微型機(jī)繼電保護(hù)考試復(fù)習(xí)

1、 1、什么是微機(jī)繼電保護(hù)？ 答：微機(jī)繼電保護(hù)就是，利用微機(jī)來(lái)反映電力系統(tǒng)故障或不正常的運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)化裝置。 2、電力系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)的要求有哪些？ 答：選擇性，速動(dòng)性、靈敏性、可靠性。 3、微機(jī)保護(hù)相對(duì)于傳統(tǒng)繼電器保護(hù)有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 答：1）維護(hù)調(diào)試方便 2）可靠性高 3）易于獲得附加功能 4）靈活性大 5）保護(hù)性能得到很好的改善 第一章題目一、填空題 1.某工頻信號(hào)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其采樣間隔為Ts=5/3ms，則其采樣頻率是600hz ，一個(gè)采樣間隔相當(dāng)于電角度330,每個(gè)周波有12 個(gè)采樣點(diǎn)。2.一個(gè)8位的逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，采用二分搜索法，需要比較8 次

2、后方可確定輸出值。 3.模數(shù)轉(zhuǎn)換器的溢出現(xiàn)象有兩種，一種是平頂溢出，其危害不大，可以通過(guò)數(shù)字濾波方法對(duì)它做出一些修正；另一種是清零溢出，這種溢出對(duì)微機(jī)保護(hù)的危害是致命的，必須避免。4.微機(jī)保護(hù)選擇AD 時(shí) 主要考慮兩個(gè)指標(biāo)，轉(zhuǎn)換時(shí)間和轉(zhuǎn)換精度。5.電壓頻率轉(zhuǎn)換器（VFC）輸出的脈沖信號(hào)的頻率和輸入電壓成正比，而對(duì)脈沖的計(jì)數(shù)值和輸入模擬量在Ts內(nèi)的積分成正比。 6.VFC 的分辨率取決于兩個(gè)因素：一是最高頻率；二是采樣間隔和積分間隔的大小.7. 某VFC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，最高頻率fVFC=4MHz，采樣間隔Ts=5/3ms，積分間隔數(shù)N=1，則其最大輸出數(shù)字量為6667 ，其分辨率相當(dāng)于12.7 位

3、的AD轉(zhuǎn)換器。2、 問(wèn)答1.簡(jiǎn)述積分間隔對(duì)VFC型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的影響。 答：積分間隔越大，VFC的精度越高；但作為低通濾波器，積分間隔越大，截止頻率越低。 三、計(jì)算 1.如圖所示的4位模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，參考電壓為UR，求數(shù)字輸入B1B2B3B4=1000時(shí)對(duì)應(yīng)的輸出電壓usc。 第二章題目 一、填空1、根據(jù)采樣定理，要使信號(hào)采樣后能夠不失真還原，采樣頻率fS與信號(hào)最高頻率fmax的關(guān)系為：fS2 fmax2、線性時(shí)不變系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)為h(n)，輸入為x(n)，y(n)=h(n )*x(n)。3、提高FIR濾波器頻率選擇性的主要方法是：增加窗口長(zhǎng)度；減小濾波器旁瓣波紋的主要方法是： 采用圓滑的時(shí)

4、函窗口三、簡(jiǎn)答1、與模擬濾波器相比，數(shù)字濾波器有哪些優(yōu)點(diǎn)。 答：一致性好；不存在由于溫度變化、元件老化等因素對(duì)濾波器特性影響的問(wèn)題；不存在阻抗匹配的問(wèn)題；靈活性好；精度高。2、周期函數(shù)的傅氏變換和傅氏級(jí)數(shù)的主要差別。答：周期函數(shù)傅氏變換定義在連續(xù)域，各次諧波對(duì)應(yīng)頻率上出現(xiàn)沖激，諧波的大小用沖激強(qiáng)度來(lái)表示；而周期函數(shù)傅氏級(jí)數(shù)定義在離散域，間隔為基頻f0，諧波大小以有限值表示。四、計(jì)算 第三章保護(hù)算法 1、基于理想正弦量的算法有：兩點(diǎn)乘積算法、導(dǎo)數(shù)法和半周積分算法，其中數(shù)據(jù)窗口最短的是導(dǎo)數(shù)法，能夠消除高頻分量的是半周積分算法。2、傅氏級(jí)數(shù)算法的基本原理，與兩點(diǎn)乘積算法和導(dǎo)數(shù)法相比，它有哪些優(yōu)點(diǎn)。答

5、：傅氏算法同時(shí)利用兩個(gè)對(duì)基頻信號(hào)的相移相差90º的數(shù)字濾波器，不需要再等5ms，就可以實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)乘積算法，與兩點(diǎn)乘積相比能縮短延時(shí)，又避免了導(dǎo)數(shù)法對(duì)濾波器特性和采樣頻率要求高的缺點(diǎn)。3、簡(jiǎn)述R-L模型算法的優(yōu)缺點(diǎn)。 答：R-L模型算法的優(yōu)點(diǎn)是可以不必濾除非周期分量，只需使用低通濾波器，算法的總時(shí)窗很短，響應(yīng)速度快，不受電網(wǎng)頻率變化的影響。它存在的缺點(diǎn)是由于濾波器使用的是低通濾波器，獲得快速響應(yīng)的同時(shí)，頻率特性會(huì)變差，導(dǎo)致信號(hào)中噪聲成分比較大從而影響算法精度。另外還要重點(diǎn)看一下選相法第四章題目1、微機(jī)因受到干擾發(fā)生讀取指令出錯(cuò)，背離程序設(shè)計(jì)流程的現(xiàn)象稱為程序出格。2、微機(jī)保護(hù)裝置的外部干

6、擾分為共模干擾和差模干擾。3、對(duì)于如圖所示的跳閘出口回路，跳閘條件是什么？設(shè)計(jì)跳閘子程序流程圖，注意防止程序出格風(fēng)險(xiǎn)。答：跳閘跳閘PB0=0，PB1=1。程序流程如圖所示。第五章題目1、微機(jī)保護(hù)的程序結(jié)構(gòu)主要有：順序結(jié)構(gòu)、切換結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)。2、在電流保護(hù)的終端服務(wù)程序中，如何實(shí)現(xiàn)段電流的延時(shí)動(dòng)作。答：可以在中斷服務(wù)程序中設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)單元，每次進(jìn)入后進(jìn)行加1操作，達(dá)到設(shè)定的延時(shí)后斷路器動(dòng)作跳閘。三、簡(jiǎn)答題(每小題5分，共25分)31. 試簡(jiǎn)述離散控制系統(tǒng)頻率特性的物理意義。32. 簡(jiǎn)述脈沖傳遞函數(shù)中的零點(diǎn)在數(shù)字濾波器中的作用。33. 請(qǐng)指出為什么傅立葉算法比正弦函數(shù)模型算法更準(zhǔn)確?34. 解微

7、分方程算法中為什么認(rèn)為可以忽略輸電線路的對(duì)地分布電容?35. 干擾對(duì)繼電保護(hù)的影響主要表現(xiàn)為哪些?四、計(jì)算題(每小題7分，共14分)36. 已知加法濾波器的差分方程為：y(n)=x(n)+x(n-m)，寫出其頻率特性表達(dá)式。37. 如下所示的系統(tǒng)，其中：G1(s)=1/s,G2(s)=1/(s+1)，試求系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)。(圖中只有如圖所示的2個(gè)采樣處，采樣周期均為T)五、分析題(共15分)38. 變壓器的縱差保護(hù)中，防止因勵(lì)磁涌流影響造成保護(hù)誤動(dòng)的方法有兩種，其中一種即為利用二次諧波電流鑒別勵(lì)磁涌流。試簡(jiǎn)述其原理。(8分)39. 電力系統(tǒng)短路故障中，故障點(diǎn)有時(shí)通過(guò)過(guò)渡電阻接地，試簡(jiǎn)述過(guò)渡電

8、阻對(duì)距離保護(hù)的影響。(7分)六、應(yīng)用題(每小題8分，共16分)40. 求函數(shù)x(t)=的Z變換。41. 已知某模擬濾波器的傳遞函數(shù)是： G(s)=2/(s2+3s+2)試設(shè)計(jì)出遞歸型數(shù)字濾波器。三、簡(jiǎn)答題(每小題5分，共25分)31.什么是三點(diǎn)乘積算法?怎樣理解其計(jì)算誤差與電力系統(tǒng)運(yùn)行頻率的變化量無(wú)關(guān)?32.什么是全零點(diǎn)數(shù)字濾波器?33.在逐次比較式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，對(duì)模擬量采樣之前，為什么要裝設(shè)模擬低通濾波器?34.采用故障分量實(shí)現(xiàn)縱差保護(hù)原理有何優(yōu)點(diǎn)?35.簡(jiǎn)述離散控制系統(tǒng)穩(wěn)定的條件。四、計(jì)算題(每小題7分，共14分)36.某離散控制系統(tǒng)的差分方程為：y(k+2)+0.4y(k+1)+0.4

9、y(k)=0其中：y(0)=0,y(1)=1；試求：y(2),y(3),y(4)。37.設(shè)采樣周期為T=5/3(ms)。要求提取輸入信號(hào)中的頻率為100Hz的信號(hào)分量，試計(jì)算出數(shù)字濾波器脈沖傳遞函數(shù)極點(diǎn)，并給出脈沖傳遞函數(shù)表達(dá)式。五、分析題(共15分)38.怎樣理解導(dǎo)數(shù)算法在原理上存在著計(jì)算誤差?(7分)39.什么是共模干擾?干擾對(duì)微機(jī)保護(hù)有何影響?(8分)六、應(yīng)用題(每小題8分，共16分)40.數(shù)字濾波器脈沖傳遞函數(shù)為H(Z)=1+Z-2，試寫出數(shù)字濾波器的差分方程41.設(shè)采樣周期為T=5/3(ms)，要求濾除輸入信號(hào)x(t)中的直流分量和頻率為100Hz、150Hz、200Hz的信號(hào)分量，

10、試用零點(diǎn)配置法設(shè)計(jì)出數(shù)字濾波器脈沖傳遞函數(shù)H(z)3、 簡(jiǎn)答題(每小題5分，共25分)31.利用正弦量在連續(xù)三個(gè)采樣時(shí)刻采樣值之間的乘積運(yùn)算，計(jì)算正弦量的幅值(或有效值)和相角的算法，稱為三點(diǎn)乘積算法。從其有效值的計(jì)算公式：2I2= 可以看出，I的計(jì)算結(jié)果與電力系統(tǒng)的運(yùn)行頻率無(wú)關(guān)。32.只有脈沖傳遞函數(shù)零點(diǎn)，沒(méi)有脈沖傳遞函數(shù)數(shù)點(diǎn)的數(shù)字濾波器，稱為全零點(diǎn)數(shù)字濾波器它能夠?yàn)V除輸入信號(hào)中，有限個(gè)頻率的輸入信號(hào)33.在一定采樣頻率下，為了防止無(wú)用的高頻信號(hào)，進(jìn)入采樣過(guò)程造成采樣信號(hào)的失真，為此，在采樣前應(yīng)對(duì)模擬輸入量進(jìn)行數(shù)字濾波34.采用故障分量實(shí)現(xiàn)縱差保護(hù)原理在靈敏度方面優(yōu)于基波相量縱差保護(hù)原理。在

11、選擇性方面，不會(huì)降低保護(hù)的選擇性35.當(dāng)離散控制系統(tǒng)脈沖傳遞函數(shù)極點(diǎn)的幅值都小于1時(shí)，離散控制系統(tǒng)穩(wěn)定四、計(jì)算題(每小題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、分析題(共15分)38.由于導(dǎo)數(shù)量的采樣值不能直接得到只能用兩個(gè)采樣時(shí)刻的采樣值之間的差分來(lái)代替兩個(gè)采樣時(shí)刻中點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)量采樣值；用兩個(gè)采樣時(shí)刻采樣值的平均值代替計(jì)算時(shí)刻的采樣值，所以在原理上，

12、該算法存在計(jì)算誤差39.引起回路對(duì)地電位發(fā)生變化的干擾稱為共模干擾干擾對(duì)微機(jī)保護(hù)影響運(yùn)算或邏輯出現(xiàn)錯(cuò)誤程序出軌損壞硬件六、應(yīng)用題(每小題8分，共16分)40.因?yàn)椋篩(Z)=H(Z)、X(Z)Y(Z)=X(Z)+Z-2X(Z)所以y(n)=x(n)+x(n-2)41.濾除輸入信號(hào)x(t)中直流分量的脈沖傳遞函數(shù)因子為：H0(z)=1-z-1濾除輸入信號(hào)x(t)中頻率為100Hz信號(hào)分量的脈沖傳遞函數(shù)因子為：H2(z)=1-z-1+z-2濾除輸入信號(hào)x(t)中頻率為150Hz信號(hào)分量的脈沖傳遞函數(shù)因子為：H3(z)=1+z-2濾除輸入信號(hào)x(t)中頻率為200Hz信號(hào)分量的脈沖傳遞函數(shù)因子為：H

13、4(z)=1+z-1+z-2所以，滿足上述濾波要求的數(shù)字濾波器的脈沖傳遞函數(shù)H(z)為：H(z)=H0(z) H2(z) H3(z) H4(z)三、簡(jiǎn)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。答：教材P38圖3-2。32.周期為TP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。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

14、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?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。解：（1）

15、 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)( Z²+ 0.6Z + 0.08 ) = U（z）+ZU（z）+Z = +Z = *Z = ZU(z) Y(z)( Z²+ 0.6Z + 0.08 ) = ZU(z

16、) 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)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點(diǎn) Z1= j Z2= j （2）H（e jwT）= H（z）z = e jwT =1+e -jwT +e j2wT 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

17、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)?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、

18、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?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SINITcos>0。(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)。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，