备并联，且安装在

8、被保护设备的电源侧，当线路上出线危及设备绝缘的雷电过电压时，避雷器的火花间隙就被击穿，或由高阻变为低阻，通过接地引下线使过电压对大地放电，从而保护了设备的绝缘。三实验说明电气主接线图是由电力变压器、各种开关电器、电流互感器、电压互感器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等电气设备以一定次序相连接的接受和分配电能的电路。电源进线模拟配电所两路电源进线，一路是架空线路WL1，另一路是电缆线路WL2。一路电源来自发电厂或电力系统变电站，作为正常工作电源，而另一路电源来自临近单位的高压联络线，作为备用电源。考虑到仅限断路器在检修时有可能两端来电，因此为保证断路器检修时的人身安全，断路器两侧均装设

9、有高压隔离开关。母线的主接线母线（bus）实质上是主接线电路中接受和分配电能的一个电气联结点，形式上它将一个电气联结点延展成一条线，以便于多个进出线回路的联结。高压配电出线配电所共有六路以上的高压出线。有两路分别由两段母线经隔离开关断路器配电给2号车间变电所。有一路由左段母线WB1经隔离开关断路器供1号车间变电所；另一路由右段母线WB2经隔离开关断路器供3号车间变电所。此外，有一路由左段母线WB1经隔离开关断路器供无功补偿用的高压并联电容器组，还有一路由右段母线WB2经隔离开关断路器供一组高压电动机用电。除此之外，一般还有一路到两路的测量出线。所有出线断路器的母线侧均加装了隔离开关，以保证断路

10、器和出线的安全检测。该主线路中主要包括的电气设备有：高压断路器、高压隔离开关、熔断器、避雷器、互感器、电力变压器等。在实验设备的主线路中的电力变压器（power transformer）用可调压的380/110V的中等容量的电力变压器模拟。高压断路器利用点动按钮控制继电器的吸合断开模拟，断路器的合闸和分闸用绿色按钮和红色按钮模拟，绿灯亮表示断路器处于分状态、红灯亮表示断路器处于合状态。隔离开关用接触器的线圈吸合断开状态模拟。在操作时请按正确的操作方法操作。 图1-4 QSGPD-GG1型工厂供电系统实训装置系统主接线图图1-4为QSGPD-GG1型工厂供电系统实训装置系统主接线图，对于大型工厂

11、及某些电源进线电压为35KV及以上的中型工厂，通常经过两次降压，也就是电源进厂以后，先经总降压变电所（HSS），其中装有较大容量的电力变压器，将35KV及以上的电源电压降为10KV的配电电压，然后通过10KV的高压配电所（HDS）将电能送到各个车间变电所，也有的经过高压配电所再送到车间变电所（STS），最后经车间变电所的配电变压器降为一般低压用电设备所需的电压。总降变电所（HSS）有两路35KV电源进线，一路是模拟的架空线路WL1，另一路模拟的是电缆线路WL2。本实验装置采用最常见的进线方案是：一路电源来自发电厂或电力系统变电站，作为正常工作电源，而另一路电源来自临近单位的高压联络线，作为备用

12、电源。总降变电所的出线一路降压之后的10KV到高压配电所，另一路为35KV高压电动机供电。高压配电所（HDS）及车间负荷一路进线为总降变电所过来的电源，做为正常工作电源使用，另一路为来自邻近工厂的电源，做为备用电源使用。它的出线分为七路，其中两路到测量表计、一路到无功补偿柜、三路为动力出线，一路到分输电线路，并配有UPS电源。四实验步骤1.实验前请认真阅读实验指导书,掌握工厂供电系统电气主接线图的相关知识。2.认识实验装置的模拟电气主接线图，熟悉各个电气设备以及它们的作用。3.注意在上电前要把所有的隔离开关都打在OFF档。4.检查无误，合上三相电源和控制电源，观察主线路上断路器的分合状态（断路

13、器的绿灯亮表示分状态、红灯亮表示合状态）。实验二 触摸屏的正确操作一.实验目的1了解触摸屏的组态软件。2掌握触摸屏的使用方法。二.实验说明人机界面是在操作人员和机器设备之间做双向沟通的桥梁，用户可以自由的组合文字、按钮、图形、数字等来处理或监控管理及应付随时可能变化信息的多功能显示屏幕。随着机械设备的飞速发展，以往的操作界面需由熟练的操作员才能操作，而且操作困难，无法提高工作效率。但是使用人机界面能够明确指示并告知操作员机器设备目前的状况，使操作变的简单生动，并且可以减少操作上的失误，即使是新手也可以很轻松的操作整个机器设备。使用人机界面还可以使机器的配线标准化、简单化，同时也能减少PLC 控

14、制器所需的I/O 点数，降低生产的成本同时由于面板控制的小型化及高性能，相对的提高了整套设备的附加价值。触摸屏作为一种新型的人机界面，从一出现就受到关注，简单易用，强大的功能及优异的稳定性使它非常适合用于工业环境，甚至可以用于日常生活之中，应用非常广泛，比如:自动化停车设备、自动洗车机、天车升降控制、生产线监控等，甚至可用于智能大厦管理、会议室声光控制、温度调整。随着科技的飞速发展，越来越多的机器与现场操作都趋向于使用人机界面， PLC 控制器强大的功能及复杂的数据处理也呼唤一种功能与之匹配而操作又简便的人机的出现，触摸屏的应运而生无疑是21世纪自动化领域里的一个巨大的革新。本实验装置采用10

15、.4英寸65532色全彩触摸屏，通过组态形象的模拟了工厂供电系统，让用户更加方便、安全的对电气线路进行控制和测量。触摸屏的组态软件具有以下功能：1.遥控通过组态软件可以进行供电系统电气设备的模拟控制以及变频器的控制。图2-1触摸屏遥控界面2遥调通过组态软件可以进行变压器有载调压和无功功率补偿的操作。图2-2 触摸屏遥调界面3遥信通过触摸屏组态软件的遥信列表可以观测当前电气线路的各个电器控制原件的状态。4遥测通过触摸屏组态软件的遥测列表可以检测各个仪表的示数，在电压棒图可以更加直观的观测线路的电压情况。电流曲线观测线路短路的电流，通过左右滑动可以查看历史数据。图2-4 触摸屏遥测界面5.事件信息

16、通过触摸屏组态软件的事件信息列表可以详细的观察线路故障和解决情况。图2-5 触摸屏事件信息界面三实验内容和步骤1.实验前请认真阅读实验指导书。了解触摸屏组态软件的使用说明。2合上主电源开关、控制电源开关，听见“叮”的一声，此时开关电源工作，触摸屏上电。3.观察触摸屏，经过一个公司LOGO之后会进入到主界面，即遥控界面。请学生点击触摸屏的密码设置，根据触摸屏上的数字输入仪输入密码“111”，此时，用户权限为2级，可以对触摸屏进行控制。4.用户根据以上触摸屏使用说明和实验指导书熟悉组态软件的各个选项卡，并继续熟悉电气主接线图。5.认真观察老师的操作，观察电气主接线图和组态软件的联系。6.实验结束后

17、，请关闭三相电源、控制电源和UPS电源。第二章 工厂变配电室值班技能培训实验三 变压器的有载调压一实验目的了解变压器有载调压的目的和原理。二实验说明当变压器的一次侧电压发生较大偏移时，可利用有载调压开关在不间断供电的条件下切换高压侧绕组分接头，变更二次绕组的变压比，以改变变压器的二次电压；这就是变压器的有载调压。有载调压开关与变压器成套供应，但需要放在单独的油箱中。有载调压开关定触头装在同一半径的圆上，分别与变压器的高压侧绕组分接头相连。滑动触头包括一个主触头和两个辅助触头。主触头的作用是，在调压过程结束后，接通变压器高压绕组的两个分接头，提供一个负荷电流通路；辅助触头的作用是，在调压过程中保

18、证不间断向负荷供电。滑动触头在圆周上滑动，不断的切换变压器高压侧的分接头，以改变变压器的二次电压。串接于辅助触头的过渡电阻（或电抗器）的作用是为了抑制在调压瞬间被短接的线圈中出现的短路电流。选用有载调压器装置应时应注意：（1）当两台有载调压变压器并联运行事，由于两台调压开关很难保证同步切换，在运行中应慎重。（2）发生短路故障时，继电保护装置应保证有载调压开关不动作。（3）主变压器停电时，应使用有载调压开关及时复位到额定电压位置。（4）定期检查有载调压开关的绝缘油，不符合质量要求时应立即更换。（5）经常检查开关机构是否完好可靠，动定触头磨损和烧毁情况。三实验步骤及内容本实验台采用的是三相有载调压

19、变压器和PLC来进行变压器的有载调压的。三相有载调压变压器的高压侧绕组每个分接头与一个交流接触器相连相连，接触器的线圈与PLC的输出相连，升压、降压按钮的触点与PLC的输入相连。通过升压、降压按钮可以进行变压器的有载调压。按下升压按钮一次电压会上升5%，按下降压按钮一次电压会下降5%。（1）打开主电源和控制电源，再打开开关电源，开关电源是通过UPS进行控制的。（2）此时三相有载调压变压器指示灯显示0%的位置，表明变压器二次侧的电压值110V。（3）按下升压按钮一次，指示灯显示5%，表明二次侧电压升高了5%。每按一次就会升高5%。当升高到10%时，再按升压按钮，电压将不会再升高。（4）再按降压按

20、钮一次，指示灯会显示为5%,每按一次二次侧电压就会下降5%，当下降至-10%时，再按降压按钮时，电压将不会再下降。（5）通过触摸屏上的遥调信号也可以对三相有载调压变压器进行调节，操作方法与上面相同。实验四 线路停送电操作一实验目的 掌握工厂供电系统如何进行线路的停送电操作。二实验说明电气设备在运行中要将电气设备由一种运行状态转变到另一种运行状态，就需要进行一系列的倒闸操作。倒闸操作主要是指为适应电力系统运行方式改变的需要，而必须进行的拉、合断路器、隔离开关、高压熔断器等(以下简称一次设备)的操作。为适应一次设备运行状态的改变，继电保护及自动装置(以下简称二次设备)运行状态亦应作相应的改变，如继

21、电保护装置的投入或退出、保护定值的调整等。 在输电线路中，线路的停送电操作对于线路的安全是很重要的，错误的操作往往会带来很严重的后果，轻则造成运行设备的故障，损坏；重则有可能造成整个输电线路的故障甚至瘫痪。所以掌握正确的线路停送电操作是保证系统安全稳定运行的强有力措施线路在送电操作时，先合上母线侧隔离开关，再合上线路侧隔离开关，最后合上断路器。停电操作则与送电操作顺序相反。下面就本实验中的线路停送电的操作进行说明如下：对于上面的线路，我们对其进行停送电的操作时，正确的操作方法是：对线路进行送电的时候，先合上电源侧隔离开关QS1，然后合上线路侧隔离开关QS3，最后再合上断路器QF1的合闸按钮，这

22、样才完成了一次送电操作。当对线路进行停电操作的时候，应先按下断路器QF1的分闸按钮，再拉开线路侧隔离开关QS3，最后再拉开电源侧隔离开关QS1，进行一级一级的断开，这样才能保证线路的安全。这样操作的原因是因为隔离开关不允许在带负载的情况下进行操作，故在送电时先合上隔离开关，再合上断路器；停电时先断开断路器，再拉开隔离开关。三实验内容及步骤认真阅读上面叙述的具体操作，并理解这样操作的原因，然后在实验柜上对线路的停送电进行几次具体的操作，并要细心体会和熟悉这样的操作。1点击触摸屏上的倒闸操作选项按钮即可进入倒闸操作截面，点击线路倒闸操作按钮即可进行线路倒闸操作。2按照触摸屏上的操作作业指导书上的步

23、骤在实验柜上进行正确的倒闸操作，如果操作步骤与指导书上的步骤不一致，则会出现操作错误提示。3操作完成后再点击线路倒闸操作按钮，此时才表明此次操作已经结束。再进行操作就不会有错误提示。实验五 变压器的倒闸操作一实验目的1.理解变压器倒闸操作的目的和意义。2.掌握变压器倒闸操作的正确方法。二实验说明从电力生产事故发生的各种因素来看，发生事故的因素有人、设备工具、管理指挥、作业对象和生产环境。人是其中最活跃、最难掌握的因素。在电力生产的全过程中，人始终占有决定性的主导作用。据事故资料统计分析，在事故发生的各类原因中，人为因素造成的事故约占事故总数的80%。对运行人员人为因素造成的事故结果就是误操作事

24、故。电气误操作指带负荷拉合隔离开关、带接地线或接地刀闸合闸、带电挂接地线或带电合接地刀闸等。出现以上事故，轻则会对电气设备造成冲击、损坏触头或设备，重则会导致电网瓦解，波及整个电网或造成人身伤亡。 倒闸操作的正确与否，是保证人身设备安全，电网稳定运行的主要前提。变压器的倒闸操作是指单电源变压器停电时应先断开负荷侧断路器，再断开电源侧短路器，最后拉开各侧隔离开关；送电顺序与此相反。双电源或三电源变压器停电时，一般先断开低压侧断路器，再断开中压侧断路器，然后断开高压侧断路器，最后拉开各侧隔离开关，送电顺序与此相反。 本实验柜采用的是单电源变压器供电，下面就具体的操作方法说明如下：上图中，对变压器进

25、行倒闸操作的正确方法是：停电操作时先按下出线侧断路器QF5的分闸按钮，断开断路器QF5，再按下电源侧断路器QF3的分闸按钮，断开断路器QF3,然后拉开出线隔离开关QS9，最后拉开电源隔离开关QS5。送电顺序正好与之相反。先合上电源隔离开关QS5，再合上出线隔离开关QS9，然后按下电源侧断路器QF3的合闸按钮，最后按下出线侧断路器QF5的合闸按钮。这就完成了一次变压器的倒闸操作。三实验内容及步骤认真阅读上面叙述的具体操作，并理解这样操作的原因，然后在实验柜上对变压器的倒闸操作进行几次具体的实践，并要熟悉这样的操作。1点击触摸屏上的倒闸操作选项按钮即可进入倒闸操作截面，点击变压器倒闸操作按钮即可进行变压器倒闸操作。2按照触摸屏上的操作作业指导书上的步骤在实验柜上进行正