发电厂变电站电气部分实验指导书

河北水利电力学院

电气工程教研室

2019.1

电气设备实验室实验操作规程

一、实验时不允许带手套、围巾，女生辫子要盘起，以免缠入可动部分。

二、实验时要穿胶鞋，不准穿拖鞋进入实验室，否则，指导老师有权阻止该生作实验。

三、身体不得接触带电部分。实验需改换接线时，必须先拉开电源闸刀，不得带电操作。

四、每个实验线路都必须经闸刀开关才能接入电源。

五、实验接线完毕，必须经指导老师检查同意，方可进行通电实验。

六、实验前要点合一下电源闸刀开关（即合一下又立即拉开）。观察各设备、仪器有无异常现象，仪表指针是否反转等。若正常才正式合上电源开关，合闸时注意要把刀闸合到底，保证接触良好。

七、发生事故时首先要拉开各种电源开关，保持镇静，不得慌乱，并立即报告指导老师配合处理。

八、实验中如损坏仪器、设备，应立即报告指导老师。如属违反规程、规范而损坏者，要按学校规定处理。

九、实验完毕，必须切断电源，将所用设备、导线、仪器等收整好，并清扫实验场地。

《发电厂变电站电气部分》课程实验基本要求

实验是教学工作的重要环节之一，它不仅起到理论联系实际，巩固和加深对理论知识理解的作用同时又培养了学生的操作技能，为今后从事生产劳动，科学实验打下良好的基础。为保证实验的正常进行，提高实验质量和效率，特提出以下基本要求：

一、做好实验前的准备

1．实验前要熟悉实验内容，预习课本中有关章节，认真阅读指导书，明确实验目的、内容、步骤及注意事项。

2．实验前应写好预习报告，实验前指导老师可对学生进行必要的抽查提问，不合格者，指导老师有权阻止该生作实验，认为确实做好了实验前的准备，方可进行实验。

二、实验中要合理分工认真操作

1．实验以小组为单位进行，每组有3~4人组成，推选一名组长，负责实验进行。要求每个学生在实验中都能亲自动手，不做旁观者，组内每个成员要有明确分工，各负责其责。

2．实验前应首先熟悉所需设备的名牌、仪器、使用方法。未经允许，仪器设备不许随意调整、拆开。

3．按实验接线图进行接线。接好线后，经指导教师检查，方可接通电源实验。

4．按照实验步骤逐步进行实验。实验接线中如改变接线必须断开电源，如遇异常现象，立即切断电源，并及时报告老师，查清原因再进行实验。

5．实验完毕，应将全部数据交指导老师审阅，经确认后方可拆线，并整理好实验设备，将仪器放回原处。

三、实验报告

实验报告是实验的总结、实验的成果。它应根据实验测试数据及实验观察到的现象等进行分析，研究得出结论，并和课本相印证。对于某些异常现象也进行分析探讨。

实验报告要简明扼要，字迹清晰，图表整洁，结论正确。内容包括：

1．实验名称、专业班级、组别、姓名、小组成员、试验日期；

2．扼要写出实验目的；

3．实验所用仪器设备的数据；

4．实验接线图，并注明仪器量程；

5．共完成几项实验，实验数据的整理与计算；

6．绘制实验特性曲线；

7．根据实验结果，进行分析探讨，最后得出结论。

目  录

实验一 真空断路器操作机构传动试验---------------------------5

实验二 ZN28-12型真空断路器特性测试实验------------------6

实验三 接地电阻和绝缘电阻的测量-----------------------------9

实验四 高压电气设备“五防”操作实验-----------------------12

实验五 断路器接触电阻测试--------------------------------------14

实验一  真空断路器操作机构传动实验

一、实验目的

掌握真空断路器操作机构的原理结构及控制操作，掌握断路器跳合闸控制方式。

二、实验内容

1．掌握断路器储能过程中各个部件的作用及传动过程；掌握合闸线圈的工作过程及原理，掌握分闸线圈、过电流脱扣线圈的工作过程及原理。

2．学习断路器储能、合闸、分闸的手动和电动操作过程。掌握断路器就地操作、控制室操作（控制开关操作、微机控制操作）的步骤。

3．学习一次系统过流时，由过电流保护（通过电流继电器、时间继电器、信号继电器、中间继电器、分闸线圈到断路器分闸）完成跳闸的过程，保护的接线原理。

三、实验方法与步骤

1．操动机构储能及跳、合闸操作实验

断路器操动机构的储能有电动储能和手动储能两种方式；合闸有手动和电动两种方式；分闸有手动、电动、低电压脱扣和过电流脱扣四种方式。按图4接线，进行断路器储能、合闸、分闸试验。

图4 断路器电动分合闸原理接线图

实验步骤：

1)按实验接线图进行接线；

2)进行操动机构的手动储能，完成合分闸操作；

3)进行操动机构的电动储能，完成合分闸操作。

2．过电流保护分闸实验

接线图如图5所示。

图5 过电流保护跳闸原理接线图

2．保护装置传动控制过程实验

实际接线中过电流保护由电流互感器二次侧引出，经过过电流继电器、时间继电器、信号继电器、中间继电器到、断路器的辅助触点、过流脱扣线圈，完成跳闸过程。

在实验中电流继电器的电流通过调压器二次输出来控制，整定电流继电器的动作电流，调整滑线电阻器的值，使调压器二次侧的电流达到电流继电器的动作值。电流保护动作后，通过电流继电器、时间继电器、信号继电器、中间继电器，完成输出，各继电器的线圈及动作触点采用交流220V电压。因实验室中操动机构中的过流线圈为电流型，故中间继电器的触点通过滑线电阻R2控制输出电流的大小。

实验步骤：

①按实验接线图进行接线；

②合上断路器；

③调整电流继电器的整定电流为5A，调整时间继电器的动作时间；

④调整中间继电器出口回路的电阻值R2，使该回路的电流满足过流线圈的动作要求；

⑤接通过流继电器回路电源，调整调压器使电流增加到过流继电器动作值，观察时间继电器、信号继电器、中间继电器及断路器跳闸的过程。

四、总结实验结论

实验二 ZN28-12型真空断路器特性测试实验

一、实验目的

理解什么是断路器的机械特性；

掌握真路器的机械特性测试的原理、测试的方法；

判断断路器的机械特性是否合理。

二、实验内容

1．用机械特性测试仪测量断路器的分、合闸时间；检查真空断路器三相合闸的同期性；分、合闸先后顺序；分、合闸平均速度。

2．用回路电阻测试仪测量接触电阻。

三、实验方法与步骤

1．熟悉真空断路器的结构、原理。

2．按图1接线，完成真空断路器电气接线，进行电动合闸、分闸试验。

3．检查三相合闸的同期性及分、合闸时间；分、合闸先后顺序；分、合闸平均速度；按图2接线。

操作步骤：

①打开电源；

②按下“设置”健；

③通过“+”或者“-”键，调整开距为11mm;

④再次按下“设置”健；

⑤按下“测量”键，显示屏会显示当前测试状态（合闸测量或分闸测量），此时仪器等待测试；

⑥操作断路器【合闸或者分闸】，用仪器测试并显示结果。

注意事项：

① 当开关出现故障或仪器外接信号线出错时，液晶显示屏进行提示，按下此键，液晶屏回到数据显示状态，可保留上次测量数据。

② 若按下测量键，显示“接线出错”则应对照接线图进行检查接线是否正确，以及断路器状态是否正确。

四、测试数据

五、总结实验结论

实验三 接地电阻和绝缘电阻的测量

一、实验目的

掌握接地电阻和绝缘电阻的测量方法。电力系统设计规程规定了对不同用途的接地装置的接地电阻值有一个最大限制值，超过此值为接地装置不合格，必须采取弥补措施，直到阻值合格。发电厂和变电所接地装置的电阻值至少一年测量一次。因此学会实测技术，是一项基本技能。绝缘电阻是所有带电设备都必须合格的基本要求，所以绝缘电阻测量是最基本的技能。

二、实验内容

1．接地装置电阻值的测量

2．绝缘电阻的测量

三、实验方法与步骤

1．使用仪器及其工作原理

接地电阻测试仪俗称接地摇表。目前，大多使用根据补偿法原.理制成的ZC-8型接地摇表。这种接地摇表测量用的接线端钮有四.个(C1、P1、C2、P2)的和三个(E、P、C)的两种，三个的接线端钮只能测量接地电阻，而四个接线端钮的既可测量接地电阻也可以测量土壤电阻率。

使用四个端钮的接地摇表测量时，应将P2和C2端钮短接后再与被测接地体连接；三个端钮的接地摇表的P2和C2在内部已短接，只引端钮E，测量时将E直接与被测接地体连接。.端钮P(P1)接上电压接地探针P'，端钮C (C1)接上电流接地探针C'，如图6所示。测量时三者之间要保持一定的距离(一般相距20m左右)，而且P'一定要在E'和C'之间。此外，P'和C'的接地电阻不能太大，否则，会影响仪表的灵敏度，甚至测不出来。一般P'本身的接地电阻不应大于1000，C'本身的接地电阻不应大于250。如在高土壤电阻率地区测量时，可将探针周围的土壤灌一些盐水，以降低本身的接地电阻。探针一般用直径为0.5cm，长度为0.5m的镀锌铁棒做成。

2．接地电阻测试仪使用

1)测量前将仪表放平，然后调零，使指针指在红线上。

2)三端钮式接地摇表的接线，图6(a)所示。接地体E'和端钮E连接，电位探针P'和电流探针C'分别与端钮P、C连接后，沿直线相距20米插入地中。四端钮接地摇表的接线如图6(b)所示。

3)将倍率开关放在最大倍数上，缓慢摇动发电机的手柄同时转动“测量刻度盘”以调节至指针停在中心红线处。当检流计接近平衡时，即加快发电机的转速至其额定转速(120r/min)，调节"测量刻度盘"使指针稳定地指在红线位置，检流计平稳地指在零为后，将“测量刻度盘”读数Rs乘以倍率开关所处的倍数，即为所测的接地电阻值。

4)如测量刻度盘的读数小于1，应将倍率开关放在较小的一档，然后重新测量。

5)被测接地电阻小于10时，为了消除接线电阻和接触电阻.的影响，宜采用四端钮接地摇表。测量时将端钮C2和P2的短接片打开分别用导线接到接地体上，并使端钮P2接在靠近接地体的一侧，如图6(c)所示。

3．测量接地电阻注意事项

1) 测量接地电阻时，应将被测接地装置与避雷线或被保护的电气设备断开，如图6(a)、(b)所示。

2）测量电力线路杆塔接地体接地电阻的接线，Z一般取接地体最长射线长度L的4倍，Y取Z的2.5倍，一般取y=80m，Z=120m。电流接地探针和电压接地探针应插在与线路垂直的方向。测量的接地电阻应不大于接地电阻的允许值。

3）接地电阻应在一年中最干燥的季节测量，雨后不应立即测量接地电阻，测量时由于土壤的干湿情况不同，应将仪表读数乘上土壤干湿系数即为接地电阻值。

4)测量时把仪器放平、调零，使指针指在红线上。所有连线截面不应小于1．0～1．5mm²。手摇发电机的速度应保持在120r／min，当指针稳定不动时读数。如摇表指针摆动不定，应改变手摇发电机的转速，以避免外界干扰，使指针稳定。

图6 接地电阻测量的接线

4．绝缘电阻的测量

利用2500伏兆欧表对电压互感器、电力电容、套管进行绝缘电阻的测量。

1）检查仪器：先将兆欧表两接线端分开，以每分钟120转速度摇兆欧表，其指针是应指向无穷大；在将其两接线端短路，以每分钟120转摇兆欧表其指针是应指零位。

2）注意事项：测量过程中兆欧表的接地引线和测量引线不应接触，测量引线不应接地。

3）测量内容：分别测量电压互感器低压绕组对地绝缘电阻、高压绕组对地绝缘电阻、高压绕组对低压绕组绝缘电阻；电力电容两极间和两极对地绝缘电阻；套管的绝缘电阻。

四、总结实验结论

实验四 高压电气设备“五防”操作实验

一、实验目的

1.认识10kV高压成套电气设备的构成、敞开式35kV电气设备的构成。

2.深入理解“五防”设计的作用，认真练习正确的高压电气操作步骤。

二、实验内容

1.详细学习10kV高压成套电气设备的组成元件、结构设计、特点；敞开式35kV电气设备的元件构成、特点。

2.验证机械“五防”设计的结构，错误操作的状态变化；分析电气“五防”的工作原理。

3.验证正确操作的步骤，牢记正确操作的原则、步骤。

三、实验方法与步骤

1.谨记“五防”操作的内容：①防止误分、合断路器。②防止带负荷分、合隔离开关。③防止带电挂（合）接地线（接地开关）。④防止带接地线（接地开关）合断路器（隔离开关）。⑤防止误入带电间隔。

2.认识实验设备的构成、结构。

3.验证错误操作——断路器先合闸，再合隔离开关。

错误操作步骤——如果断路器在实验位置，操作机构储能，断路器合位，再合隔离开关——将断路器移动至工作位置，但机构启动，隔离开关无法合闸——断路器无法移动。

正确操作步骤——如果断路器在实验位置，首先确定断路器是否已经分闸【如果断路器没有分闸，要先分断断路器】，再合隔离开关——将断路器移动到工作位置，操作机构储能，合断路器。

4.验证错误操作——断路器合闸位置，隔离开关合闸位置，拉隔离开关。

错误操作步骤——如果断路器在工作位置，断路器已合闸，再拉隔离开关——将断路器移动至试验位置，但机构启动，隔离开关无法拉开——断路器无法移动。

正确操作步骤——如果断路器在工作位置并且在合闸状态，将断路器分闸，再拉隔离开关——将断路器移动至试验位置。

5.验证错误操作——隔离开关合闸位置，合接地开关。

错误操作步骤——如果隔离开关已合闸——断路器在工作位置，再合接地开关，但机构启动，接地开关无法闭合。

正确操作步骤——如果隔离开关已合闸——断路器在工作位置，首先确定断路器是否已分闸【如果断路器未分闸，则应先分断断路器】，再分开隔离开关——将断路器移动至试验位置，最后再合接地开关。

6.验证错误操作——接地开关合闸位置，合接隔离开关。

错误操作步骤——如果接地开关已合闸，再合隔离开关——将断路器移动至工作位置，但机构启动，隔离开关无法闭合——断路器无法移动。

正确操作步骤——如果接地开关已合闸，首先拉开接地开关，确定断路器是否已分闸【如果断路器没有分闸，要先分断断路器】，再合开隔离开关——将断路器移至工作位置。

7.手车式断路器检修搬运。将断路器由开关柜内移出。

四、总结实验结论

实验五 断路器接触电阻测试

一、实验目的

1.认识什么是接触电阻。

2.理解影响接触电阻的原因。

3.检验接触电阻是否合格，学习接触电阻的测试方法。

二、实验内容

1.详细学习10kV高压真空断路器的结构组成。

2.学习回路电阻测试仪的使用方法。

3.检测10kV真空断路器的每一相的接触电阻是否合格。

三、实验方法与步骤

仪器操作功能介绍:

回路电阻测试仪仪器面板如图一所示：

1)电源开关："I”按下仪器开始供电，"O”按下关断仪器电源。

2)～220V：仪器供电源输入端，本仪器采用~220V供电。

3)I+、I-：为电流输出端子，通过专用测试线为试品提供恒定电流。

4)V+、V-：电压输入端子。

5)液晶：采用128X64大屏幕显示，字体清晰，便于观察，显示操作设置，测试结果，接触电阻值和输出电流值。

6)灰度调节：左右调节此钮，可调整显示字符的对比度。

7)复位键：整机初始化，仪器处在准备状态。

8)选择键：按下此键，选择仪器各项设置。

9)确认健：对所选择的项目进行确认，并自动进入下一项，如果仪器选择项处于测试位置时，按下确认键仪器开始启动电流进行测试。

10)存储键：用于对测试数据进行存储。

11)：仪器接地端。

仪器接线及操作说明:

1)按线：如图一听示，将专用测试线按照颜色红对红，黑对黑，粗的电流线接到对应的I+、I-接线柱扭紧，细的电源线插入到V+，V-的插座内，两把夹钳夹住被测试品的两端。

注意：测试钳的全部连接面应与试品可靠接触

2)仪器操作说明：

①　仪器测试线接好后，插上电源线，打开仪器开关，开机菜单显示如下：

几秒钟后显示如下：

选择电流为100A，200A，按确认键进行时间选择，其中选择时间包括：脉冲、30S、1分钟、连续。选择好时间后按确认键进行测试一查询一设置询环选择，如果要进行测试，可直接按确认键进行测试。

②　选择测试后进行对试品的电阻测试，仪器液晶首先如下界面：

说明仪器正在对试品加电等待电流稳定，几秒钟后进入正在测试界面，开始进行测试，说明充电电流已经稳定。此时界面为：

当仪器数据被测试出后，仪器将显示测试数据，如图所示：

此时按选择键进行打印数据，按存储键将对当前测试数据进行存储，显示如下界面

存储完成后将显示如下界面，

之后返回到测试界面，并显示当前的测试数据。

当测试设定的时间结束时，仪器显示测试结束，并显示最后的测试数据，仪器输出电流变为零，显示界面如下：

此时按下复位健重新接线进行测试或关闭电源，折除测试线，结束测试过程。

③　数据查询

在图四界面下按选择键选择查询，按确认键进入，显示界面如下，

此时显示的为最后一次存储的数据记录。按确认键显示上一条记录，按存储健显示下一条记录，打印数据清按选择键，如果想删除测试记录，请按住确认键的同时按选择键进行所有记录的删除，退出请按复位键。

三、实验方法与步骤

测试数据：

四、总结实验结论

附录：