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学年学期得分阅卷人一、6～10kV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6～10kV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，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5－8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KCF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5－8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、QS3在合闸位，要求不断开QF1及QS5的条件下，将线路转到Ⅱ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Ⅱ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，断开母线联络隔离开关QS1和QS2。至此便完成了改由Ⅱ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K116-14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0.2-0.3s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V1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页学年学期得分阅卷人七、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（CRT）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