1、 学年 学期得分 阅卷人一、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。1） 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，I 2 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
2、，以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
3、QF 和断路器跳闸线圈 YT 接至负电源。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。得分 阅卷人二、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。1b 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 相绕组短路而无熔
4、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 TVa、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
6、回路中出现零序电压，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 KS。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。 山东大学 发电厂变电所控制 课程试卷（A）第 1 页 共 4 页学年 学期得分 阅卷人三、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 H
7、G 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？1手动跳闸 SA 至“跳闸后”位置时，触点 10-11 闭合， 绿灯 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
8、，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。 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。 得分 阅卷人四、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
9、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 KM
10、2 的常开触点 KM21 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。 山东大学 发电厂变电所控制 课程试卷（A）第 2 页 共 4 页学年 学期得分 阅卷人五、下图为 ZC-23 型冲击继电器构成的中央事故信号电路。试说明事故信号的启动、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-
11、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，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
12、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。 得分 阅卷人六、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何引入到同步电压小母线上的。1当利用发电机出口断路器 QF1 将发电机 G 与系统（母线或 ）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
13、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 C620 上。 2当利用母联断路器 QF 将母线和母线并列时， 母线的电压互感器 TV1 的二次 C 相电压，从其小母线 C630 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 C620 上（相当于系统侧） 。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） 。 山东大
14、学 发电厂变电所控制 课程试卷（A）第 3 页 共 4 页第 页 共 页学年 学期得分 阅卷人七、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，试画出其接线图并说明测量原理。 （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 A1ABBAAcos()cos(30)PUIIUI第二只功率表所测得的平均功率为 2CCCC两只表所测平均功率之和为 1BBs(30)s()II 当三相电路完全对称时，即当（线电压相等） ABCAU（相电流相等） II（ 角相等）
15、时，可由两角和（差）的公式得出BCcoscos1AA31(30)cossin22PI UII2CBCcos() iUI II于是得两功率表之和： 即为三相总的有功功率。123cosPI由上式可见：( 1 ）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，P 1 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。 得分 阅卷人八
16、、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。1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 C两端的电压；而 SM1 切换至右侧时， PV 的读数是 C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 9-12 接至时间继电器 KT 线圈上，使 KT 动作，其常闭触点 KT-1 断开，电阻 R1 串入；CI 经 KT 线圈及电阻 R1 放电。KT 延时闭合的常开触点 KT-2 经延时 t 后，接通过电压继电器 KV 线圈。若 KV 动作，其常开触点闭合，使信号继电器 KS 动作并掉牌，同时点亮信号灯 HL，则表明电容器 CI 的电容量正常。反之，则表明 CI 的电容值下降或有开路现象，应逐一检查和更换损坏的电容器。 山东大学 发电厂变电所控制 课程试卷（A）第 4 页 共 4 页
