(B卷)山东大学发电厂变电所控制课程试卷含答案(A4版)

1、山东大学发电厂变电所控制课程试卷（A）一、610kV线路过电流保护的原理接线图如下图所示。1 .试说明图中的主要元件及其功能。2 .根据原理接线图，简要说明610kV线路过电流保护装置的动作过程。6 ToicV_L1）电流互感器（TA）。其一次绕组流过系统大电流I1,二次绕组中流过变化的小电流I2, I2额定值为5A。2）电流继电器（KA）。线圈中流过电流互感器的二次电流I2,当I2达到KA的动作值时，其常开触电闭合（电磁作用），接通外电路。3）时间继电器（KT）。线圈通电，其常开触电延时闭合，接通外电路。4）信号继电器（KS）。线圈通电，其常开触电（带自保持）闭合，接通信号回路，且掉牌， 以

2、便值班人员辩别其动作与否。若KS动作，需手动复归，以便准备下一次动作。5）断路器跳闸线圈（YT）。线圈通电，断路器跳闸。6）断路器（QF）。合闸线圈通电，QF主触电接通大电流，其辅助触头相应切换：常开触 点闭合，接通外电路，同时常闭触点断开，切断外电路。2.当A相或C相有短路时，电流互感器一次绕组流过短路电流，其二次绕组感应出I2流经电流继电器 KA线圈，KA动作，其常开触点闭合，将由直流操作电源正母线来的 电源加在时间继电器 KT的线圈上，时间继电器 KT启动，经一定时限后其延时常开触 点闭合，正电源经过其触点和信号继电器KS的线圈以及断路器的常开辅助触点QF和断路器跳闸线圈 YT接至负电源

3、。信号继电器 KS的线圈和跳闸线圈 YT中有电流流过。两者同时动作，使断路器 QF跳闸，并由信号继电器 KS的常开触点发出信号。、电压互感器二次侧 b相接地的接线图如下图所示。1、试说明B相接地点设置在 m点的理由，以及击穿保险器FA的作用。2、试说明开口三角形辅助二次绕组不装设熔断器的原因。3、试说明隔离开关 QS1的作用。4、试说明绝缘监察继电器 KVI的动作原理。63-5kVI电A6JOB尚 C6JO N630slU (扪35kV 1 段即冷未:归B6MN*1O1 . b相接地点的设置。接地点设在端子箱内FU2之后m点，是因为若设在 FU2之前n点，则当中性线发生接地故障时将使b相绕组短

4、路而无熔断器保护。而在 m点接地也有缺点：一旦熔断器熔断，则电压互感 器整个二次侧将失去保护接地点，如果高低压绝缘破坏高电压侵入将危及设备及人身安全。为此，在m点接地的情况下，又在中性点增加了击穿保险器F接地。击穿保险器是一个放电间隙，当电压超过一定数值后，间隙被击穿而导通，起保护接地作用。2 .开口三角形辅助副绕组回路不装设熔断器。在 TV a、TV b、TV C回路中，正常情况时三相电压对称，三角形开口处电压为零，因此引出端子上没有电压。只有在系统发生接地故障时才有3倍零序电压出现。如果在引出端子上装设熔断器保护，则在正常情况下不起任何作用，即使在开口三角形外导线间发生 短路，也不会使熔断

5、器熔断。若熔断器熔断器熔断未被发现，在发生接地故障时反而影响绝缘监察继电器 KVI在正确动作。所以此处一般不装熔断器保护。3 .隔离开关辅助触点 QS1的引用。TV二次侧出线除b相接地外，其他各引出端都经 TV本身的隔离开关 辅助触点QS1引出。这样当电压互感器停电检修时，在打开隔离开关的同时，二次接线亦自常闭开，防止 二次侧向一次侧反馈电压，造成人身和设备事故。由于隔离开关的辅助触点在现场常出现接触不良的情况， 而中性线如果接触不良又难以发现，因此在中性线采用两对辅助触点QS1并联，以增强其可靠性。4 .电压互感器回路的工作原理。当一次系统发生接地故障时，在 TV二次开口三角形绕组回路中出现

6、零序 电压，当超过绝缘监察继电器KVI的动作电压时，继电器动作，其常开触点闭合，同时接通光字牌HL和信号继电器KSo光字牌显示“ 35kV母线接地”字样，并发出音响信号，KS动作后掉牌落下，并由其触点发出“掉牌未复归”信号。三、灯光监视的断路器控制回路如图所示，M100(+)为闪光小母线，M708为事故音响小母线。1 .试说明断路器手动及自动合、跳闸时灯光信号是如何发出的。2 .进行手动合闸操作时， 将控制开关SA从“跳闸后”位置切换至“预备合闸” （PC）位置, 试分析说明此时绿灯 HG和红灯HR的状态（平光、闪光、不亮）。3 .若发生事故断路器跳闸，事故音响信号怎样启动？MKKX+)一M

7、值演1 .手动跳闸 SA至“跳闸后”位置时，触点 10-11闭合， 绿火T HG发平光。自动跳闸SA在“合闸后”位置，触点 9-10闭合，此时若断路器自动跳闸，其常闭辅助触点接通，绿灯（HG ）经SA的9-10触点接至闪光小母线 M100（+），闪光。手常开闸SA在“合闸后”位置，触点 13-16闭合，红灯（HR）发平光。自常开闸 SA在“跳闸后”位置，触点 14-15闭合，此时若自动装置使断路器自常开 闸，红灯（HR）经触点14-15接至闪光小母线，发闪光。2 .断路器仍属跳闸状态， 因此其辅助常闭触点闭合。另外，控制开关SA处于预备合闸位，节点9-10接通。因此，绿灯（HG）闪光，红灯不亮

8、。3 .若断路器因事故跳闸， SA仍在合闸后位置，其触点 1-3、19-17同时接通。另外，因断路 器跳闸，QF辅助常闭触点闭合，事故音响小母线 M708接至负电源-700,事故音响回路启动， 发出事故音响信号。四、电动操作隔离开关控制回路如下图所示，试分析跳、合闸操作时控制回路的工作过程。1 .隔离开关合闸（投入）操作。相应断路器QF在分闸状态时，其常闭辅助触点闭合；接地刀闸QSE在断开位置，其辅助常闭触点闭合；隔离开关QS在跳闸终端位置（其跳闸终端开关S2闭合）时，按下按钮 SB1,启动接触器KM1 , KM1的常开触点闭合，三相交流电 动机M正向转动，使隔离开关QS进行合闸，并经KM1的

9、常开触点KM1-1进行自保持，以 确保隔离开关合闸到位。隔离开关合闸后，跳闸终端开关S2断开，KM1失电返回，电动机M停止转动。自动解除合闸脉冲。2 .隔离开关分闸操作。相应断路器QF在分闸状态常闭辅助触点闭合；QSE常闭辅助触点闭合，隔离开关QS在合闸终端位置，（S1已闭合）。此时，按下按钮SB2,启动接触器KM2 , KM2的常开触点闭合，三相电动机M反向转动，使隔离开关 QS2进行跳（分）闸。并经KM2的常开触点KM2-1自保持，使隔离开关分闸到位。隔离开关分闸后，合闸终端开关 S1断开，KM2失电返回，电动机 M停止转动。五、下图为 ZC-23型冲击继电器构成的中央事故信号电路。试说明

10、事故信号的启动、复归 及重复动作的原理。1 .事故信号的启动。当断路器发生事故跳闸时，对应事故单元的控制开关与断路器的位置不对应，信号电源-700接至事故音响小母线 M708上，给出脉冲电流信号，经变流器U微分后，送入干簧继电器 KRD的线圈中，其常开触点闭合，启动出口中间继电器KC,其常开触点KC-2接通，启动蜂鸣器，发出音响信号。当变流器二次测感应电动势消失后，KRD中的尖峰脉冲电流消失，KRD触点返回，而中间继电器 KC经其常开触点自保持，发出持续音响信号。2 .事故信号的复归。由中间继电器KC的常开触点KC-3启动时间继电器 KT1 ,其常开触点经延时后闭合， 启动中间继电器 KC1

11、, KC1的常闭触点断开，KC线圈失电，其3对常开触点全部返回，音响信号停止，实现音响信号延时自动复位。此时，启动回路电流虽没消失，但已到稳态，干簧继电器KRD不会再启动中间时间继电器KC,这样冲击继电器所有元件都复位，准备第二次动作。此外，按下按钮SB4,可实现音响信号的手动复位。3 .事故信号的重复动作。当第二个事故信号来时，在第一个稳定电流信号的基础上再叠加一个矩形的脉冲 电流。变流器 U的二次侧又感应出电动势，产生尖峰电流，使干簧继电器KRD启动。动作过程与第一次动作相同，即实现音响信号的重复动作。六、发电机出口断路器和母联断路器同步电压引入电路如下图所示。试分析系统侧和待并侧电压是如

12、何引入到同步电压小母线上的。I融VC&J-Ocew 州雨碗M771MM手诂和出动同步鹫量1 .当利用发电机出口断路器 QF1将发电机G与系统（母线I或n ）并列时，发电机侧同 步电压是发电机出口电压互感器TV二次C相电压，该电压经同步开关 SS1的触点25-27引至同步电压小母线 C610上。而系统侧的同步电压是母线电压互感器TV1 （或TV2 ）的二次C相电压，经隔离开关 QS3 （或QS4 ）的辅助触点，再经过同步开关SS1的触点13-15引至同步电压小母线 C 620上。2 .当利用母联断路器 QF将母线I和母线H并列时， I母线的电压互感器 TV1的二次C相 电压，从其小母线 C630

13、经隔离开关QS1的辅助触点，再经同步开关 SS的触点13 -15 ,引 至C 620上（相当于系统侧）。n母线的电压互感器 TV2的二次C相电压，从其小母线 C640经过隔离开关 QS2的辅助触点，再经SS的触点25-27引至C610上（相当于待并侧）。试画出其接线图并说明七、利用两只单相有功功率表可以测量三相三线制电路的有功功率,测量原理。（两只功率表的电流线圈分别接到A、C两相）利用两只单相功率表测量三相三线制电路有功功率的接线图，如图所示：两只功率表的电流、电压相量图，如图所示:第一只功率表所测得的平均功率为第二只功率表所测得的平均功率为g - gP1 U AB I A C0S(U AB

14、 I A ) U AB I A 8s(30a)g ? gP2UcBIcCOS(U CBIC)UcbIcCOS(300c)两只表所测平均功率之和为PPP2 Uab1A cos(30oa) UcBIcCOS(300 c)当三相电路完全对称时，即当U AB U BC U ca UI AB I BC I CA I（线电压相等）（相电流相等）cos A cos B cos C cos（角相等） 时，可由两角和（差）的公式得出P1U AB I A cos(30 oP2U CB I C cos(30 于是得两功率表之和：P P P2cos-UI sin 2c ）UI cos 一 UI22J3uI cos即为

15、三相总的有功功率。sin由上式可见：（i）当负载为纯电阻性时,=0,则两功率表的读数相等;（2 ）当 =60 （负角表示容性负载）时，则有一只功率表读数为零；（3 ）当| | 60时，Pi或P2为负值，其指针将反转。此时可将功率表的电流线圈（或电压线圈）的端钮对换，并将其读数记为负值，即三相电路总功率等于此两功率表读数之差。电压线圈）的端钮对换, 并将其读数记为负值，即三相电路总功率等于此两功率表读数之差。八、储能电容器检查装置如下图所示。试说明电容器电压和电容量的检查方法。5,;r-iT r-jr444工二 金Lft R悔g.二*-.-一Iticf41 .电容器电压的监测由电压表PV和转换开关SM1实现，SM1切换至图示位置（左侧）时，PV的读数是CI两端的电压；而 SM1切换至右侧时，PV的读数是cn两端的电压。2 .继电器KT、KV、KS和转换开关SM2用来检查电容器的容量。 将转换开关SM2置于“CI ” 位置时，其触点 1-4、5-8、9-12、13-16接通，电容器 CII经触点1-4、5-8和13-16向I路控 制母线和II路控制母线继续供电。而电容器CI处于被检测状态，即 CI经SM2的触点