(C卷)山东大学发电厂变电所控制课程试卷含答案(A4版)

山东大学 发电厂变电所控制 课程试卷（ ） 一、简述电流互感器常见的接线方式及适用场合。

．单相接线方式
只在一相中接入电流互感器，反映被测相电流。

适用于测量三相对称负载的一相电流、变压器的中性点零序电流。

．三相星形接线方式
在三相电路中各接入一只电流互感器，二次绕组按星形连接，可用于负荷平衡和不平衡的电路中测量三相电流、有功功率、无功功率、电能等。

．两相星形（不完全星形）接线
又称V形接线。

两个电流互感器分别接在A相和C相。

这种接线方式广泛应用于中性点不直接接地系统中的测量和保护回路，可测量三相电流、有功功率、无功功率、电能等，能反应相间故障电流，不能完全反应接地故障。

4．零序接线
三个同型号的电流互感器并联接入仪表或继电器，流入仪表的电流等于三相电流之和，它反映的是零序电流之和，因此专用于零序保护。

二、音响监视的单灯制断路器控制回路如下图所示，试简述其断路器位置状态的判断方法。

单灯制控制回路，需由灯光（平光或闪光）及控制开关SA手柄的位置来共同确定断路器QF的位置状态。

断路器位置状态的判断方法为：
1）手动合闸。

SA在“合闸后”位，其触点20－17通，2－4通，合闸位置继电器KCC的常开触点闭合，灯发平光，则表明QF手动合闸；
2）自动跳闸。

SA在“合闸后”位，其触点13－14通；如有事故发生，则保护使QF自动跳闸，合闸位置继电器KCC的常开触点断开，跳闸位置继电器的KCT常开触点闭合，信号灯发闪光，表明QF自动跳闸；
3）手动跳闸。

SA在“跳闸后”位，其触点1－3通，14－15通，经KCT常开触点，信号灯发平光，表明QF手动跳闸；
4）自动合闸。

SA在“跳闸后”位，其触点18－19、1-3通，若自动装置动作，K1触点闭合，断路器合闸，则合闸位置继电器KCC的常开触点闭合，信号灯发闪光，表明QF自动合闸。

三、MK-9T型隔离开关位置指示器的接线图和位置模拟图如下图所示，试简述其工作原理。

每个隔离开关都有一对常开、常闭触点和一对位置线圈，以QS1为例来说明位置指示器的动作原理。

（1）模拟条垂直位，说明QS1合闸。

当QS1闭合时（合闸位），此时指示器的线圈Y12通电，电磁力将模拟条吸至垂直位。

（2）模拟条水平位，说明QS1跳闸。

当QS1断开时（跳闸位），此时位置指示器的线圈Y11通电，其电磁力将模拟条吸至水平位。

（3）模拟条呈倾斜位，说明QS1退出运行。

当位置指示器线圈都不带电时，由平衡弹簧作用使模拟条处于45°倾斜位。

四、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-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。

五、由闪光继电器构成的闪光装置接线图如下图所示，试分析其工作原理。

当某一断路器因事故跳闸时，通过其“不对应”回路，将闪光继电器K的线圈回路接通，信号灯HG因串接了线圈K和附加电阻R而发暗光。

并联在线圈K 两端的电容C开始充电。

当电容C两端的电压升高至继电器K的动作电压时，K 动作，其常闭触点断开，切断线圈回路，同时常开触点闭合，使信号灯HG经R 直接接至正负电源之间，信号灯两端电压升高而变亮。

此时线圈回路已断开，电容C 开始对线圈K 放电，进过一定的延时，当电容两端电压降至继电器K的返回电压时，K复归，其常开触点断开，常闭触点闭合，信号灯HG因再次串接了线圈K和电阻R1而变暗。

接着电容C又开始充电，重复上述过程，使接于闪光母线M100 ( + ）上的信号灯HG发出闪光。

闪光间隔由电容C 的充、放电时间决定。

六、简述常见的同步并列方法及其特点。

常用的同步方法有两种：准同步（精同步）法和自同步（粗同步）法。

此外，还有异步起动法和非同步合闸法。

1 ．准同步法
准同步并列法是发电机在并列前已经励磁，当发电机的电压、频率和相位与运行系统的电压、频率和相位均接近相同值时，将发电机断路器合闸。

准同步并列实质上是先促成同步
状态，然后并列合闸。

准同步法的优点是：并列合闸时冲击电流小，不会对系统带来大的影响。

准同步法的缺点是：①并列操作时间较长。

从准备并列到合闸结束一般需要10～20min。

②操作要求高。

如果合闸时间不准确，有可能造成非同步合闸，损坏发电机。

③操作系统复杂，要求严格。

准同步又分为手动准同步和自动准同步两种方法。

2 ．自同步法
自同步并列法是发电机在并列前不加励磁，当其转速接近于同步转速（转差率s=±2 % 左右）时进行合闸（事故并列允许转差率s=±5% ，甚至更大些），合闸后再加上励磁，发电机自动拉人同步。

自同步并列的实质是先并列，后进人同步状态。

自同步法的优点是：①并列过程快，只需几分钟便可完成并列；②操作简单，不会造成非同步合闸，易于实现自动化操作；③在系统电压和频率下降严重时，仍可投人发电机。

自同步法的缺点是：①并列合闸冲击电流大（一般是额定电流的数倍），对电机绕组产生不利影响；②并列合闸瞬间引起系统电压短时严重下降（发电机未励磁，电动势为零，相x''的短路支路，将从电网中吸取很大的无功电流）；③不能在两系统当于投人一个阻抗为
d
间进行自同步并列。

自同步也有手动及自动（通过自动装置）两种操作方法。

3 ．异步起动
同步发电机的异步起动，实质上是一种特殊的自同步法。

它是在原动机起动不长时间（转速接近60 %～ 70 ％额定值时）进行励磁，发电机被拉入同步。

4 ．非同步合闸
非同步合闸是在系统解列后，为迅速进行同步而采取的紧急措施。

非同步合闸时有很大的冲击电流，所以此法应有一定的限制。

七、用三只单相有功功率表，采用跨相90°的接线方法来测量三相四线制电路的无功功率，试画出其接线图并说明测量原理。

用三只单相有功功率表，采用跨相90°的接线方法来测量三相四线制电路的无功功率，其接线图如图所示：
两只功率表的电流、电压相量图，如图所示：
三只功率表读数之和为：
123
BC A A CA B B AB C C
BC A A CA B B AB C C
cos(90)cos(90)cos(90)
sin sin sin
P P P P
U I U I U I
U I U I U I
ϕϕϕ
ϕϕϕ
=++
=-+-+-
=++
当电压对称时，可写为：
123
A A A
B B B
C C C
3(sin sin sin)
3
P P P P
U I U I U I
Q
ϕϕϕ
=++
=++
=
即三只功率表读数之和为3倍的总无功功率。

八、小电流接地系统绝缘监察装置原理接线图如下图所示，试简其工作原理。

绝缘监察装置的工作原理如下：
1、在正常情况下，二次侧星形绕组三相上的电压表显示三相母线的电压（相电压）；而开口三角形绕组在三相对称时其引出端子上没有电压，过电压继电器不动作。

2、当发生单相接地时，如 A 相发生金属性接地，此时
a
U=,
b c ph
3
U U U
==，其相量图如图所示：
此时接开口三角形的继电器上电压不再为零，而是开口三角形三绕组的总电压：
0j a b c 3U U U U U =++=
即三倍零序电压。

当接地是非金属性、经过渡电阻接地时，故障相电压不降至零，但当此开口三角形的电
压高于继电器启动电压（一般整定为15V ）时，继电器动作，发出单相接地报警信号（灯光及音响）。

值班人员到中央信号屏上三只电压表处查看电压指示，则故障相电压降低，而非故障相电压升高（金属接
ph 3U 即为线电压）。

然后采用传统的顺序拉闸法或目前已有的小电流接地系统自动选线装置，找出接地线路。