電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)答案

1、電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)1、 微機(jī)保護(hù)的硬件系統(tǒng)由哪幾部分組成?并就各部分的功能、組成進(jìn)行描述？（10分）答案： 微機(jī)保護(hù)是由一臺計算機(jī)和相應(yīng)的軟件（程序）來實現(xiàn)各種復(fù)雜功能的繼電保護(hù)裝置。微機(jī)保護(hù)的特性主要是由軟件決定的，具有較大的靈活性，不同原理的保護(hù)可以采用通用的硬件。 微機(jī)保護(hù)包括硬件和軟件兩大部分。硬件一般包括以下三大部分： (1)模擬量輸入系統(tǒng)(或稱數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))，包括電壓形成、模擬濾波、采樣保持、多路轉(zhuǎn)換以及模數(shù)轉(zhuǎn)換等功能，完成將模擬輸入顯準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換為所需的數(shù)字量。 (2)CPU主系統(tǒng)，包括微處理器(MPU)、只讀存儲器(EPROM)、隨機(jī)存取存儲器 (RAM)以及定時器等。MPU執(zhí)

2、行存放在EPROM中的程序，對由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸入至RAM區(qū)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，以完成各種繼電保護(hù)的功能。 (3)開關(guān)量(或數(shù)字量)輸入/輸出系統(tǒng)，由若干并行接口適配器、光電隔離器件及有觸點的中間繼電器等組成，以完成各種保護(hù)的出口跳閘、信號警報、外部觸點輸入及人機(jī)對話等功能。 微機(jī)保護(hù)軟件是根據(jù)繼電保護(hù)的需要而編制的計算機(jī)程序2、 解釋逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理，參考逐次逼近中二分搜索法原理，設(shè)計一個16位無符號數(shù)開平方的算法？ （10分）答案： 逐次逼近ADC包括n位逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器如下圖所示。它由控制邏輯電路、時序產(chǎn)生器、移位寄存器、D/A轉(zhuǎn)換器及電壓比較器組成。其轉(zhuǎn)換過程中

3、的逐次逼近就是按照對分比較或者對分搜索的原理進(jìn)行的。其信號轉(zhuǎn)換的工作原理如下：在啟動信號控制下，首先置數(shù)控制邏輯給逐次逼近寄存器最高位Dn-1置1，其它位都清0。寄存器的這個內(nèi)容，經(jīng)過DAC轉(zhuǎn)換成模擬量Vc，約為滿量程電壓 的一半，與輸入的模擬量Vx進(jìn)行比較，由電壓比較器輸出結(jié)果。如果VxVc，則電壓比較器輸出0，同時說明寄存器中的數(shù)字量偏小，應(yīng)該保留Dn- 1=1；相反，如果Vx<Vc，則電壓比較器輸出為1，同時說明寄存器中的數(shù)字量偏大，應(yīng)該修改為Dn-1=0；然后，再由置數(shù)控制邏輯把逐次逼近 寄存器的下一位置1，進(jìn)行同樣的轉(zhuǎn)換和比較，并且根據(jù)比較結(jié)果決定這一位的保留與否。這樣的轉(zhuǎn)換和

4、比較過程供進(jìn)行n次，一直到最低位D0確定是1或是0。 最終，逐次逼近寄存器的所有位均以確定，轉(zhuǎn)換過程就算完成了。這時，轉(zhuǎn)換完成(DONE)信號和鎖存允許(LE)信號同時送出有效電平，LE信號將轉(zhuǎn)換結(jié) 果鎖存到輸出鎖存器；DONE信號用于向CPU聲明，鎖存器中已經(jīng)準(zhǔn)備好了轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量結(jié)果，供CPU讀取。CPU可以送來一個輸出使能(OE)脈沖， 將數(shù)字量從輸出鎖存器中取走。16位無符號數(shù)開平方的算法：16位數(shù)開平方得到一個8位無符號數(shù)，先讓該八位數(shù)的最高位為1，平方后與16位數(shù)比較確定最高位是否為1，然后將次高位為1，平方后與16為數(shù)比較確定次高位為1或為零，按照這個方法確定8位數(shù)的每一位。3、

5、 VFC型轉(zhuǎn)換器有哪些優(yōu)點。VFC的幅頻特性有何特點，與VFC的哪些優(yōu)點相對應(yīng)。（10）答案： （1） 工作穩(wěn)定、線性好，精度高，電路簡單（2） 抗干擾能力強（3）與CPU接口簡單（4）可以很方便的實現(xiàn)多CPU共享一套VFC變換裝置。（其他的可以參考課本18頁）4、 微機(jī)保護(hù)中的開關(guān)量輸入、輸出回路如何構(gòu)成？出口回路為何要設(shè)置一個啟動繼電器以及出口繼電器正電源要由報警繼電器的長閉接點閉鎖。（10分）答案： 答案為課本21頁圖1-20和1-215、 微機(jī)保護(hù)可以針對自身元件進(jìn)行自動檢測，請就微機(jī)保護(hù)中各類元件的自動檢測措施進(jìn)行介紹。（10分）答案： 自動檢測是指對裝置的內(nèi)部各元件是否有損壞或故障

6、的檢測。在微機(jī)保護(hù)中采用自動檢測軟件程序來實現(xiàn)對各元件自動檢測。檢測分為即時檢測和周期檢測。按檢測對象不同分為元器件檢測和成組功能檢測。元器件檢測是指:ROM、RAM、A/D轉(zhuǎn)換器，接口芯片，各種定值輸入電路等元器件檢測。成組功能檢測:利用模擬系統(tǒng)發(fā)生故障的模擬程序和數(shù)據(jù)處理，判斷裝置內(nèi)部是否存在缺陷。1. 可讀寫存儲器RAM自檢: 對裝置RAM區(qū)的每一個地址，可以循環(huán)地進(jìn)行自動檢測。通過對該RAM地址寫入全“0”即00H和全“1”即FFH檢測其是否良好。應(yīng)當(dāng)注意對于某些存放重要標(biāo)志字的RAM地址的檢測不允許被中斷，必須在最高優(yōu)先權(quán)級的中斷服務(wù)程序中進(jìn)行。2. 只讀存儲器EPROM(EEPRO

7、M)自檢 :為了檢測固化中的數(shù)碼（程序的指令）是否改變，一種最簡單的也是常用的方法是累加求和自檢。即將EPROM中存放的全部數(shù)碼字節(jié)（或雙字節(jié)）累加，舍去累加過程中溢出的部分，保留累加結(jié)果的一個字節(jié)（或雙字節(jié)）的和數(shù)同預(yù)先存放在EPROM中某地址的已知的和數(shù)進(jìn)行比較，以判斷固化的內(nèi)容是否改變3. 開關(guān)量輸入通道自檢: 對開關(guān)量輸入通道的檢測主要是指對各光電耦合器件及傳送開關(guān)量的并行接口的檢測。首先在保護(hù)整定好后的各開入量狀態(tài)（0或1）構(gòu)成一個“字節(jié)”或“字”，作為正確的開入量狀態(tài)字存入RAM中。在自檢時，掃描開入量各位，得到當(dāng)前的開入量狀態(tài)字，與RAM中的已存儲的正確狀態(tài)校對，如果不一致，表示

8、開入量受干擾或人員誤碰發(fā)生了改變，應(yīng)該報警。4. 開關(guān)量輸出回路自檢 : 自檢的原理利用了繼電器K的吸和時間遠(yuǎn)大于電子電路的反應(yīng)時間這一特點。對開關(guān)量輸出回路進(jìn)行自檢時可以用軟件通過并行接口傳送一個繼電器動作命令，使光耦合器件G1的光敏三極管導(dǎo)通，然后CPU 通過并行接口2監(jiān)視光耦合器件G2是否導(dǎo)通，如果此開關(guān)量輸出通道正常，G2應(yīng)很快導(dǎo)通，CPU檢測到G2導(dǎo)通后立即撤回從并行口1送出的驅(qū)動命令。由于這一過程極短，僅幾個微妙，繼電器K不會吸合。如果此開關(guān)量輸出通道有元件損壞，則CPU經(jīng)過預(yù)定的時間收不到G2導(dǎo)通的信號，也應(yīng)立即撤回驅(qū)動命令并發(fā)出警報。6、 給出距離保護(hù)的振蕩閉鎖邏輯框圖和工作原

9、理（15分）p100-102答案： P100-1027、 解釋突變量電流算法與選相元件算法（15分）答案： P47-498、 從個人理解的角度比較傅氏算法和半周積分法。（10分）答案：（1） 半周積分算法的依據(jù)是：即正弦函數(shù)半周積分與其幅值成正比。式中的積分可以用梯形法則近似求出：式中uk第K次采樣值; N一周期T內(nèi)的采樣點數(shù); u0k0時的采樣值; u N/2 kN/2時的采樣值。求出積分值S后，可求得幅值。這種算法具有如下的特點：1） 數(shù)據(jù)窗長度為半個周期2）具有濾波功能，對高頻分量有抑制作用，但不能抑制直流分量3）精度和采樣頻率有關(guān)，頻率越高，誤差越小，精度越高4）計算量小(2) 波傅里葉算法本身具有濾波作用，在計算基頻分量時，能抑制恒定直流和消除各整數(shù)次諧波，但對衰減的直流分量將造成基頻（