全國(guó)2011年4月高等教育自學(xué)考試電力系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)試題及答案.docx

全國(guó)2011年4月高等教育自學(xué)考試電力系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)試題課程代碼:02313一、單項(xiàng)選擇題(本大題共10小題，每小題1分，共10分)在每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將其代碼填寫(xiě)在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多選或未選均無(wú)分。1.單位階躍信號(hào)1(t)的采樣信號(hào)Z變換是 2.如果離散信號(hào)f(k)的Z變換為F(z)，則f(k+1)的Z變換為zF(z)-f(0)3.如果采樣頻率是500Hz，無(wú)失真采樣時(shí)，連續(xù)時(shí)間信號(hào)的最高允許頻率是250Hz4.對(duì)于圖示離散系統(tǒng)如果ZG1(s)=G1(z)，ZG2(s)=G2(z)，ZG1(s)G2(s)X(s)=G1G2X(z)，則y(n)的Z變換Y(z)為G1G2X(z)5.某正弦電氣量的兩個(gè)采樣值為6和8，采樣點(diǎn)間隔的電角度為90，則該正弦量的幅值是106.數(shù)字濾波器y(n)=x(n)-2x(n-2)+3x(n-3)，在采樣周期是ms時(shí)，時(shí)間窗是ms7.全周期傅立葉算法利用N點(diǎn)周期采樣值x(0)x(N)計(jì)算二次諧波正弦分量幅值a2的計(jì)算公式是8.輸電線路發(fā)生CA兩相短路時(shí)，使用解微分議程算法時(shí)，電壓u(t)應(yīng)選為uca(t)，電流i(t)應(yīng)選為ica(t)9.100Hz正弦電氣量采樣周期為(ms)時(shí)，相鄰兩個(gè)采樣點(diǎn)間隔的電角度是6010.輸電線路始端相電流故障分量的特征是B、C兩相幅值相同，相量之和為零，A相幅值為零，則線路發(fā)生的故障是BC兩相短路二、填空題(本大題共20小題，每小題1分，共20分)請(qǐng)?jiān)诿啃☆}的空格中填上正確答案。錯(cuò)填、不填均無(wú)分。11.與常規(guī)繼電保護(hù)相比，微型機(jī)繼電保護(hù)提供的故障信息和保護(hù)動(dòng)作行為信息更多。12.在控制系統(tǒng)中，只要有一處信號(hào)是時(shí)間的離散函數(shù)，則稱之為離散控制系統(tǒng)。13.在開(kāi)關(guān)量輸出電路中，采用光電隔離技術(shù)的目的是提高微型機(jī)繼電保護(hù)裝置的抗干擾能力。14.VFC型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的計(jì)數(shù)器用于計(jì)量VFC元件輸出的電壓信號(hào)積分值。15.逐次比較式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將模擬電氣量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量時(shí)，需要一定的轉(zhuǎn)換時(shí)間。16.采樣周期是T的離散控制系統(tǒng)，其頻率特性H(ejT)是W的周期函數(shù)，周期是2/T。17.合理設(shè)置數(shù)字濾波器脈沖傳遞函數(shù)極點(diǎn)可以把模擬量中有用的頻率分量提取。18.輸電線路正常運(yùn)行時(shí)，相電流瞬時(shí)采樣值差突變量起動(dòng)元件Ica等于零。19.兩點(diǎn)乘積算法的計(jì)算精度與電網(wǎng)頻率變化值有關(guān)。20.采用傅立葉算法時(shí)，不需要對(duì)電流、電壓的周期采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波。21.解微分方程算法采用電流的平均值代替其采樣值。22.在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，三相電壓采樣值之和為零。23.零點(diǎn)濾波器用于將輸入信號(hào)中的某些頻率信號(hào)濾除。24.從信號(hào)中提取其中有用頻率分量的過(guò)程稱為濾波。25.微型機(jī)距離保護(hù)的軟件程序主要有三個(gè)模塊始化及自檢循環(huán)程序、采樣中斷服務(wù)子程序。26.在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，相電流差突變量起動(dòng)元件用來(lái)起動(dòng)微型機(jī)距離保護(hù)程序中的故障處理程序。27.發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，其中性點(diǎn)與機(jī)端同相電流之差等于零。28.與比率制動(dòng)式動(dòng)作特性相比，折線式比率制動(dòng)特性，在電氣元件內(nèi)部故障時(shí)，縱差保護(hù)動(dòng)作的靈敏性較高。29.以串聯(lián)方式出現(xiàn)于信號(hào)回路的干擾稱為差模干擾。30.微型機(jī)發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)方案主要有：采樣瞬時(shí)值法、基波比率制動(dòng)法和故障分量發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)算法。三、簡(jiǎn)答題(本大題共5小題，每小題4分，共20分)31.畫(huà)出逐次比較式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理構(gòu)成圖。32.周期為T(mén)P信號(hào)的傅立葉級(jí)數(shù)表達(dá)式是什么?給出計(jì)算基波正弦分量和余弦分量幅值a1、b1的計(jì)算公式。周期為T(mén)P信號(hào)的傅立葉級(jí)數(shù)表達(dá)式是什么?給出計(jì)算基波正弦分量和余弦分量幅值a1、b1的計(jì)算公式。答：其中基波角頻率為1=2f1基波分量為（k=1，2，.,N-1）33.什么是三點(diǎn)乘積算法?給出計(jì)算正弦電流量有效值的計(jì)算公式。什么是三點(diǎn)乘積算法?給出計(jì)算正弦電流量有效值的計(jì)算公式。答：三點(diǎn)乘積算法是利用正弦電壓和電流的三個(gè)連續(xù)的等時(shí)間采樣間隔的采樣值計(jì)算出正弦電壓、電流有效值和測(cè)量阻抗的數(shù)值的算法。此算法可以避免系統(tǒng)頻率f的變化對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響。34.鑒別變壓器勵(lì)磁涌流有哪些方法? 鑒別變壓器勵(lì)磁涌流有哪些方法?答：鑒別變壓器勵(lì)磁涌流的方法主要有：1）鑒別短路電流與勵(lì)磁涌流波形差別的間斷角制動(dòng)。2）二次諧波制動(dòng)。35.干擾進(jìn)入微機(jī)保護(hù)裝置后可能產(chǎn)生什么后果? 干擾進(jìn)入微機(jī)保護(hù)裝置后可能產(chǎn)生什么后果?干擾進(jìn)入微機(jī)保護(hù)裝置后可能產(chǎn)生下列后果：1）運(yùn)算或邏輯出現(xiàn)錯(cuò)誤。2）運(yùn)行程序出軌。3）損壞微型機(jī)芯片。四、計(jì)算題(本大題共2小題，每小題6分，共12分)36.某離散控制系統(tǒng)的差分方程為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，)。試求：y(2)，y(3)。分析穩(wěn)定性。某離散控制系統(tǒng)的差分方程為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，)。試求：y(2)，y(3)。分析穩(wěn)定性。解：（1） n=0時(shí) y(2)+0.6y(1)+0.08y(0)=1 y(2)+0.6+0=1 y(2)=4 n=1時(shí) y(3)+0.6y(2)+0.08y(1)=1y(3)+0.6*0.4+0.08=1 y(3)=0.68（2）對(duì)差分方程y(n+2)+0.6y(n+1)+0.08y(n)=1兩邊取Z變換，得Z2 Y(z) -y(0)+y（1）Z-1+0.6ZY(z) - y(0) +0.08Y(z) =U(z)Y(z)( Z+ 0.6Z + 0.08 ) = U（z）+ZU（z）+Z = +Z = *Z = ZU(z) Y(z)( Z+ 0.6Z + 0.08 ) = ZU(z) H（z）= = 特征方程 Z+0.6Z+0.08=0Z1 = - 0.4 Z2 = - 0.2Zi1 所以系統(tǒng)穩(wěn)定37.離散系統(tǒng)差分方程為y(n)=x(n)+(n-1)+x(n-2)離散系統(tǒng)差分方程為y(n)=x(n)+(n-1)+x(n-2)試求：(1)脈沖傳遞函數(shù)H(z)及其零點(diǎn)。(4分)(2)頻率特性表達(dá)式。(2分)解：（1）對(duì)差分方程兩邊取Z變換得 Y（z）=X（z）（1+Z-1+Z-2） H(z)= = 1+Z-1+Z-2 = Z2+z+1=0 Z1= j Z2= j （2）H（e jwT）= H（z）z = e jwT =1+e -jwT +e j2wT 試求：(1)脈沖傳遞函數(shù)H(z)及其零點(diǎn)。(4分)(2)頻率特性表達(dá)式。(2分)五、分析題(本大題共2小題，每小題6分，共12分)38.半周期傅立葉算法的使用條件是什么?給出利用故障電氣量的半周期采樣值x(1)、x(2)、x()計(jì)算其基波分量幅值x1的計(jì)算公式。半周期傅立葉算法的使用條件是什么?給出利用故障電氣量的半周期采樣值x(1)、x(2)、x()計(jì)算其基波分量幅值x1的計(jì)算公式。答：半周期傅立葉算法的使用條件是要求在電流或電壓信號(hào)中，只含有基波頻率和基波頻率奇數(shù)倍頻的信號(hào)。 幅值 39.與傅立葉算法相比，最小二乘法有何特點(diǎn)?.與傅立葉算法相比，最小二乘法有何特點(diǎn)?答：在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，短路電流中含有衰減性非周期分量，在實(shí)際使用傅立葉算法時(shí)，要考慮對(duì)衰減性非周期分量的補(bǔ)償。最小二乘法是一種擬合的算法，將電力系統(tǒng)的故障電流和電壓擬合成由衰減性非周期分量、基波到基波整數(shù)倍頻的五次諧波的形式，利用冗余的故障電流和電壓的采樣值計(jì)算出被擬合的各諧分量的幅值和相角。因此不必考慮對(duì)衰減性非周期分量的補(bǔ)償。六、應(yīng)用題(本大題共2小題，每小題6分，共12分)40.發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)方案中，基波相量法標(biāo)積制動(dòng)式如何提高內(nèi)部故障的靈敏性和外部故障的選擇性?發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)方案中，基波相量法標(biāo)積制動(dòng)式如何提高內(nèi)部故障的靈敏性和外部故障的選擇性?答：標(biāo)積制動(dòng)式IN-IT2S(INITcos）為IN與IT的相位角，INITcos為標(biāo)積量；S為標(biāo)積制動(dòng)系數(shù)。(1)區(qū)外發(fā)生短路在區(qū)外發(fā)生短路時(shí)，有IN=IT，值較小，因此制動(dòng)量分別為SINITcos0。(2)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路標(biāo)積制動(dòng)原理制動(dòng)量當(dāng)值較大，大于90 ，SINITcos就變成了負(fù)值。負(fù)值的制動(dòng)量在數(shù)學(xué)上就是動(dòng)作量，更有助于保護(hù)動(dòng)作。標(biāo)積制動(dòng)原理反應(yīng)區(qū)內(nèi)短路故障的靈敏度很高。(3)發(fā)電機(jī)未并網(wǎng)前或解列運(yùn)行時(shí)的內(nèi)部短路在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)前發(fā)生的內(nèi)部短路，由于發(fā)電機(jī)機(jī)端無(wú)電流，僅有中性點(diǎn)有短路電流，因此標(biāo)積原理的制動(dòng)量為0，而比率制動(dòng)原理不為0，顯然，標(biāo)積原理的動(dòng)作裕度更大，對(duì)動(dòng)作更可靠。41.簡(jiǎn)要說(shuō)明異步采樣和同步采樣的特點(diǎn)。簡(jiǎn)要說(shuō)明異步采樣和同步采樣的特點(diǎn)。答：異步采樣，也稱為定時(shí)采樣，即采樣周期或采樣頻率永遠(yuǎn)地保持固定不變。同步采樣也稱為跟蹤采樣，即為了使采樣頻率始終與系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行頻率保持固定的比例關(guān)系，必須使采樣頻率隨系統(tǒng)運(yùn)行頻率的變化而實(shí)時(shí)地調(diào)整。七、綜合題(本大題共2小題，每小題7分，共14分)42.分析差分濾波器y(k)=x(k)+x(k-3)的濾波性能。分析差分濾波器y(k)=x(k)+x(k-3)的濾波性能。解：差分濾波器 加法濾波器 脈沖傳遞函數(shù)為 頻率特性 幅頻特性 令為基波， ， ，則當(dāng)，（n=1,2,3）時(shí)， 即可濾除次諧波，即43.設(shè)采樣頻率為600Hz，要求保留三次諧波分量，完全濾除直流和其它諧波分量，(最高諧波次數(shù)為k=5)，試用零點(diǎn)配