电气工程基础实验指导

电气工程基础实验指导

李丽

实验一：电度表接线方式实验

说明：三相电度表的接线方式有两种：三相三线式和三相四线式。

本实验使用三相四线式。选用型号为DTS237电子式电度表。参考电压为3*220/380V；参比频率为50Hz；

同时可以看到试验台线路装置中，有三相电流互感器TA301和电压互感器TV101。当使用电度表测量时，三相电度表有两种接线方式，一种是三相四线直接接入式；一种是经电流互感器接入式。

注：通常规格为3?5(20)A、3?10(40)A、3?15(60)A、3?20(80)A，采用直接接入式接线方式。而3?1.5(6)A采用经互感式接线方式。本实验台模拟10KV、35KV电压，而实际接的电压为380V，实际负载为一个1.5KW的小电机。所以该3*1.5（6）A规格的电度表，在该实验过程中两种接线测量均可以用，实用倍率为BL=1。

实验注意事项：当不使用电度表测量时，面板显示的35KV侧A、B、C、N应左右两侧短接起来。TA301的三相电流互感器的二次侧也要短接起来。 1、 电度表三相四线直接接入式实验： 附图1：三相四线电度表直接接线原理图：

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步骤：实验前，查阅电能计量的相关知识，自学机械式和电子式电能表的工作原理。试验中，按图接线，测量负载电能。最后注意观察脉冲。接线中即1、2、3为一组；4、5、6 为一组；7、8、9 为一组。

2、 三相四线经电流互感器接入式实验：

附图2：三相四线电度表经电流互感器接线原理图：

实验注意事项及步骤：

1)、实验前，查阅电能计量的相关知识，自学机械式和电子式电能表的结构以及工作原理。

2）、试验中，断电，按图接线。注意的是各电流测量取样必须与其电压取样保持同相，特别注意的是各电流互感器的电流测量取样必须与其电压取样保持同相，即1、2、3为一组；4、5、6 为一组；7、8、9 为一组。实验2经电流互感器接入

时，注意，其中1、4、7接电流互感器二次侧S1端，即电流进线端；3、6、9接

电流互感器二次侧S2端，即电流出线端；2、5、8分别接三相电源；10、11是接零端。同时注意：为了安全，应将电流互感器S2端连接后接地。

3）、按图接线完成，经老师检查无误，方可接通电源。步骤为首先合上“电源开关”和“控制开关”， 保护装置上电，旋转“转换开关”，检查10kv进线电压是否正常。然后按下启动按钮，依次合上QS101、QF101、QS102、QF102、QS103, 旋

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转“转换开关”， 检查10kvII母电压是否正常,再合上QS105、QF105,最后用实验导线把“A”、“B”、“C”两端短接起来，三相指示灯亮，电动机运行。开始测量电能。注意观察脉冲情况。

思考题：

1、电压互感器和电流互感器的作用是什么？使用时有哪些注意事项？ 2、什么是实用倍率BL？

3、电子式电能表中，取样电路的作用是什么？

4、DTS237的组别代号是什么意思？1.5（6）A 800imp/KW.h 各代表什么？5、实验中该电能表脉冲灯闪动一次，代表负载耗电多少？

实验报告要求： 1、实验题目 2、实验内容设计 3、实验结果以及分析 4、思考题解答

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实验二 分段自投微机保护实验

（1）WBT-821保护装置运行方式接线图如图3-1所示：

图3-1 接线图

（2） 四种备投方式，六种组合选择

可用方式：方式一,方式二,方式三,方式四,方式一与二组合,方式三与四组合。

充电条件：

a.Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压；

b.QF103、QF102在合位，QF104在分位；

c.分段自投软压板投入；

以上条件均满足，经15秒后充电完成。 放电条件（任一条件满足立即放电）： a. QF104在合位；

b.Ⅰ、Ⅱ母均无压时间大于“无压放电延时”； c.有外部闭锁信号；

d. QF102、QF103、QF104的位置异常；

e.控制回路异常，弹簧未储能，压力异常或TV断线； f.备自投方式错或备投失败。

（3） 自投方式 自投方式1：当充电完成后，Ⅰ母无压、进线一无流，Ⅱ母有压则经延时Tb1后跳开QF103，确认QF103跳开后经整定延时Thq合上QF104。（本实验选方式1）

自投方式2：当充电完成后，Ⅱ母无压、进线二无流，Ⅰ母有压则经延时Tb2后跳开QF102，确认QF102跳开后经整定延时Thq合上QF104。

自投方式3：当充电完成后，QF103跳开，进线一无流且QF102在合位，经延时Tb1后再追跳QF103，确认QF103跳开后，经整定延时Thq合QF104。

自投方式4：当充电完成后，QF102跳开，进线二无流且QF103在合位，经

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延时Tb2后再追跳QF102，确认QF102跳开后，经整定延时Thq合QF104。 加速动作：当有加速动作开入且“加速备投投运”控制字整定为投入时，如果有相对应的进线开关跳位开入，则不再判别进线电流和母线电压等条件，直接进行跟跳进线开关和经延时合分段。

如果跳QF103后3s QF103仍没有跳位，跳QF102后3s QF102仍没有跳位，或者合QF104后持续3s分段无流，在满足以上任一条件后装置报“备自投失败”；如果合QF104后分段有流，则装置报“备自投成功”。

逻辑图如下图3-2：

注：1DL、2DL、3DL分别指面板上的QF103、QF102、QF104。U1、U2分别指I母

和II母。

图3-2 备自投充电逻辑图

注：1DL、2DL、3DL分别指面板上的QF103、QF102、QF104。U1、U2分别指I母

和II母。

图3-3备投逻辑框图

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实验步骤：

1.备自投方式一实验步骤

1）首先用导线将面板上保护装置下面的所有“合闸回路”、“跳闸回路”、短接，再合上“控制开关”和“电源开关”，保护装置上电，旋转“35kv进线电压开关”、“10kv进线电压开关”检查进线电压是否正常。

2）把转换开关打到“就地”的位置（打到就地位置，进行实验装置的实验；打到远方位置，进行远方操作即在后台上实现远程操控）。

3）进入WBT-821保护装置菜单“定值”中，根据实验前的预测和计算对分段自投的保护定值进行修改整定。

4）进入WBT-821保护装置菜单“压板”中投入分段自投保护软压板，把备投方式方式一控制字改成“1”，其他所有保护的硬压板和软压板均退出。 5）按下启动按钮后整个实验台处于正常运行状态，各个断路器处于跳位，跳位指示灯全位绿色。

6）按下面板上除QF104外的所有“手合”按钮，隔离开关全部打到合位，此时“1#车间”、“2#车间”、“3#车间”模拟指示灯全亮。I母、II母带电，35#进线、10#进线有压有流，满足备投保护装置充电条件，经15秒面板主菜单显示充电成功标志“●C1”；

7）人为满足I母故障条件，手动跳开QF103（“3#车间”灯灭），I母无压无流II母有压。满足自投方式1的逻辑后，经设定的延时时间后合桥开关QF104（“3#车间”灯重新亮），在QF104合上后，同时保护装置报“分段自投成功”。 8）当备投成功后在WBT-821保护装置报告中可查看保护的动作时间和动作值等相关信息，再进行实验分析。

2.备自投方式二实验步骤（选做）

1）在分段自投定值中把方式二的控制字改为“1”， 其他方式整定为“0”，满足备自投保护装置充电条件后：

人为满足II母故障条件，手动跳开QF102，进线二无压无流。满足自投方式2的逻辑后，经设定的延时时间后合桥开关QF104，在QF104合上后（“1#车间”、“2#车间”重新亮），同时保护装置报“分段自投成功”。

3.备自投方式三实验步骤（选做）

在分段自投定值中把方式三的控制字改为“1”，其他方式整定为“0”，当备投充满电，手动跳开QF103进线一无流且QF102在合位，经设定的延时时间后保护装置追跳QF103，确认QF103跳开后合QF104，在QF104合上后，此时保护装置报“分段自投成功“。

4.备自投方式四实验步骤（选做）

步骤同方式三，在分段自投定值中把方式四的控制字改为“1”，其他方式整定为“0”，当备投充满电，手动跳开QF102进线二无流且QF103在合位，经设定的延时时间后保护装置追跳QF102，确认QF102跳开后合QF104，在QF104合上后，3S内II母有流，此时保护装置报“分段自投成功”。

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5.备自投加速动作实验步骤

1）在分段自投定值中把方式四的控制字改为“1”，把其他方式的控制子改成“0”，再把面板中的“开关量输入”中的“开入+”和“加速动作开入”短接，投入加速动作硬压板。

2）当备自投充电满以后，按下I母或者II母的分位绿灯指示按钮，此时，QF104经延时直接合闸，在QF104合上后，3S内增加保护电流的任一相或者几相的电流输入，此时，保护装置报“分段自投成功”。

思考题：

1、为什么双母线要设置备自投系统保护？

2、如果备投保护装置充电条件不满足，即面板主菜单未显示充电成功标志“●C1”，会有什么样的结果？

实验报告要求： 1、实验题目 2、实验内容

3、实验结果以及分析 4、思考题解答

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实验三 电动机启动以及功率补偿实验

1.电动机启动实验

通过启动电动机来熟悉系统的运行模式和操作顺序。 1、35kv变10kv线路启动电动机。 首先合上“电源开关”和“控制开关”， 保护装置上电，旋转“转换开关”，检查35kv进线电压是否正常。然后按下启动按钮，依次合上QS301、QF301、QF103、QS104, 旋转“转换开关”， 检查10kvI母电压是否正常（若电压不对可通过“升压”、“降压”来调节调压器来实现），再合上QF104、QS105、QF105,最后用实验导线把“A”、“B”、“C”两端短接起来，三相指示灯亮，电动机运行。

2、10kv线路直接启动电动机。 首先合上“电源开关”和“控制开关”， 保护装置上电，旋转“转换开关”，检查10kv进线电压是否正常。然后按下启动按钮，依次合上QS101、QF101、QS102、QF102、QS103, 旋转“转换开关”， 检查10kvII母电压是否正常,再合上QS105、QF105,最后用实验导线把“A”、“B”、“C”两端短接起来，三相指示灯亮，电动机运行。

3、电动机加载实验。

电动机正常运转以后，打开面板右下角的“电源开关”，电源指示灯亮，调节加载旋钮，监视“负载指示”表，随着电流的增大电动机转速降低，直到电动机停止转动（注意：避免电动机损坏不能长时间加载）

4、变频器启动电动机实验。（选做）

先用导线将变频器和电动机连接起来，然后按下“正转”按钮，电动机顺时针运转，按下“停止”按钮，电动机停转；按下“反转”按钮，电动机逆时针运转，按下“停止”按钮，电动机停转（电动机正转时不允许再按“反转”按钮，反转时不允许再按“正转”按钮）。实验台面板上有调节电动机频率的旋钮，可实现与变频器的切换，详细操作上网查阅变频器使用说明（实验前）。

说明：35kv进线和10kv进线处各有一个智能电量检测仪进行监测。1#智能电量检测仪检测35kv进线电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等量，2#智能电量检测仪检测10kv进线电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等量（操作及修改方法见附录二）

2.无功功率补偿器操作实验：

了解无功功率补偿器的操作方法，掌握无功功率补偿器的原理和作用。 此实验必须用35kv进线线路带电动机来做。 1、首先合上“电源开关”和“控制开关”， 保护装置上电，旋转“转换开关”，检查35kv进线电压是否正常。然后按下启动按钮，依次合上QS301、QF301、QF103、QS104, 旋转“转换开关”， 检查10kvI母电压是否正常（若电压不对可通过“升压”、“降压”来调节调压器来实现），再合上QF104、QS105、QF105,最

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后用实验导线把“A”、“B”、“C”两端短接起来，三相指示灯亮，电动机运行。 2、旋转“补偿方式”开关，打到自动位置，无功功率补偿器工作，此时显示功率因数，当显示功率因数低于“投入”设定值时，无功功率补偿器会自动按顺序投入电容，当显示功率因数高于“切除”设定值时，无功功率补偿器会自动按顺序切除电容，四组电容周期循环，一直达到“投入”值与“切除”值之间为止。

3、旋转“补偿方式”开关，打到手动位置，投入一组电容，打到“2”时，投入两组电容，依次类推，反过来依次切除电容。

4、打开加载电源开关，调节加载旋钮对电动机进行加载，进而改变电动机的功率因数来做无功补偿实验。

注：无功功率补偿器的使用及操作方法祥见附录一。

思考题：

1、实验操作中，要求“依次合上QS101、QF101、QS102、QF102、QS103”，他们个代表什么装置，为什么有操作顺序要求？

2、无功补偿的原理。为什么补偿电容器采取分组三角形接入方式？

实验报告要求： 1、实验题目 2、实验内容

3、设计表格，记录数据，分析实验结果以及结论 4、思考题解答

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实验四 两段式定时限电流保护实验

实验目的：

了解WDH-823保护装置两段式定时限电流保护的原理；熟悉WDH-823保护装置两段式定时限电流保护的不同作用。

装置设有两段定时限电流保护，分别由压板投退。

说明：I段一般用于电流速断保护，用于保护电动机相间短路。电动机起动过程中，保护速断定值自动升为速断整定电流值的整定倍数（菜单整定）躲过电动机的起动电流；当电动机起动结束后，保护速断定值恢复原整定电流值。这样可有效防止起动过程中因起动电流过大而引起误动，同时还能保证运行中保护有较高的灵敏度。

II段为过流保护，作为电流速断保护的后备保护，为电动机的堵转提供保护。II段定时限过流保护在电动机起动过程中自动退出。 实验步骤

1.首先用导线将面板上保护装置下面的所有“合闸回路”、“跳闸回路”短接，再合上“控制开关”和“电源开关”，保护装置上电，旋转“10kv进线电压开关”，检查电压是否正常，按下启动按钮。然后依次合上隔离开关和断路器使电动机运行（方法同电动机启动实验）。

2.把转换开关打到“就地”的位置（打到就地位置，进行实验装置的实验；打到远方位置，进行远方操作即在后台上实现远程操控）。

3.进入WDH-823保护装置菜单“定值”中对两段式定时限电流保护定值进行修改整定。

4.进入WDH-823保护装置菜单“压板”中投入两段式定时限电流保护软压板，其他所有保护的硬压板和软压板均退出。

5.通过以上试验按钮可以做相应的单相接地或相间短路（A、B、C、N为自锁按钮，黄色试验按钮为瞬动按钮，可以满足瞬时性故障），满足实验所需要电流值。

6.当保护动作条件满足时，断路器QF105跳开，保护装置面板跳闸灯亮。在保护装置报告中可查看并记录保护的动作时间和动作值等相关信息，再进行实验分析。

思考题：

1、什么是两段式定时限电流保护？I段和II段各有什么特点？

2、为什么在电动机起动过程中，I段保护的保护速断定值要自动升为速断整定

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电流值的整定倍数（菜单整定）？

实验报告要求： 1、实验题目 2、实验内容

3、设计表格，记录数据，分析实验结果以及结论 4、思考题解答

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/x2rx.html