2023年7月全國(guó)自學(xué)考試電力系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)試題答案

全國(guó)自考微機(jī)繼電愛(ài)護(hù)試題參考分析2023年7月

一、CCDBDAADDA

,-TS

二、11、模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D;12、G（S尸（1-e）/S;13、時(shí)域的差分

方程；14、之和；15、采樣保持器；16、相同；17、抗干擾實(shí)力；18、

越高；19、高；20、狹窄帶通濾波器；21、差分；22、90°；23、周期

采樣；24、零；25、采樣中斷軟件；26、正；27、IIN-ITI>I<IIN+IT

I；28、共模干擾；29、故障；30、程序出軌。

三、簡(jiǎn)答題（本大題共5小題，每小題4分，共20分）

31.如何理解微機(jī)愛(ài)護(hù)比常規(guī)繼電愛(ài)護(hù)性能好?（請(qǐng)回答5條）

答：與常規(guī)模擬式繼電愛(ài)護(hù)相比，微機(jī)愛(ài)方具有以下特點(diǎn)：（1）邏

輯推斷清晰、正確；（2）可實(shí)現(xiàn)常規(guī)模擬式繼電愛(ài)護(hù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的優(yōu)良

愛(ài)護(hù)性能；（3）調(diào)試維護(hù)便利；（4）在線運(yùn)行牢靠性高；（5）能夠

供應(yīng)更多的系統(tǒng)運(yùn)行信息量。

32.什么是同步采樣?異步采樣？

答：異步采樣，也稱為定時(shí)采樣，即采樣周期或采樣頻率恒久地保持

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，必需使采樣頻率隨系統(tǒng)運(yùn)行頻率的改變而實(shí)

時(shí)地調(diào)整。

33.電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，故障電流量是時(shí)間的周期函數(shù)嗎?為什么?

答：電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，故障的電流量不是時(shí)間的周期函數(shù)，而是

在基波正弦量的基礎(chǔ)上疊加有衰減的非周期重量和其他高次諧波重

量。

34.數(shù)字濾波器脈沖傳遞函數(shù)零、極點(diǎn)幅值選擇的基本原則是什么？

答：1)從保證數(shù)字濾波器的穩(wěn)定性考慮，要求脈沖傳遞函數(shù)的極點(diǎn)

的幅值必需小于1,即極點(diǎn)必需位于Z平面的單位圓內(nèi)。

2)對(duì)于零點(diǎn)的幅值的選擇，雖然不受穩(wěn)定性的限制，但是從提高濾

波效果來(lái)看，則要求把零點(diǎn)設(shè)置在單位圓上，即零點(diǎn)的幅值選為1。

35.給出解微分方程算法的數(shù)學(xué)模型；故障電氣量中衰減性非周期重量

對(duì)其計(jì)算結(jié)果有影響嗎？

答：1、

輸電線路的簡(jiǎn)化模型

diQ)

u(t)=Ri

dt

2、故障電氣量中衰減性非周期重量對(duì)計(jì)算結(jié)果沒(méi)有影響。

四、計(jì)算題(本大題共2小題，每小題6分，共12分)

36.離散限制系統(tǒng)的差分方程為：y(n)+1y(n-l)+：y(n-2)=u(n),其中

48

y(-l)=O,y(-2)=0,t》O時(shí)u(n)=l,t〈O時(shí)u(n)=O。

試求：⑴y(O)、y⑴、y(2)o

⑵脈沖傳遞函數(shù)H(z)二瞿。

U(z)

⑶分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

31

解：(1)n=0時(shí)y(0)+-y(-i)+-y(-2)=u(o)y(0)+0+0=1

4o

y(0)=1

31

n=l時(shí)y(1)+—y(0)+—y(-1)=U(1)y(1)

4o

3

+-7+0=1y⑴二了

4

3131

n=2時(shí)V(2)+—y(1)+1y(0)=U(2)y⑵+—+—

11

二1，y(2)二方

(2)對(duì)差分方程y(n)+-y(n-l)+-y(n-2)=u(n)兩邊取Z變換,得

48

3131

Y(z)4--ZlY(z)+—Z?Y⑵=U(z)(1+—Z-^—Z-2)Y(z尸U

4□4o

(2)

Y⑸18Z2

H(z)=

U(z)31-8Z?十6Z十1

⑶特征方程

8Z2+6Z+1=0Z[二-1/4Z,=-l/2

解得|Z』vl,所以該系統(tǒng)穩(wěn)定。

37.已知：離散限制系統(tǒng)的差分方程為y(k)=x(k)-^x(k-l)+x(k-2)

試求：⑴脈沖傳遞函數(shù)H⑵二普。

⑵頻率特性表達(dá)式H?”。(假設(shè)采樣周期為D

解：(1)對(duì)差分方程y(k尸x??6x(k?l)+x(k?2)兩邊取Z變換,得Y⑵

=X(z)[l-^3Z-1+Z2]

Y⑵r

2

H⑵二寸=1-A/3Z'+Z

X(z)Y

(2)令Z=eiwT

H(e'wT)=l-^eiwT+e-i2wT

五、應(yīng)用題(本大題共2小題，每小題6分，共12分)

38.電力系統(tǒng)振蕩時(shí)，遠(yuǎn)離振蕩中心的微型機(jī)距離愛(ài)護(hù)能否誤動(dòng)作？為

什么？

答：不會(huì)誤動(dòng)作。當(dāng)遠(yuǎn)離振蕩中心即振蕩中心在愛(ài)護(hù)范圍以外

時(shí)，若系統(tǒng)發(fā)生振蕩，由于微型機(jī)愛(ài)護(hù)裝置的測(cè)量阻抗大于距離愛(ài)護(hù)

的動(dòng)作值，距離愛(ài)護(hù)不會(huì)誤動(dòng)作。

39.變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)峻不對(duì)稱性故障且伴隨有勵(lì)磁涌流時(shí)，對(duì)變壓器

的縱差?lèi)?ài)護(hù)有何影響？如何解決？

答：變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)峻不對(duì)稱故障且伴隨有勵(lì)磁涌流時(shí)，由于在差

動(dòng)電流中產(chǎn)生較大的二次諧波重量，使縱差?lèi)?ài)護(hù)被制動(dòng)，直到二次諧

波重量衰減后，縱差?lèi)?ài)護(hù)才能動(dòng)作，延誤了愛(ài)護(hù)的動(dòng)作時(shí)間。

在此狀況下，可實(shí)行加速愛(ài)護(hù)動(dòng)作的措施：(1)差動(dòng)速斷：當(dāng)差

動(dòng)電流大于可能出現(xiàn)的最大勵(lì)磁涌流時(shí)，縱差?lèi)?ài)護(hù)應(yīng)馬上動(dòng)作跳閘。

(2)低電壓加速：出現(xiàn)勵(lì)磁涌流時(shí)變壓器端電壓較高，而發(fā)生內(nèi)部

故障時(shí)，變壓器端電壓較低。因此利用變壓器端電壓降低作為內(nèi)部故

障的判據(jù)加速動(dòng)作跳閘。

六、綜合題(本大題共2小題，每小題7分，共14分)

40.設(shè)采樣頻率為600Hz,要求保留二次諧波重量，完全濾除直流和其

它諧波重量，(輸入信號(hào)基波頻率為50Hz,最高諧波次數(shù)為k=5),試

用零點(diǎn)配置法設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器的脈沖傳遞函數(shù)H⑵。

,2

Ho⑵=1?Z/H1(z)=l-1.732Z-+Z-

122

H2(Z)=1-Z-+ZH3(z)=1+Z

12

HKz)=l+Z"+Z-2H3(Z)=1+1.732Z-+Z-

H(Z)=H0(Z)乩⑵H'3⑵HKz)H5(z)

41.運(yùn)用傅立葉算法，是否須要對(duì)電流的周期采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波？

為什么?假如電流采樣值中含有衰減性非周期重量時(shí)，怎么力、？

答：1)不須要濾波。因?yàn)閺母盗⑷~算法的原理看，算法本身就具有

濾波的性能，所以可以干脆運(yùn)用電流電壓的采樣數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算所需諧波

重量的有效值和相角。

2)電流采樣值中含有衰減性非周期重量時(shí)，干脆計(jì)算電流的基波重

量幅值和相角時(shí)，計(jì)算結(jié)果和實(shí)際值有很大的差別。因此，必需實(shí)行

肯定的補(bǔ)償方法加以補(bǔ)償，促使補(bǔ)償后的值與實(shí)際值相同。

七、分析題(本大題共2小題，每小題6分，共12分)

42.在發(fā)電機(jī)縱差?lèi)?ài)護(hù)方案中，基波相量的計(jì)算是否可以采納半周期傅

立葉算法?請(qǐng)說(shuō)明其緣由。答：可以采納半周期傅立葉算法。

半周期傅立葉算法的運(yùn)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)。在發(fā)電機(jī)定子發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí),

因定子負(fù)序電流的存在，使得定子電流中含有基波頻率或基波奇數(shù)倍

頻的重量，而不含有基波頻率偶數(shù)倍頻的諧波重量，因