1、 学年 学期得分 阅卷人一、610kV 线路过电流保护展开接线图如下图所示。1试说明图中的主要元件及其功能。2根据展开接线图，简要说明 610kV 线路过电流保护装置的动作过程。1） 电流互感器（1TA 与 2TA） 。1TA 用于保护，2TA 用于测量。 2） 电流继电器（1KA 与 2KA） 。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，以便值班人员辩别其动作与
2、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当线路发生短路时，在 1TA 一次绕组有短路电流流过，在二次线圈中有相应的感应电流增加，1KA 或 2KA 动作。1KA 或 2KA 的常开触点闭合，接通 KT 的线圈回路，其延时闭合的常开触点延时一定时限后闭合，接通跳闸回路。断路器在合闸状态时，其与主触头联动的常开辅助触点 QF 也是闭合的，因此断路器的 YT 和信号继电器 KS 线圈中同时有电
3、流流过，使断路器跳闸，切断故障线路，同时信号继电器 KS 动作并掉牌。在信号回路中的带自保持的常开触点闭合，光字牌点亮，显示“掉牌未复归”灯光信号。 得分 阅卷人二、利用隔离开关辅助触点实现的电压互感器二次电压自动切换回路如下图所示，试简述其工作原理。1TV 和 2TV 分别是 I 母线和 II 母线上的电压互感器，其二次侧电压经各自隔离开关3QS 和 4QS 的辅助触点引至电压小母线上。 一次设备的二次电压由电压小母线经隔离开关 1QS 和 2QS 的辅助触头引出。这样当母线隔离开关 1QS 和 2QS 进行倒闸操作时，二次电压回路也随之自动切换。 当线路有 I 母线改由 II 母线供电时，
4、隔离开关 QS1 跳闸，QS2 合闸。QS1 的辅助常开触点打开，切断 I 母线电压小母线 A630、C630 到二次系统的供电回路；QS2 的辅助常开触点闭合，保护测量回路由 II 母线的电压小母线 A640、C640 进行供电。 山东大学 发电厂变电所控制 课程试卷（B）第 1 页 共 4 页学年 学期得分 阅卷人三、由跳跃闭锁继电器 KCF 构成的断路器电气“防跳”控制回路如图所示，试说明其工作原理。当手常开闸 SA 的 58 触点未复归或自动装置 K1 触点烧结，此时发生故障，则继电保护装置动作，YT 通电动作，使断路器跳闸。 YT 通电的同时，KCF1 电流线圈启动，其常开触点 KC
5、F 闭合，使其经电压线圈 KCF2 自保持，断路器跳闸后，KCF1 电流线圈即被切除，KCF 的常闭触点已断开，可靠地切断 KM线圈回路，即使 SA 的 5-8 触点接通，KM 也不会通电，防止了断路器跳跃的发生。 只有合闸命令解除（SA 的 58 断开或 K1 断开） ，KCF2 电压线圈断电，才能恢复至正常状态。 得分 阅卷人四、双母线隔离开关电气闭锁接线如图所示，其中图（a）为主电路，图（b）为闭锁电路。试说明图示系统线路从母线 I 切换到母线 II 的操作过程。假定母联断路器 QF 和隔离开关 QS1 和 QS2 以及 QS4 在断开位置，线路断路器 QF1、线路隔离开关 QS5、QS
6、3 在合闸位，要求不断开 QF1 及 QS5 的条件下，将线路转到母线上供电，其倒闸操作顺序如下：1） 先用电钥匙打开两台母线联络隔离开关 QS1 和 QS2 的电锁 YA1 和 YA2，并合上两隔离开关。 2） 合上母线联络断路器 QF。注意，两母线并列需符合并列条件。 3） 用电钥匙打开母线隔离开关 QS4 操作机构上的电锁 YA4,并把 QS4 投入到母线上去。4） 当 QS4 投入后，由于 QS3 与 QS4 之间无电位差，因此，可用电钥匙继续打开电锁 YA3，并把 QS3 从第 I 母线断开。 完成上述操作后，就可断开母线联络断路器 QF，随后用电钥匙分别打开电锁 YA1 和 YA2
7、，断开母线联络隔离开关 QS1 和 QS2。至此便完成了改由母线供电的全部操作任务。山东大学 发电厂变电所控制 课程试卷（B）学年 学期得分 阅卷人五、下图为 ZC-23 型冲击继电器构成的中央预告信号电路。试说明预告信号的启动、冲击自动返回及重复动作的原理。1） 预告信号的启动。当 SM 处于“工作” 时，其触点 13- 14 、15-16 接通。如果此时设备发生故障或不正常状态，冲击继电器 K1 和 K2 的变流器 U 的一次侧绕组中电流发生突变，在其二次侧绕组回路中均感应出一个尖峰脉冲电流。由于变流器 K2-U 是反向连接的，其二次侧的脉冲电流被二极管 V1 短路掉，所以只有 K1 的干
8、簧继电器 KRD动作，其常开触点 KRD-1 闭合启动继电器 K1-KC ，K1-KC 的一对常开触点 KC-1 用于自保持，另一对接于 K1 16-14 端子间的常开触点 KC-2 闭合，启动时间继电器 KT2 ，其延时闭合的常开触点经 0.2 - 0.3 s 延时后闭合，启动中间继电器 KC2 , KC2 的常开触点闭合使警铃发出音响信号。 2） 预告信号的冲击自动返回。如果在时间继电器 KT2 的延时触点尚未闭合之前，故障消失，保护出口继电器触点断开，变流器 U 一次绕组电流突然减小或消失，在相应的二次侧绕组回路均感应出负的（反方向）脉冲电流，此时 K1-U 二次侧的脉冲电流被二极管 V
9、1 短路掉，只有干簧继电器 K2 -KRD 动作，其常开触点 KRD -2 闭合启动继电器K2-KC , KC 与线圈串联的一对常开触点进行自保持，接于 K2 端子 4-5 间的常闭触点KC 断开，切断继电器 K1-KC 的自保持回路，使 K1-KC 复归，时间继电器 KT2 也随之复归，使预告信号未及发出便自动返回。 3） 预告信号的重复动作。音响信号的重复动作，是由不对应启动回路并入一电阻，使流过冲击继电器的变流器 U 一次绕组中电流再次发生突变， U 二次再次感应出脉冲电流，又一次启动音响信号，如此可实现多次重复动作。 得分 阅卷人六、由两只继电器构成的闪光装置接线图如下图所示，试简述其
10、工作原理。当某一断路器的位置与其控制开关不对应时，负电源通过“不对应”回路与闪光母线M100( + ) 接通，使中间继电器 1KC 带电。1KC 的动作电压较低，在其回路中虽然串联有信号灯（红灯 HR 或绿灯 HG ）及操作线圈（跳闸线圈 YT 或合闸接触器 KM ）亦能启动。1KC 动作后其常开触点闭合，启动中间继电器 2KC；2KC 的常闭触点断开 1KC 的线圈回路，同时其常开触点闭合，将正电源直接接至闪光母线 M10O(+）上，使不对应回路的信号灯发出较强的光。 1KC 的线圈断电后，其常开触点延时（约 0.1s）返回，又切断 2KC 的线圈回路；2KC 断电后，其触点经一定延时（约
11、0.8s ）后进行切换，常开触点断开，常闭触点闭合，使1KC 线圈再次与 M10O ( + ）母线接通， “不对应”回路中的信号灯由于串入 1KC 的线圈而变暗。如此重复动作下去，信号灯即一明一暗的发出闪光。 为测试闪光装置是否完好，装设了试验按钮 SB 和信号灯 HW （白灯） ，如图所示。信号灯HW 平时经 SB 的常闭触点接于正负电源之间，起监视闪光装置直流电源及熔断器 FU1 和FU2 的作用。当按下试验按钮 SB 时，其常开触点闭合，即相当于不对应回路接通，如果闪光装置工作正常，则 HW 灯发出闪光。 山东大学 发电厂变电所控制 课程试卷（B）第 2 页 共 4 页第 页 共 页学年
12、 学期得分 阅卷人七、同步点断路器并列合闸控制回路如下图所示。试分别说明，该回路在采用手动准同步并列、自动准同步并列以及自同步并列方式时的动作原理。同步开关 SS 在“投人（W）”位置，其触点 1-3 和 5-7 接通时，才有可能进行合闸。其同步合闸小母线 M721 、M722 和 M723 是公用的。 1) 采用手动准同步并列。首先自动准同步开关 SSA1、自同步开关 SSA2、及解除手动准同步开关 SSM 处于断开位置。当同步开关 SS 在“投人（W ) ”位置、触点 1-3 接通时， 合闸小母线 M721 从控制母线“+ ”取得正的操作电源。将手动准同步开关SSM1 置于“粗略”位置，观
13、察 P1、P2 表，判别频率差和电压差是否满足并列条件；若不满足条件时，调整发电机的电压和频率。当频率差和电压差都满足并列条件时，将手动准同步开关 SSM1 置于“精确”位置，其触点 29-31 接通。此时运行人员根据同步表 P3 的指示，选择合适的超前相角，将控制开关 SA 置于“合闸（C）”位置，SA 的触点 5-8 接通，当同步监察继电器 KY 不动作，其常闭触点 KY 在闭合位置，即发出了合闸脉冲。2) 采用自动准同步并列。首先断开自同步开关 SSA2 ，并将自动准同步开关 SSA1 置于“投人”位置，其触点 25-27 接通；然后将 SSM1 置于“ 精确”位置，触点 29-31 接
14、通；当解除手动准同步开关 SSM 投人（或在 KY 返回）时， M722 合闸母线取得正的操作电源，在控制开关 SA 处于“跳闸后”位置其触点 2-4 接通的情况下，当自动准同步装置 ASA 出口继电器 KCO 动作时，就自动地发出合闸脉冲，实现断路器自常开闸。 采用自同步方式并列 SS 处于“投人（W） ”位置、SA 处于“跳闸后（TD） ”位置。将自同步开关 SSA2 置于“投人（W） ”位置，触点 25-27 接通，当自同步装置出口中间继电器KCO1 、KC02 触点闭合时，即发出合闸脉冲，实现断路器的自同步合闸。因为自同步并列前，待并发电机未加励磁，因此不能经过同步闭锁回路（KY 触点
15、回路） 。得分 阅卷人八、微机监控系统的硬件框图如图所示，试述其主要组成部分的基本功能。1） 主机。主机主要包括中央处理机（CPU ）和存储器，是监控系统的核心，由运算器、存储器、控制器等组成。通过总线向系统各个部分发出相关命令，并对系统的各参数进行巡回检测、数据处理、计算控制、逻辑判断以及报警处理等。 2） 外部设备（人机接口）。外部设备包括计算机控制系统正常工作所必需的设备，如打印机、绘图仪、磁盘存储器、光盘机等。此外，还应包括与运行人员进行交互的设备（又叫人机接口），如键盘、鼠标器、屏幕显示器（C RT ）以及其他显示、记录仪器等。 3） 总线。微机监控系统的总线是数据总线、地址总线和控
16、制总线的统称，是传送信息的通道。主机板和 I/0 接口板，A/D 、D/A 转换板，打印机接口板等功能板之间通过系统总线联系起来，使各种数据和命令通过总线进行传输。系统总线有 PC / XT 总线、STD 总线、VME 总线、S-100 总线等；而系统与系统之间的联系则通过信息总线实现。 4）输入输出通道。输入输出通道是主机与生产过程进行信息交换的运输线，主机发出命令或生产过程向主机输入数据都是通过这些通道和接口进行的。 发电厂和变电所生产过程的设备状态和参量，可分为模拟量和开关量两大类。模拟量是指连续变化的量，如电流、电压、温度、气压等；开关量是指非连续变化的、合与断的两种状态的量。计算机监控系统必须把生产过程的模拟童和开关量输入 CPU ，经计算机计算、分析和判断后，再向生产过程输出模拟量和开关量的控制命令，通过执行机构对生产过程进行操作和控制。微机只能接受数字量，而实际生产过程中使用的是模拟量，所以必须经过模数（A/D）或数模（D/A）转换器进行转换。 检测与变送设备。为了把非电量的检测参数变为电信号或把大的交流电信号变成正比于被测量的较小电压信号，常采用传感器和变送器，将被测信号转变为标准电压后送入计算机。山东大学 发电厂变电所控制 课程试卷（B）第 4 页 共 4 页第 3 页 共 4 页
