微型机继电保护考试复习(共8页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上 1、什么是微机继电保护？ 答：微机继电保护就是，利用微机来反映电力系统故障或不正常的运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动化装置。 2、电力系统对继电保护的要求有哪些？ 答：选择性，速动性、灵敏性、可靠性。 3、微机保护相对于传统继电器保护有哪些优点？ 答：1）维护调试方便 2）可靠性高 3）易于获得附加功能 4）灵活性大 5）保护性能得到很好的改善 第一章题目一、填空题 1.某工频信号的数据采集系统，其采样间隔为Ts=5/3ms，则其采样频率是600hz ，一个采样间隔相当于电角度330,每个周波有12 个采样点。2.一个8位的逐次逼近型模数转换器，采用二分搜索法，需要比较8 次后方可确定输出值。 3.模数转换器的溢出现象有两种，一种是平顶溢出，其危害不大，可以通过数字滤波方法对它做出一些修正；另一种是清零溢出，这种溢出对微机保护的危害是致命的，必须避免。4.微机保护选择AD 时 主要考虑两个指标，转换时间和转换精度。5.电压频率转换器（VFC）输出的脉冲信号的频率和输入电压成正比，而对脉冲的计数值和输入模拟量在Ts内的积分成正比。 6.VFC 的分辨率取决于两个因素：一是最高频率；二是采样间隔和积分间隔的大小.7. 某VFC数据采集系统，最高频率fVFC=4MHz，采样间隔Ts=5/3ms，积分间隔数N=1，则其最大输出数字量为6667 ，其分辨率相当于12.7 位的AD转换器。二、 问答1.简述积分间隔对VFC型数据采集系统的影响。 答：积分间隔越大，VFC的精度越高；但作为低通滤波器，积分间隔越大，截止频率越低。 三、计算 1.如图所示的4位模数转换电路，参考电压为UR，求数字输入B1B2B3B4=1000时对应的输出电压usc。 第二章题目 一、填空1、根据采样定理，要使信号采样后能够不失真还原，采样频率fS与信号最高频率fmax的关系为：fS2 fmax2、线性时不变系统的单位冲激响应为h(n)，输入为x(n)，y(n)=h(n )*x(n)。3、提高FIR滤波器频率选择性的主要方法是：增加窗口长度；减小滤波器旁瓣波纹的主要方法是： 采用圆滑的时函窗口三、简答1、与模拟滤波器相比，数字滤波器有哪些优点。 答：一致性好；不存在由于温度变化、元件老化等因素对滤波器特性影响的问题；不存在阻抗匹配的问题；灵活性好；精度高。2、周期函数的傅氏变换和傅氏级数的主要差别。答：周期函数傅氏变换定义在连续域，各次谐波对应频率上出现冲激，谐波的大小用冲激强度来表示；而周期函数傅氏级数定义在离散域，间隔为基频f0，谐波大小以有限值表示。四、计算 第三章保护算法 1、基于理想正弦量的算法有：两点乘积算法、导数法和半周积分算法，其中数据窗口最短的是导数法，能够消除高频分量的是半周积分算法。2、傅氏级数算法的基本原理，与两点乘积算法和导数法相比，它有哪些优点。答：傅氏算法同时利用两个对基频信号的相移相差90º的数字滤波器，不需要再等5ms，就可以实现两点乘积算法，与两点乘积相比能缩短延时，又避免了导数法对滤波器特性和采样频率要求高的缺点。3、简述R-L模型算法的优缺点。 答：R-L模型算法的优点是可以不必滤除非周期分量，只需使用低通滤波器，算法的总时窗很短，响应速度快，不受电网频率变化的影响。它存在的缺点是由于滤波器使用的是低通滤波器，获得快速响应的同时，频率特性会变差，导致信号中噪声成分比较大从而影响算法精度。另外还要重点看一下选相法第四章题目1、微机因受到干扰发生读取指令出错，背离程序设计流程的现象称为程序出格。2、微机保护装置的外部干扰分为共模干扰和差模干扰。3、对于如图所示的跳闸出口回路，跳闸条件是什么？设计跳闸子程序流程图，注意防止程序出格风险。答：跳闸跳闸PB0=0，PB1=1。程序流程如图所示。第五章题目1、微机保护的程序结构主要有：顺序结构、切换结构和混合结构。2、在电流保护的终端服务程序中，如何实现段电流的延时动作。答：可以在中断服务程序中设置一个计数单元，每次进入后进行加1操作，达到设定的延时后断路器动作跳闸。三、简答题(每小题5分，共25分)31. 试简述离散控制系统频率特性的物理意义。32. 简述脉冲传递函数中的零点在数字滤波器中的作用。33. 请指出为什么傅立叶算法比正弦函数模型算法更准确?34. 解微分方程算法中为什么认为可以忽略输电线路的对地分布电容?35. 干扰对继电保护的影响主要表现为哪些?四、计算题(每小题7分，共14分)36. 已知加法滤波器的差分方程为：y(n)=x(n)+x(n-m)，写出其频率特性表达式。37. 如下所示的系统，其中：G1(s)=1/s,G2(s)=1/(s+1)，试求系统的脉冲传递函数。(图中只有如图所示的2个采样处，采样周期均为T)五、分析题(共15分)38. 变压器的纵差保护中，防止因励磁涌流影响造成保护误动的方法有两种，其中一种即为利用二次谐波电流鉴别励磁涌流。试简述其原理。(8分)39. 电力系统短路故障中，故障点有时通过过渡电阻接地，试简述过渡电阻对距离保护的影响。(7分)六、应用题(每小题8分，共16分)40. 求函数x(t)=的Z变换。41. 已知某模拟滤波器的传递函数是： G(s)=2/(s2+3s+2)试设计出递归型数字滤波器。三、简答题(每小题5分，共25分)31.什么是三点乘积算法?怎样理解其计算误差与电力系统运行频率的变化量无关?32.什么是全零点数字滤波器?33.在逐次比较式数据采集系统中，对模拟量采样之前，为什么要装设模拟低通滤波器?34.采用故障分量实现纵差保护原理有何优点?35.简述离散控制系统稳定的条件。四、计算题(每小题7分，共14分)36.某离散控制系统的差分方程为：y(k+2)+0.4y(k+1)+0.4y(k)=0其中：y(0)=0,y(1)=1；试求：y(2),y(3),y(4)。37.设采样周期为T=5/3(ms)。要求提取输入信号中的频率为100Hz的信号分量，试计算出数字滤波器脉冲传递函数极点，并给出脉冲传递函数表达式。五、分析题(共15分)38.怎样理解导数算法在原理上存在着计算误差?(7分)39.什么是共模干扰?干扰对微机保护有何影响?(8分)六、应用题(每小题8分，共16分)40.数字滤波器脉冲传递函数为H(Z)=1+Z-2，试写出数字滤波器的差分方程41.设采样周期为T=5/3(ms)，要求滤除输入信号x(t)中的直流分量和频率为100Hz、150Hz、200Hz的信号分量，试用零点配置法设计出数字滤波器脉冲传递函数H(z)三、 简答题(每小题5分，共25分)31.利用正弦量在连续三个采样时刻采样值之间的乘积运算，计算正弦量的幅值(或有效值)和相角的算法，称为三点乘积算法。从其有效值的计算公式：2I2= 可以看出，I的计算结果与电力系统的运行频率无关。32.只有脉冲传递函数零点，没有脉冲传递函数数点的数字滤波器，称为全零点数字滤波器它能够滤除输入信号中，有限个频率的输入信号33.在一定采样频率下，为了防止无用的高频信号，进入采样过程造成采样信号的失真，为此，在采样前应对模拟输入量进行数字滤波34.采用故障分量实现纵差保护原理在灵敏度方面优于基波相量纵差保护原理。在选择性方面，不会降低保护的选择性35.当离散控制系统脉冲传递函数极点的幅值都小于1时，离散控制系统稳定四、计算题(每小题7分，共14分)36.y(k+2)=-0.4y(k+1)-0.4y(k)y(2)=-0.4y(1)-0.4y(0)=-0.4y(3)=-0.4y(2)-0.4y(1)=-0.24y(4)=-0.4y(3)-0.4y(2)=0.25637.P=r (0<r<1)H(z)= 五、分析题(共15分)38.由于导数量的采样值不能直接得到只能用两个采样时刻的采样值之间的差分来代替两个采样时刻中点的导数量采样值；用两个采样时刻采样值的平均值代替计算时刻的采样值，所以在原理上，该算法存在计算误差39.引起回路对地电位发生变化的干扰称为共模干扰干扰对微机保护影响运算或逻辑出现错误程序出轨损坏硬件六、应用题(每小题8分，共16分)40.因为：Y(Z)=H(Z)、X(Z)Y(Z)=X(Z)+Z-2X(Z)所以y(n)=x(n)+x(n-2)41.滤除输入信号x(t)中直流分量的脉冲传递函数因子为：H0(z)=1-z-1滤除输入信号x(t)中频率为100Hz信号分量的脉冲传递函数因子为：H2(z)=1-z-1+z-2滤除输入信号x(t)中频率为150Hz信号分量的脉冲传递函数因子为：H3(z)=1+z-2滤除输入信号x(t)中频率为200Hz信号分量的脉冲传递函数因子为：H4(z)=1+z-1+z-2所以，满足上述滤波要求的数字滤波器的脉冲传递函数H(z)为：H(z)=H0(z) H2(z) H3(z) H4(z)三、简答题(本大题共5小题，每小题4分，共20分)31.画出逐次比较式数据采集系统原理构成图。答：教材P38图3-2。32.周期为TP信号的傅立叶级数表达式是什么?给出计算基波正弦分量和余弦分量幅值a1、b1的计算公式。答：其中基波角频率为1=2f1基波分量为（k=1，2，.,N-1）33.什么是三点乘积算法?给出计算正弦电流量有效值的计算公式。答：三点乘积算法是利用正弦电压和电流的三个连续的等时间采样间隔的采样值计算出正弦电压、电流有效值和测量阻抗的数值的算法。此算法可以避免系统频率f的变化对计算结果的影响。34、鉴别变压器励磁涌流有哪些方法?答：鉴别变压器励磁涌流的方法主要有：1）鉴别短路电流与励磁涌流波形差别的间断角制动。2）二次谐波制动。35、干扰进入微机保护装置后可能产生什么后果?干扰进入微机保护装置后可能产生下列后果：1）运算或逻辑出现错误。2）运行程序出轨。3）损坏微型机芯片。四、计算题(本大题共2小题，每小题6分，共12分)36.某离散控制系统的差分方程为y(n+2)+0.6y(n+1)+O.08y(n)=1其中：y(O)=O，y(1)=1，u(k)=1，(k=0，1，2，)。试求：y(2)，y(3)。分析稳定性。解：（1） n=0时 y(2)+0.6y(1)+0.08y(0)=1 y(2)+0.6+0=1 y(2)=4 n=1时 y(3)+0.6y(2)+0.08y(1)=1y(3)+0.6*0.4+0.08=1 y(3)=0.68（2）对差分方程y(n+2)+0.6y(n+1)+0.08y(n)=1两边取Z变换，得Z2 Y(z) -y(0)+y（1）Z-1+0.6ZY(z) - y(0) +0.08Y(z) =U(z)Y(z)( Z²+ 0.6Z + 0.08 ) = U（z）+ZU（z）+Z = +Z = *Z = ZU(z) Y(z)( Z²+ 0.6Z + 0.08 ) = ZU(z) H（z）= = 特征方程 Z²+0.6Z+0.08=0Z1 = - 0.4 Z2 = - 0.2Zi1 所以系统稳定37.离散系统差分方程为y(n)=x(n)+(n-1)+x(n-2)试求：(1)脉冲传递函数H(z)及其零点。(4分)(2)频率特性表达式。(2分)解：（1）对差分方程两边取Z变换得 Y（z）=X（z）（1+Z-1+Z-2） H(z)= = 1+Z-1+Z-2 = Z2+z+1=0点 Z1= j Z2= j （2）H（e jwT）= H（z）z = e jwT =1+e -jwT +e j2wT 五、分析题(本大题共2小题，每小题6分，共12分)38.半周期傅立叶算法的使用条件是什么?给出利用故障电气量的半周期采样值x(1)、x(2)、x()计算其基波分量幅值x1的计算公式。答：半周期傅立叶算法的使用条件是要求在电流或电压信号中，只含有基波频率和基波频率奇数倍频的信号。 幅值 39.与傅立叶算法相比，最小二乘法有何特点?答：在电力系统发生故障时，短路电流中含有衰减性非周期分量，在实际使用傅立叶算法时，要考虑对衰减性非周期分量的补偿。最小二乘法是一种拟合的算法，将电力系统的故障电流和电压拟合成由衰减性非周期分量、基波到基波整数倍频的五次谐波的形式，利用冗余的故障电流和电压的采样值计算出被拟合的各谐分量的幅值和相角。因此不必考虑对衰减性非周期分量的补偿。六、应用题(本大题共2小题，每小题6分，共12分)40.发电机纵差保护方案中，基波相量法标积制动式如何提高内部故障的灵敏性和外部故障的选择性?答：标积制动式IN-IT2S(INITcos）为IN与IT的相位角，INITcos为标积量；S为标积制动系数。(1)区外发生短路在区外发生短路时，有IN=IT，值较小，因此制动量分别为SINITcos>0。(2)区内发生短路标积制动原理制动量当值较大，大于90 °，SINITcos就变成了负值。负值的制动量在数学上就是动作量，更有助于保护动作。标积制动原理反应区内短路故障的灵敏度很高。(3)发电机未并网前或解列运行时的内部短路在发电机并网前发生的内部短路，由于发电机机端无电流，仅有中性点有短路电流，因此标积原理的制动量为0，而比率制动原理不为0，显然，标积原理的动作裕度更大，对动作更可靠。41.简要说明异步采样和同步采样的特点。答：异步采样，也称为定时采样，即采样周期或采样频率永远地保持固定不变。同步采样也称为跟踪采样，即为了使采样频率始终与系统实际运行频率保持固定的比例关系，必须使采样频率随系统运行频率的变化而实时地调整。七、综合题(本大题共2小题，每小题7分，共14分)42.分析差分滤波器y(k)=x(k)+x(k-3)的滤波性能。解：差分滤波器 加法滤波器 脉冲传递函数为 频率特性 幅频特性 令为基波， ， ，则当，（n=1,2,3）时， 即可滤除次谐波，即43.设采样频率为600Hz，要求保留三次谐波分量，完全滤除直流和其它谐波分量，(最高谐波次数为k=5)，试用零点配置法设计数字滤波器。H0(z)=1-Z-1 H1(z)=1-1.732Z-1+Z-2H2(z)=1-Z-1+Z-2 H3(z)=1+Z-2H4(z)=1+Z-1+Z-2 H5(z)=1+1.732Z-1+Z-2H(z)=H0(z)H1(z)H2(z)H4(z)H5(z)专心-专注-专业