全國2011年4月高等教育自學(xué)考試電力系統(tǒng)微型計算機繼電保護試題及答案(共4頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上全國2011年4月高等教育自學(xué)考試電力系統(tǒng)微型計算機繼電保護試題課程代碼:02313一、單項選擇題(本大題共10小題，每小題1分，共10分)在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選均無分。1.單位階躍信號1(t)的采樣信號Z變換是 2.如果離散信號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，無失真采樣時，連續(xù)時間信號的最高允許頻率是250Hz4.對于圖示離散系統(tǒng)如果ZG1(s)=G1(z)，ZG2(s)=G2(z)，ZG1(s)G2(s)X(s)=G1G

2、2X(z)，則y(n)的Z變換Y(z)為G1G2X(z)5.某正弦電氣量的兩個采樣值為6和8，采樣點間隔的電角度為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，時間窗是ms7.全周期傅立葉算法利用N點周期采樣值x(0)x(N)計算二次諧波正弦分量幅值a2的計算公式是8.輸電線路發(fā)生CA兩相短路時，使用解微分議程算法時，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，相鄰兩個采樣點間隔的電角度是60°10.輸電線路始端相電流故障分量的特征是B、C兩

3、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)請在每小題的空格中填上正確答案。錯填、不填均無分。11.與常規(guī)繼電保護相比，微型機繼電保護提供的故障信息和保護動作行為信息更多。12.在控制系統(tǒng)中，只要有一處信號是時間的離散函數(shù)，則稱之為離散控制系統(tǒng)。13.在開關(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繼電保護裝置的抗干擾能力。14.VFC型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的計數(shù)器用于計量VFC元件輸出的電壓信號積分值。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，需要一定的轉(zhuǎn)換時間。16.采樣周期是T的離散控制系統(tǒng)，其頻

4、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)極點可以把模擬量中有用的頻率分量提取。18.輸電線路正常運行時，相電流瞬時采樣值差突變量起動元件Ica等于零。19.兩點乘積算法的計算精度與電網(wǎng)頻率變化值有關(guān)。20.采用傅立葉算法時，不需要對電流、電壓的周期采樣數(shù)據(jù)進行濾波。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)正常運行時，三相電壓采樣值之和為零。23.零點濾波器用于將輸入信號中的某些頻率信號濾除。24.從信號中提取其中有用頻率分量的過程稱為濾波。25.微型機距離保護的軟件程序主要有三個模塊始化及自檢循環(huán)程序、采樣中斷服務(wù)子程序。2

5、6.在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，相電流差突變量起動元件用來起動微型機距離保護程序中的故障處理程序。27.發(fā)電機正常運行時，其中性點與機端同相電流之差等于零。28.與比率制動式動作特性相比，折線式比率制動特性，在電氣元件內(nèi)部故障時，縱差保護動作的靈敏性較高。29.以串聯(lián)方式出現(xiàn)于信號回路的干擾稱為差模干擾。30.微型機發(fā)電機縱差保護方案主要有：采樣瞬時值法、基波比率制動法和故障分量發(fā)電機縱差保護算法。三、簡答題(本大題共5小題，每小題4分，共20分)31.畫出逐次比較式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理構(gòu)成圖。32.周期為TP信號的傅立葉級數(shù)表達式是什么?給出計算基波正弦分量和余弦分量幅值a1、b1的計算公式。周期為T

6、P信號的傅立葉級數(shù)表達式是什么?給出計算基波正弦分量和余弦分量幅值a1、b1的計算公式。答：其中基波角頻率為1=2f1基波分量為（k=1，2，.,N-1）33.什么是三點乘積算法?給出計算正弦電流量有效值的計算公式。什么是三點乘積算法?給出計算正弦電流量有效值的計算公式。答：三點乘積算法是利用正弦電壓和電流的三個連續(xù)的等時間采樣間隔的采樣值計算出正弦電壓、電流有效值和測量阻抗的數(shù)值的算法。此算法可以避免系統(tǒng)頻率f的變化對計算結(jié)果的影響。34.鑒別變壓器勵磁涌流有哪些方法? 鑒別變壓器勵磁涌流有哪些方法?答：鑒別變壓器勵磁涌流的方法主要有：1）鑒別短路電流與勵磁涌流波形差別的間斷角制動。2）二次

7、諧波制動。35.干擾進入微機保護裝置后可能產(chǎn)生什么后果? 干擾進入微機保護裝置后可能產(chǎn)生什么后果?干擾進入微機保護裝置后可能產(chǎn)生下列后果：1）運算或邏輯出現(xiàn)錯誤。2）運行程序出軌。3）損壞微型機芯片。四、計算題(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：

8、y(2)，y(3)。分析穩(wěn)定性。解：（1） n=0時 y(2)+0.6y(1)+0.08y(0)=1 y(2)+0.6+0=1 y(2)=4 n=1時 y(3)+0.6y(2)+0.08y(1)=1y(3)+0.6*0.4+0.08=1 y(3)=0.68（2）對差分方程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)( Z²+ 0.6Z + 0.08 ) = U（z）+ZU（z）+Z = +Z = *Z = ZU(z) Y(z)( Z²+

9、 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。(4分)(2)頻率特性表達式。(2分)解：（1）對差分方程兩邊取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

10、+e -jwT +e j2wT 試求：(1)脈沖傳遞函數(shù)H(z)及其零點。(4分)(2)頻率特性表達式。(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()計算其基波分量幅值x1的計算公式。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()計算其基波分量幅值x1的計算公式。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中，只含有基波頻率和基波頻率奇數(shù)倍頻的信號。 幅值 39.與傅立葉算法相比，最小二乘法有何特點?.與傅立葉算法相比，最小二乘法有

11、何特點?答：在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，短路電流中含有衰減性非周期分量，在實際使用傅立葉算法時，要考慮對衰減性非周期分量的補償。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算出被擬合的各諧分量的幅值和相角。因此不必考慮對衰減性非周期分量的補償。六、應(yīng)用題(本大題共2小題，每小題6分，共12分)40.發(fā)電機縱差保護方案中，基波相量法標(biāo)積制動式如何提高內(nèi)部故障的靈敏性和外部故障的選擇性?發(fā)電機縱差保護方案中，基波相量法標(biāo)積制動式如何提高內(nèi)部故障的靈敏性和外部故障的選擇性?答：標(biāo)積制動式IN-IT2S

12、(INITcos）為IN與IT的相位角，INITcos為標(biāo)積量；S為標(biāo)積制動系數(shù)。(1)區(qū)外發(fā)生短路在區(qū)外發(fā)生短路時，有IN=IT，值較小，因此制動量分別為SINITcos>0。(2)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路標(biāo)積制動原理制動量當(dāng)值較大，大于90 °，SINITcos就變成了負值。負值的制動量在數(shù)學(xué)上就是動作量，更有助于保護動作。標(biāo)積制動原理反應(yīng)區(qū)內(nèi)短路故障的靈敏度很高。(3)發(fā)電機未并網(wǎng)前或解列運行時的內(nèi)部短路在發(fā)電機并網(wǎng)前發(fā)生的內(nèi)部短路，由于發(fā)電機機端無電流，僅有中性點有短路電流，因此標(biāo)積原理的制動量為0，而比率制動原理不為0，顯然，標(biāo)積原理的動作裕度更大，對動作更可靠。41.簡要說明異

13、步采樣和同步采樣的特點。簡要說明異步采樣和同步采樣的特點。答：異步采樣，也稱為定時采樣，即采樣周期或采樣頻率永遠地保持固定不變。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)實際運行頻率保持固定的比例關(guān)系，必須使采樣頻率隨系統(tǒng)運行頻率的變化而實時地調(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， 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)，試用零點配置法設(shè)計數(shù)