课程设计(终极版)

  • 格式:doc
  • 大小:470.50 KB
  • 文档页数:13

课程设计说明书

设计题目:中性点不接地系统故障分析的实验方案设计

指导老师:陈新苗

姓 名:唐柏成

学 号:0802100141

班 级: 电气工程及其自动化08级1班

组 员:林国安

蒋 尚

李华平

完成时间:2012.01.06

课程设计说明书

1 目录

1、实验目的和意义………………………………………………3

2、设计方案

2.1、实验设计接线原理图……………………………………………………3

2.2、实验步骤与内容…………………………………………………………4

2.2.1、正常无故障实验………………………………………………………4

2.2.2、单相接地实验…………………………………………………………5

2.2.3、单相接地与其他故障的鉴别…………………………………………5

3、实验数据表……………………………………………………6

4、实验数据分析

4.1、正常运行…………………………………………………………………8

4.2 A相直接接地……………………………………………………………8

4.3 B相直接接地………………………………………………………………8

4.4 C相直接接地……………………………………………………………8

4.5, A相直接接地(有消弧线圈)……………………………………………8

4.6 2TV一次A相断……………………………………………………………9

4.7 2TV一次A、B相断…………………………………………………………9

4.8 线路A相全断线(不接2TV)………………………………………………10

4.9 线路A部分断线(不接2TV)………………………………………………11

4.10 线路两相全断线(不接2TV)……………………………………………11

4.11 线路两相部分断线(不接2TV)…………………………………………12

4.12线路A相全断线(接2TV)…………………………………………………12

4.13线路A相部分断线(接2TV)………………………………………………12

5、实验总结………………………………………………………13

6、参考文献………………………………………………………14

课程设计说明书

2 1、实验目的和意义

电力系统中性点的接地方式分为中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地。通过本次实验,了解电力系统中性点不接地系统的构成及功能,熟悉中性点不接地系统装置的基本构成、基本实验和检测方法,并模拟了电力系统中性点不接地系统在正常情况下和各种可能出现的故障情况下系统的运行情况,并与理论分析计算值相比较,得出相应的结论。

同时通过实验使学生掌握和巩固了对电力系统中性点不接地方式的认识与理解以及对可能出现的各种故障的特征了解,并能运用到实际电力系统中。同时也培养了学生的实践能力、分析与运用能力,加强了电气工程实践训练,提高了学生的专业素质。

2、设计方案

2.1、实验接线原理图

中性点不接地系统实验接线如图所示:

课程设计说明书

3 外电源通过三单相变压器组隔离后自成380V的小接地电流系统。变压器一次侧可以接成星形或三角形,二次侧必须接成星形。用电容器1C~3C模拟系统的对地电容。A相通过接地开关Qd接地,可以实现单相接地或不接地,电压互感器2TV接成星形——星形——开口三角接线,由三个单相电压互感器构成,单相互感器的电压比为:3100/3380,3100V,互感器一、二次星形中性点接地。注意各接地点应先接在一起再一点接地。

变压器中性点通过开关QL接消弧线圈L,在实验中L用一个单相调压器来代替,调压器输入端空着,只接输出端,可以调节电抗的大小。电流表5PA、6PA、7PA、8PA用来测量相关回路的电流,如果电流表不够,7PA、8PA可以用5PA、6PA来代替。

2.2、实验步骤与内容

2.2.1、正常无故障实验

(1)合上三相交流电源,用相序表检查是实验系统是否为正相序,然后用万用表测量并记录系统三个线电压(UAB 、UBC 、UCA),三个相电压(UAN、UBN、UCN),三个相对地电压(UAd、UBd、UCd),分析各组电压之间的数量关系。

(2)测量变压器中性点对地电压UNd ,与理论值比较。

(3)分别测量三只电容器的电流Ica、Icb、Icc,与理论值进行比较。

(4)测量三只电容器公共接地出的电流Ic(8PA),对测量值进行分析。

(5)测量电压互感器二次侧三个线电压(Uab、Ubc 、Uca),三个相对地电压(Uad 、Ubd 、Ucd)。

(6)测量电压互感器二次侧开口三角各绕组电压(Ua2 、Ub2 、Uc2)和开口电压Uo,对测量值进行分析。

以上各测量量分别列入表格中。

2.2.2、单相接地实验

1、合上接地开关Qd将A相直接接地。

2、用万用表测量并记录系统三个线电压(UAB 、UBC 、UCA),三个相电压(UAN、UBN、UCN),与正常运行值比较是否有变化,分析单相接地时系统是否能继续运行。

3、测量并记录系统三个相对地电压(UAd、UBd、UCd)和中性点对地电压UNd,与正常运行值比较是否有变化,画出向量图分析各对地电压之间的数量和相位关系。

4、分别测量并记录三只电容器的电流Ica、Icb、Icc,以及三只电容器公共端接地处的电流Ic,和接地处电流Id,与正常运行值比较,画出向量图分析各电流之间的数量和相位关系。

5、测量并记录电压互感器二次侧三个线电压(Uab、Ubc 、Uca),三个相对地电压(Uad 、Ubd 、Ucd),与正常值进行比较,分析如何判明接地故障和接地组。

6、测量电压互感器二次侧开口三角各绕组电压(Ua2 、Ub2 、Uc2)和开口电课程设计说明书

4 压Uo,与正常运行值比较,画出向量图分析开口三角各绕组对地电压之间的数量和相位关系。

7、分别对B、C相直接接地,重复以上实验。

2.2.3、单相接地与其他故障的鉴别

(A)电压互感器一次熔断器熔断

一、A相熔断器熔断:拉开Qd,将电压互感器一次侧A相熔断器拔下,测量一次侧三个相对地电压(UAd、UBd、UCd)、变压器中性点对地电压UNd和互感器二次侧线电压(Uab、Ubc 、Uca)、三个相对地电压(Uad 、Ubd 、Ucd)、开口三角电压(Ua2 、Ub2 、Uc2)和Uo,记入表格中并与A相接地的测量值比较,分析与单相接地故障的区别。

二、A、B相熔断器熔断:拉开Qd,将电压互感器一次侧A、B相熔断器拔下,测量一次侧三个相对地电压(UAd、UBd、UCd)、变压器中性点对地电压UNd和互感器二次侧线电压(Uab、Ubc 、Uca)、三个相对地电压(Uad 、Ubd 、Ucd)、开口三角电压(Ua2 、Ub2 、Uc2)和Uo,记入表格中并与表中A相接地的测量值比较,分析与单相接地故障的区别。

(B)线路断线

一、不接电压互感器单相断线实验

1. 拔出互感器熔断器,将A相两只电容器都拆下,模拟线路A相在电源端断线,测量一次侧三个相对地电压(UAd、UBd、UCd)、变压器中性点对地电压UNd,记录在表格里。

2. 画出A相完全断线时的电压向量图,对实验结果进行分析,并与理论值比较。

3. 将A相两只电容器拆下一只,模拟线路A相部分断线,测量一次侧三个相对地电压(UAd、UBd、UCd)、变压器中性点对地电压UNd,记录在表格里。

4. 画出A相不完全断线时的电压向量图,对实验结果进行分析。

5. 根据实验结果分析,说明断线相和非断线相对地电压的范围以及的判别断线相的原则。

6. 分析单相断线与单相接地故障的区别。

二、不接电压互感器两相断线实验

1) 拔出互感器熔断器,将A、B相两只电容器都拆下,模拟A、B相在电源端断线,测量一次侧三个相对地电压(UAd、UBd、UCd)、变压器中性点对地电压UNd,记录在表格里。

2) 画出A、B相完全断线时的电压向量图,对实验结果进行分析,并与理论值比较。

3) 将A、B相两只电容器拆下一只,模拟线路A、B相同时部分断线,测量一次侧三个相对地电压(UAd、UBd、UCd)、变压器中性点对地电压UNd,记录在表格里。

4) 画出A、B相不完全断线时的电压向量图,对实验结果进行分析。

5) 根据实验结果分析,说明断线相和非断线相对地电压的范围以及的判别断线相的原则。

6) 分析单相断线和单相接地故障的区别。

三、接入电压互感器单相断线实验 课程设计说明书

5 i. 将互感器熔断器插上,将A相两只电容器都拆下,模拟线路A相完全断线,测量测量一次侧三个相对地电压(UAd、UBd、UCd)、变压器中性点对地电压UNd和互感器二次侧三个线电压(Uab、Ubc 、Uca)、三个相对地电压(Uad 、Ubd 、Ucd)、开口三角电压(Ua2 、Ub2 、Uc2)和Uo,记入表格中。

ii. 实验测定电压互感器不同电压时的激励电抗,电压应加到线电压。

iii. 根据实验参数计算出系统中性点对地电压和各相对地电压,与实验值比较。

iv. 说明电压互感器激励电抗的影响。

3、实验数据表

表1 实验接线设备表

符号 名 称 型号规格 单位 数量 备注

2TM 单相变压器组 BK-100,380、220/220V 台 3 一次抽头

2TV 电压互感器 JDG-0.5改 台 3

1~3C 电容器 1μF,交流630V 只 6 每相2只

Qd,QL 转换开关 LW5-15,D0084/1 只 2

L 单相调压器 台 1

5~8PA 交流电压表 500mA 只 4

表2 线电压和相电压测量值(V)

运行情况 ABU BCU CAU ANU BNU CNU

正常运行 420 417 420 241.6 244.8 245.4

A相直接接地 409 417 420 241.3 237.3 243.8

B相直接接地 420 407 414 243.9 239.6 237.2

C相直接接地 412 418 408 237.7 242.5 239.8

A相直接接地

(有消弧线圈) 413 416 416 238.7 239.2

245.6

表3 系统对地电压测量值(V)

运行情况

AdU BdU CdU NdU

正常运行 246 243.3 245 3.58

A相直接接地 0.311 408 423 241.4

B相直接接地 420 0 406 239.1