电力系统微型计算机继电保护

1、高等教育自学考试全国统一命题考试“电力系统微型计算机继电保护”（ 课程代码2313） 命题说明高等教育自学考试是应考者获得高等教育学历的国家考试，命题是确保考试质量的核心工作。为了做好电 力系统及其自动化专业（独立本科段）“电力系统微型计算机继电保护”课程全国统一命题工作，特制定 本说明。一、课程性质和考试目标（一）课程性质“电力系统微型计算机继电保护”课程是全国高等教育自学考试电力系统及其自动化专业（独立本科段）开设的专业课程之一，主要阐述微型机继电保护的基本构成、离散控制分析、微型机继电保护的硬件原理、数字滤波器、微型机继电保护的算法、微型机距离保护、微型机纵差保护、提高微型机继电保护装置

2、可靠性的措施。课程的内容正确发映着当前电力系统继电保护发展状况，是从事电力系统运行、设计、管理和 研究工作的专业技术人员必须掌握的基本内容，具有理论与实践紧密结合的特点。“电力系统微型计算机继电保护”课程的任务是：使自学应考者比较全面系统地了解和掌握微型机继电保护的构成原理、离散控制理论、微型机继电保护的硬件原理及其特点、数字滤波器的基本工作原理及其设 计方法、微型机继电保护的算法及其特点、微型机距离保护的软件流程图及其工作特点、微型机纵差保护的构成及算法原理、提高微型机继电保护装置的可靠性所采取的措施。（二）考试目标 通过本课程的学习，要求考生：正确理解并掌握相关的基础理论知识，如采样定理、

3、离散系统的数学模型、离散系统的稳定性及其判定方 法；数据采集系统的组成及其特点；数字滤波器的工作原理、滤波性能分析及其设计方法；正弦模型等算 法的基本原理、特点和使用条件；微型机距离保护软件的基本构成、工作特点、故障类型和相别的判定原 理、系统振荡的判定方法；发电机和变压器纵差保护的构成原理和特殊问题的处理方法；干扰信号的分类和防干扰措施。二、考试内容 本课程的考试内容和考核目标以课程考试大纲为标准。重点内容如下： 第一章、微型机继电保护的基本构成，微型机继电保护的特点。第二章、采样定理，离散系统差分方程的递推解法，稳定的概念及分析方法，离散系统的频率特性及其物 理意义。第三章、逐次比较式和电

4、压频率变换式数据采集系统的构成特点，采样方式及其特点，开关量输入输出电 路的原理及特点。第四章、数字滤波器的工作原理及其技术指标，零、极点配置法的数字滤波器设计方法； 第五章、正弦模型的算法原理及其特点，傅立叶算法原理及其特点、对非周期份量的补偿办法，解微分方程的算法原理及特点，最小二乘法的基本思想，相电流差突变量起动元件算法原理及特点。第六章、初始化及自检循环模块的工作原理，采样中断模块的工作原理，故障分量判定故障类型和相别的 方法。第七章、发电机、变压器纵差保护故障分量法的算法原理及特点， 第八章、扰动的类别，扰动对微型机继电保护的影响，消除扰动影响的基本措施。次重点内容为：第一章、微型机

5、继电保护的发展过程。第二章、采样过程的数学描述，Z 变换及其性质，脉冲传递函数的求解方法。第三章、提高数据采集系统转换精度的方法。第四章、电力系统故障电气量的特点，数字滤波器的作用。第五章、各种算法的时间窗及特点。第六章、阻抗元件的特点及其作用，故障点过渡电阻对距离保护正确动作的影响，系统振荡对距离保护的影响及振荡判别的方法第七章、 基波相量法纵差保护方案的算法原理及特点，变压器纵差保护的接线特点，励磁涌流的判别方法，变压器严重故障的加速方法。第八章、微型机继电保护的自动检测技术。三、考试命题的原则（一）命题原则“电力系统微型计算机继电保护”课程是全国高等教育自学考试电力系统及其自动化专业（独

6、立本科段）开设的专业必考课程。命题标准参照全日制普通高校同专业、同层次、同课程的本科结业水平，并体现自学考试以培养应用型人才为主要目标的特点。在题量上保证中等水平的考生能够在规定的考试时间内完成全部试题的回答，并有适当的时间对答案进行检查。（二）考试依据和范围以考试大纲为依据，以电力系统微型计算机继电保护（张宇辉编，2000 年 9 月第一版）教材为命题范围，考试内容覆盖考试大纲规定的全部知识点。试题的参考答案按指定教材中的有关提法来编制。（三）知识与应用能力的关系学习“电力系统微型计算机继电保护”要注意对基础知识的理解和分析，将理解、识记、领会与分析联系在一起，将基础知识和理论转化为理解和分

7、析能力的提高。命题中，要体现既能测试基础知识，又能测试分析能力的原则。（四）重点与覆盖面的关系全国 2008 年 4 月高等教育自学考试电力系统微型计算机继电保护试题课程代码：02313一、单项选择题（ 本大题共10 小题，每小题1 分，共 10 分 ）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1.如果f（k）的Z变换为F （z）,则f （k+1）的Z变换为（）A.zF（ z） B.zF （ z） -f （ 0） C.zF （ z） +f（ 0） D.F （ z） ?f（ 0）2.滤波方程是y (n) =x (n) +2x ( n

8、-2 ) -x (n-5)的数字滤波器，当采样周期是ms时，其时间窗为-WA. msB. ms1525C. : msD. ms3 .递归型数字滤波器脉冲传递函数极点的幅值一定要()A.等于1B.大于1C.小于1D.等于无穷大4 .狭窄带通滤波器极点的幅值越接近于1,其通带宽度将()A.变窄B.变宽C.不变D.和输入信号有关5 .采样周期为1 (ms)的正弦模型两点乘积算法时间窗是()A.1 (ms)B.2 (ms)1015C.， (ms)D. ?(ms)6 .当连续时间信号中的最高频率为300Hz时，则无失真采样频率fs ,应选择为()A.fs=300HzB.fs=150HzC.150Hz&l

9、t;FSD.fs) 600Hz7 .在发生CA两相短路故障时，相电流瞬时采样值差突变量起动元件Alab、 Ica和 Ibc中，动作最灵敏的是()A. A Ibc B. IabC. Ica D. Ibc 和 lab8. 在发生 B 相接地故障时，解微分方程算法中的电压u(t) 应选择为ub(t) ，而电流i(t) 应选择为ib(t)+KL3i0 和( )A.ic(t)+KR3i0(t)B.ia(t)+KR3i0(t)C.ib(t)+KR3i0(t)D.ib(t)+KL3i0(t)9. 当输电线路发生C 相接地故障时，线路始端相电流故障分量幅值的特征是()A.A相最大，B相、C相都等于零B.B相最

10、大，A相、C相都等于零C.C相最大，A相、B相都等于零D.A相、B相、C相都相等10. 以下哪种现象不属于干扰对继电保护装置的影响()A. 运行程序出轨B. 运行时间过长C.运算或逻辑出错D.损坏微型机芯片二、填空题( 本大题共20 小题，每小题1 分，共 20 分 )请在每小题的空格中填上正确答案，错填、不填均无分。11. 与常规继电保护装置相比，微机保护的性能。12. 如果采样频率小于被采样连续时间信号最高频率的两倍时，采样信号的频谱将出现。13. 三个采样信号之和的Z 变换等于每个信号Z 变换的 。14. 已知x (t )的Z变换为X (z),且X (z)极点的幅值都小于1,则基于X (

11、z)的x (0)计算式为15. 如果离散系统的脉冲传递函数为H (z),则其频率特征表达式为 。16. 零阶保持器的传递函数为。17. 微型机继电保护装置的硬件电路由五个功能单元构成，它们是数据采集系统，微型机系统，开关量输入输出电路，工作电源和。18. 逐次比较式数据采集系统，将模拟电气量转换成数字量需要一定的。19. 在不同采样时刻上，依次完成对所有模拟输入信号采样的采样方式称为。20. 分辨率是衡量量化误差的重要依据，逐次比较式模数转换器的转换数据位数越多，其分辨率越高、量化误差就。21. 开关量输出电路中采取光电隔离措施的目的是为了提高微机保护装置的。22. VFC式数据采集系统中的计

12、数器用于计算VFC元件输出的。23. 与模拟滤波器相比，数字滤波器不存在前后两级之间阻抗的。24. 设计非递归型数字滤波器时，要求设计样本的单位冲激响应h( t )具有 。25. 零点滤波器能够将输入信号中的某些频率分量信号。26. 导数算法要求采样信号是时间的。27. 在电力系统正常运行时，相电流瞬时采样值差突变量起动元件的工作状态是。28. 解微分方程算法需要电压、电流采样值个数至少为。29. 微型机发电机纵差保护方案主要有：标积制动法、基波分量法和。30. 电流量采样数据的自检方法主要采用三、简答题(本大题共5 小题，每小题4 分，共 20 分)31. 逐次比较式数据采集系统中，设置模拟

13、低通滤波器的用途是什么？32. 在使用正弦模型算法之前，为什么要使用狭窄带通滤波器对电气量瞬时采样数据进行数字滤波？33. 使用傅立叶算法时，是否需要对非正弦周期函数电流量的周期采样数据进行数字滤波？为什么？34. 在变压器纵差保护中，为什么要识别励磁通流？有哪些识别方法？35. 什么是干扰？如何分类？对微机保护有什么危害？四、计算题(本大题共2 小题，每小题6 分，共 12 分)36. 某离散系统差分方程为：8y(n+2)+6y(n+1)+y(n)=u(n)其中：y(0)=0, y(1)=0;n>0 时，u(n)=1;n<0 时，u(n)=0试求： (1)y(2), y(3),

14、y(4)( 3 分)；(2)分析稳定性(3 分)37. 已知：离散控制系统的差分方程为y(k)=x(k)+x(k-1)+x(k-2)试求：(1)脉冲传递函数 G(z) (3分)(2)如采样周期为T,给出频率特，性表达式(3分)五、分析题(本大题共2 小题，每小题6 分，共 12 分)38. 双侧有电源输电线路发生单相接地故障，故障点处存在过渡电阻时，测量阻抗有何特点？对距离保护有何影响？39. 半周期傅立叶算法的使用条件是什么？与全周期傅立叶算法相比有何特点？六、应用题(本大题共2 小题，每小题6 分，共 12 分)40. 设i1和i2是正弦量的两个采样值，采样间隔为给出两点乘积算法计算有效值

15、I的计算公式,其计算精度与系统运行频率有关吗？41. 给出发电机纵差保护的标积制动式方案，说明其有何特点？七、综合题（本大题共 2小题，每小题7分，共14分）42.设采样频率为600Hz,要求只保留五次谐波分量，完全滤除直流和其它谐波分量（输入信号中基波频率为50Hz,最高谐波次数为k=5）,试用零点配置法给出数字滤波器的脉冲传递函数。43. 假设采样周期为T， 试分析滤波方程为y（k）=x（k）+x（k-3）数字滤波器的滤波性能。2004 年 4 月自学考试电力系统微型计算机继电保护试题一、单项选择题（本大题共10 小题，每小题1 分，共 10 分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题

16、目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1. 脉冲传递函数极点是指下面哪一个方程的根（）。A. 分子为零方程B. 分母为零方程C. 分子加分母方程D. 分母减分子方程2. 离散控制系统稳定的充要条件是特征方程的根都位于Z 平面的（）。A. 单位圆内B. 单位圆外C. 单位圆上D.Z 平面上 Z=-1 线左侧3 .解微分方程算法，当输电线路发生A相单相接地故障时，算法中的电压量 U （t）选为UA （t）,而电流i （ t ）应选择为（）。A.iA（ t） B.iB（ t）C.iA（ t）K3i0（ t） D.iB （ t）K3i0（ t）4 .滤波方程是：y （n） =

17、x （n） -3x （n-2）4x （n-3）的数字滤波器，当采样周期是0.02 （s）时，其时间窗是（）。A.0.02 （ s） B.0.01 （ s）C.0.06 （ s） D.0.03 （ s）5. 输电线路上发生B 相接地故障时，线路始端电流故障分量相量的特征是（）。A.A 相电流最大，B 相、 C 相电流都等于零B.B 相电流最大，A 相、 C 相电流都等于零C.C相电流最大，A相、B相电流都等于零D.A 相、 B 相、 C 相电流相等且不等于零6.在采样周期为（ms）时，正弦模型三点乘积算法的时间窗是（）。A. （ ms） B. （ ms ）C. （ ms） D.（ ms）7. 全

18、周期傅立叶算法计算三次谐波正弦分量幅值b3 的计算公式是（）。A. B.C. D.8.单位阶跃信号1 （t）被采样后，其采样信号的Z变换是（）。A. B.1C. D.9. 递归型数字滤波器脉冲传递函数的特点是（）。A. 只有极点，没有零点B. 只有零点，没有极点C. 既没有极点，又没有零点D. 既有极点，又有零点10.在输电线路发生 C相单相接地故障时，相电流差突变量起动元件IAB, AIBC, 4ICA不动作的是（）A.AIAB B. AIBCC. AICA D. AIAB 和4 旧C二、填空题（本大题共20 小题，每小题1 分，共 20 分）请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分

19、11.与常规继电保护相比，微型机继电保护调试维护.12. 将连续时间信号转换成离散时间信号的过程称为.13. 防止无用高频信号进入采样过程，造成采样信号的失真，为此，在对模拟量采样前先进行.14. 电压频率变换器输出方波信号的频率与模拟输入电压的瞬时值15. 数字滤波器比模拟滤波器工作的可靠性.16. 满足采样定理的采样信号频谱是被采样连续时间信号频谱的.17. 脉冲传递函数定义为输出响应Z 变换与输入信号的Z 变换在零初始条件之.18. 采样频率fs 与系统运行频率f1 保持固定比例系数的采样方式称为.19. 合理配置数字滤波器脉冲传递函数零点，可以将输入信号中不需要的频率成份信号20. 从

20、一个信号x （t）中提取其中有用频率成份分量的过程称为 21. 在数据采集系统中，实现电流互感器二次电流与模数转换器相连接的元件是.22. 在电压频率变换式（VFC）数据采集中，计算 VFC芯片输出脉冲的时间间隔增大时，其转换精度23. 设计非递归型数字滤波器时，要求设计样本的单位冲激响应h （t）具有.24. 合理设置数字滤波器脉冲传递函数极点可以把模拟量中有用的频率分量.25. 采样周期是T的离散控制系统，其频率特性H （ej 3D的周期是 .26. 设 u1 、 i1 、 D1 、 u2、 i2、 D2 分别是电压，电流和电流一阶导数的采样质，则采用解微分方程算法时，测量电感L 的计算值

21、为.27. 电力系统在非全相运行时，一旦发生故障，则健全相电流瞬时采样值差突变量起动元件28. 采样周期是T 时，导数算法的时间窗是.29. 电力系统正常运行时，微型机距离保护软件程序执行自检循环和.30. 输电线路正常运行时，相电流差突变量起动元件Iab等于。三、简答题（本大题共5 小题，每小题5 分，共 25 分）31. 电压/频率变换式数据采集系统中，记数器芯片有何作用在两个不同时刻读出的数值说明了什么32. 简要说明数字滤波器的工作原理，数字滤波器的时间窗。33. 简述傅立叶算法的算法原理。34. 简述输电线路发生接地故障时，故障点处存在过渡电阻时，对测量阻抗有何影响。35. 在变压器

22、纵差保护中，为何要配备差动速断和低电压速断。四、计算题（本大题共2 小题，每小题7 分，共 14 分）36. 某离散控制系统的差分方程为y（ n 2）0.6y（ n 1）0.1y（ n） =1 ，其中：y（ 0） =y（ 1 ） =0，试求：y（ 2），y（ 3）， y（ 4）37. 数字滤波器的滤波方程是：y（ n）ry（ n-1 ） r2y（ n-2 ） =x（ n）x（ n-2）其中：采样周期T= ms， 0<r<1试求：脉冲传递函数 G （z） （3分）五、应用题(本大题共2 小题，每小题7 分，共 14 分)38. 干扰信号进入微型机继电保护装置之后，可能带来什么问题39

23、. 什么是最小二乘法如何利用其计算故障电流量中，某一谐波分量的幅值六、综合题(本大题共2 小题，共 17 分)40. 为什么变压器纵差保护方案中基波相量的计算不能采用半周期傅立叶算法(7 分)41. 设采样周期为：T=5/3 (ms),要求滤除输入信号 x (t)中的直流分量和频率为 50Hz、100Hz、200Hz、的信号分量。试用零点配置法设计出数字滤波器的脉冲传递函数H (z)。( 10分)全国 2005 年 7 月高等教育自学考试 电力系统微型计算机继电保护试题 课程代码：02313一、填空题(每空1 分，共 20 分 )1 .微型机继电保护装置的硬件电路由五个功能单元构成，即数据采集

24、系统，微型机系统，开关量输入输出电路，工作电源和构成。2 .微型机继电保护的核心是。3 .离散控制系统稳定的条件为脉冲传递函数的极点都位于z平面的 o4 .离散控制系统的两种描述即和脉冲传递函数。5 .微型机保护中，在将模拟量转化成数字量的过程中，模/数转换器往往需要一定的时间，在此期间内，采样的模拟量输入不能变化，为此普遍采用。6 .逐次比较式数据采集系统一般由变换器，低通滤波器，多路模拟开关，模/数转换器组成。7 .对于电压频率变换式VFC 数据采集系统，分辨率主要取决于两个因素：一是；二是计算计数器的读值之差的时间间隔MT。8 .递归型数字滤波器设计过程中，对设计样本的单位冲激响应h(t

25、)进行采样，务必要保证此采样满足，否则设计失败。9 .数字滤波中，每一次运算时所需要用到的输入信号的最早采样时刻和最晚采样时刻，两者之间的时间跨度称为数字滤波器的。10 .对于一个周期函数x(t),都可以将其分解为直流分量、基波以及 之和的傅立叶级数的形式。11 .基于继电器动作特性的采样值算法是指：利用电流和电压量的采样值实现和距离保护起动元件的算法。12 . 半周期傅立叶算法的时间窗为半个周期，因此不能滤除基波的倍频谐波分量。13.微型机距离保护运行软件主要由：、采样中断软件和故障处理软件组成。14 . 系统中某输电线路发生三相短路故障，则故障电流中的零序分量为。15 . 输电线路中绝大多

26、数故障为接地故障，且故障点存在较大的接地电阻，接地电阻比较复杂，主要由电阻和杆塔接地电阻决定。16 . 纵差保护原理的基础是，根据正常运行和故障运行时电气元件的各侧电流特征，构成反映电气元件内部发生短路故障的主保护。17 . 在变压器的纵差保护中，防止因励磁涌流影响造成的保护误动的方法主要有间断角制动和。18 . 在变压器内部发生不对称短路故障时，需要加速保护的动作速度，加速保护动作的方法主要有差动速断和 两种。19 .以 的方式出现在信号源回路之中的干扰信号称为差模干扰。20 .微型机继电保护的自动检测技术有即时检测和 。二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答

27、案的序号填在题干的括号内。每小题1分，共10分)21 .某传递函数X(s)=1/s,其Z变换后为()。A.1B.1/ZC.1/(z-1)D.z/(z-1)22 .离散控制两种分析方法：稳定性分析和频率特性分析，这两者 ()。A.完全等价B.没有任何关系C.取决于特定的系统D.取决于输入信号23 .如果系统频率发生了偏移，比如49Hz,在同步采样的情况下，相邻两个采样时刻的电角度为()A.2 无 /NB.>2 无 /NC.<2tt/ND.无法确定24 .设对于输入信号每个周期采集12个点，则提取三次谐波分量时，数字滤波器的脉冲传递函数表达式为()。A.1-z-1B.1C.1+z-2D

28、.1+z-1+z-225 .下列哪种算法的计算结果不受系统频率变化的影响?(B.三点乘积算法A.两点乘积算法C.导数算法D.傅立叶算法26 .下列输入信号中，哪个能用两点乘积算法来计算的?(A.I(t)=sin(100t)tC.I(t)=3e t_一一 片B.I(t)=sin(100t)+3e tD.I(t)=sin(20t)+0.5cos(100t)27.在输电线路发生B相单相接地故障时，线路始端B相电流的故障分量最大， A相电流的故障分量与 C4.非递归型数字滤波器脉冲传递函数H (z)的特点是()相电流的故障分量的幅值关系是(B. Ia< A IcC. I a= I cA. Ia&

29、gt; IcD. Ic28.发电机标积制动式基波向量纵差保护动作判据|2I n -I t | >SInItCOS 9中，S增大，则保护的灵敏度)oB.提高A.降低C.不一定D.没有影响29 .基波相量算法动作判据有两种：比率制动式和标积制动式，两种判据在动作边界统一时，比率制动系数K(K<1)和标积制动系数S之间的关系为()。A.S=4K2/(K2-1)B.S=4(K2-1)/K2C.S=4(1-K2)/K2D.S=4K2/(1-K 2)30 .在微型机继电保护中，输入的模拟量有8个，其中不包括()。C.负序电流D.零序电流三、简答题(每小题5分，共25分)31 .简述采样定理。3

30、2 .简述什么是数字滤波加纯正弦模型算法？33 .微机型距离保护软件的故障处理部分的主要功能有哪些？34 .纵差保护为什么要采用两段式或三段式的比率制动特性？35 .阻塞共模干扰耦合通道通常采取什么措施？四、计算题(每小题7分，共14分)36 .求 X(z)=z2/(z2-1.5z+0.5)的反变换 x(n) ( | z | >1)37 .正弦50Hz带通滤波器，当采样周期为5/3(ms)时，h(n)=-sin(n无/6),试写出n为0到6时h(n)的值。五、分析题(第38小题7分，第39小题8分，共15分)38 .发电机故障分量标积制动式纵差保护原理有哪些优点？39 .试分析系统振荡和

31、发生短路故障时系统电气量有何不同。六、应用题(每小题8分，共16分)40 .已知正弦信号sin 3 t的拉氏变换为3/(s2+32),求抽样序列$仙3门丁的2变换。41 .加减滤波器其差分方程为：y(n)=x(n)-x(n-1)+x(n-2)+ +(-1) kx(n-k)当k为偶数时，试求其转移函数及其频率特性。全国2007年4月高等教育自学考试电力系统微型计算机继电保护试题课程代码：02313、单项选择题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、 多选或未选均无分。1 .如果 ZG i(s)=G i(z)

32、,ZG 2(s)=G 2(z),ZG i(s)G2(s)=G iG2(z),ZG i (s)X(s)=G iX(z),Zx(t)=X(z),则图示离散控制系统响应 y(n)的Z变换丫(z)为()A. G1(z)+G2(z)X(z)B. G1(z)-G2(z)X(z)C. G1X(z)G2(z)D. G1 (z)G2(z)X(z)2 .采样周期为T= 5(ms)的离散控制系统，无失真采样允许输入信号的最高频率为()3A.300HzB.500HzC.1000HzD.1200Hz3 .离散控制系统不稳定的充要条件是特征方程的部分根位于Z平面()A.单位圆外B.单位圆内C.单位圆上D.Z平面上z=-1

33、线左侧A.只有极点没有零点B .只有零点没有极点(0除外)C.只有一个极点D.既有极点还有零点5.对正弦电气量采样频率为 600Hz,采用两点乘积算法计算其幅值时,B.算法的时间窗为(10ms3C. 20ms3D.40ms 36 .全相运行时，相电流瞬时采样值差突变量起动元件 Ica的计算式为(B.C.D.| i bck i bc(k _N) | i bc(k _N)| i ca(k _N) i ca(k _2N ) | i caki bc(k _N)i ca(k _N)i ca(k _N)| i cak - i ca(k -N ) | - | i ca(k -N) - i ca(k -2N)

34、 |7 .输电线路发生C相接地短路时,解微分方程算法电压u应选择为uc(t),电流i应选择为ic+KL3ioA. ia(t)+K L3io(t)B. ia+KR3ioC. ic(t)+K R3io(t)D. ib(t)+KL3io(t)8.全周期傅立叶算法利用周期信号x(t)N点周期采样值x(0)x(N-1)计算二次谐波正弦分量幅值a2的计算公式是(21、,一之 x(k) cos(k=0471kP)B.NL4nk x(k) sin(-)C.9.N24 -一2 x(k) cos(k=04nk)N在输电线路始端相电流故障分量D.I C 中， IB、N-4：kI. . x(k)sin( )心N IC

35、较大且 Ib+4 I c =0 A Ia接近于零，则线路上发生的故障是(A . AC两相短路C. B相接地D. BC两相短路10 .在未知非周期分量的衰减时间常数并要求对全周期傅立叶算法的计算结果进行补偿时，需要增加信号的采样数据个数是(B.三个A.四个D. 一个二、填空题（本大题共20 小题，每小题1 分，共 20 分）请在每小题空格中填上正确答案。错填、不填均无分。11 与常规继电保护相比，微型机继电保护工作可靠性。12微型机继电保护装置硬件电路由五个功能单元构成，它们是工作电源、微型机系统、人机对话系统、开关量输入输出电路和。13采样过程将连接时间信号转换成。14两个采样信号之和Z 变换

36、等于两个信号Z 变换 。15异步采样方式中，采样频率与电力系统实际运行频率。16电流变换器实质上是小型。17分时采样方式中，各电气量采样时刻。18逐次比较式模数转换器（A/D ）转换位数越多，其量化误差越。19 VFC 式数据采集系统，数字量与模拟电气量什么量成正比。20利用软件算法，从故障电气量采样值中提取出故障特征量采样值方法称为。21 三点乘积算法计算值与电网频率变化值。22合理配置数字滤波器极点能够将输入信号中某些频率信号。23采用傅立叶算法时，要求对信号采样形式是。24解微分方程算法是利用电流、电压采样值、输电线路数学模型和故障类型计算故障点至保护安装处的 。25由于采用平均值代替电

37、气量采样值，故导数算法在原理上就存在着。26解微分方程算法计算结果与故障电气量中非周期分量数值大小 。27微型机距离保护运行软件主要有：采样中断软件、故障处理程序和 。28相电流瞬时采样值差突变量起动元件动作时，表明电力系统发生了 。29微型机发电机纵差保护方案有：基波比率制动式、基波标积制动式和。30三相电压瞬时采样值求和用于。三、简答题（本大题共5 小题，每小题4 分，共 20 分）31 绘出电压频率变换式数据采集系统构成原理图。32电力系统故障电流有何特点？请给出表达式并加以说明。33何谓两点乘积算法，其使用条件是什么？给出计算公式。34什么是故障分量？采用故障分量实现纵差保护原理有何特

38、点？35简要说明微型机继电保护抗干扰软件对策。四、计算题（本大题共2 小题，每小题6 分，共 12 分）36求下列函数Z 变换（假设采样周期为T）1t之01八(1) x(t)=/(3 分)(2) X (s) =(3分)0 t <0(s + 3)(s+4)37 .已知离散控制系统的差分方程为y(k)=x(k)+ J2X (k-1)+x(k-2),试求：(1)脉冲传递函数 G(z)(3分)(2)频率特性表达式(3分)(假设采样周期为 T)五、分析题(本大题共 2小题，每小题6分，共12分)38 .如何检测随机存贮器 RAM是否发生了故障？39 .什么是励磁涌流？其出现对变压器纵差保护有何影响

39、？如何鉴别？六、应用题(本大题共 2小题，每小题6分，共12分)40 .简要说明同步采样的特点。电气量采用该采样方式时对傅立叶算法有影响吗？41 .电力系统发生振荡时，振荡中心处电压幅值有何特点？在振荡中心附近安装的距离保护将怎样运行？如何避免？七、综合题(本大题共 2小题，每小题7分，共14分)42 .设采样频率为600Hz,要求保留三次谐波分量，完全滤除直流和其它谐波分量，(假设输入信号基波频率为50Hz,且含有的最高谐波次数为k=5)o试用零点配置法设计数字滤波器的脉冲传递函数H (z),43 .试分析滤波方程为 y(k)=x(k)+x(k-4)的数字滤波器滤波性能(假设采样周期为T)。

40、全国2002年4月高等教育自学考试电力系统微型计算机继电保护试题课程代码：02313一、填空题(每小题1分，共20分)1 .以微型计算机为核心的继电保护装置称为 。2 .交流电流交换器输出量的幅值与输入模拟电流量的幅值成 。3 .脉冲传递函数定义为：在零初始条件下，离散系统输出响应的Z变换与输入信号的Z变换之。4 .当离散系统特征方程的根，都位于Z平面的单位圆之外时，离散系统 。5 .在一个控制系统中，只要有一处或几处的信号是离散信号时，这样的控制系统称为 控制系统。6 .反映电力系统输电设备运行状态的模拟电气量主要有两种：来自电压互感器和电流互感器二次侧的交流电压和交流 信号。7 .在一个采

41、样周期内，依次对每一个模拟输入信号进行采样的采样方式称为 采样。8 .脉冲传递函数分子多项式为零的根,称为脉冲传递函数的 。9 .从某一信号中，提取出有用频率成份信号的过程，称为 。10 .合理配置数字滤波器脉冲传递函数的零点，能够 输入信号中不需要的频率成份。11 .合理配置数字滤波器脉冲传递函数的极点，能够提取输入信号中需要的 成份信号。12 .数字滤波器脉冲传递函数的零点乙在脉冲传递函数表达式中以因子 的形式出现。13 .如果设计样本的频率特性频谱的最大截止频率为fmax,则要求对设计样本的单位冲激响应h(t)进行采样时，采样频率要求大于 。14 .为了提高微型机继电保护装置的抗干扰能力

42、，在开关量输入电路中采取的隔离技术是 。15 .利用正弦函数的 瞬时采样值的乘积来计算正弦函数的幅值和相位的算法称为三点采样值乘积算法。16 .在电力系统正常运行时，微型机距离保护的软件程序工作在 并每隔一个采样周期中断一次，进 行数据采集。17 .微型机距离保护的软件程序主要有三个模块一初始化及自检循环程序、 和故障处理程序。18 .在电力系统正常运行时，相电流瞬时采值差的突变量起动元件4Ibc等于。19 .电力系统在非全相运行时，一旦发生故障，则健全相电流差起动元件 。20 .设ui、ii、Di;u2、i2、D2分别是电压、电流和电流一阶导数的采样值，则采用解微分方程算法时，测量 电感L的

43、计算值为 。二、单项选择题（每小题1分，共10分。从每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的号码写在题干后面的括号内。）21 .脉冲传递函数零点是哪个方程的根（）分母为零分子为零分子+分母分母-分子22 .逐次比较式数据采集系统中，模 /数转换器输出量正比于输入电压量的（）积分值微分值绝对值瞬时采样值23 .设被采样的连续时间信号频谱的最大截止频率为fc,则采样频率应为（） fc 0.5fc 1.5fc 2fc24 .设对于输入信号每个周期采集12个点，则提取四次谐波分量时，数字滤波器的脉冲传递函数表达式为（）1- z 11 1+z-2 1+z-1+z-225 .在发生AB两相

44、短路故障时，相电流瞬时采样值差的突变量起动元件Iab、A Ibc' AIca都动作，其中动作最灵敏的是（）Ibc（3） I ca Iab、 bc26 .解微分方程算法，对于 CA两相短路时，电流i（t）应选为ica（t）,电压u（t）应选为（）UabTOUbcUct) 3u 0 (t)27 .在输电线路发生 A相单相接地故障时，线路始端A相电流的故障分量最大，B相电流的故障分量与 C相电流的故障分量的幅值关系是（）Ib>Ic <4（IbnAIcIbwIc28 .系统频率不变时，采样值乘积算法的计算误差为（）零无穷大2%3%29 .在未知非周期分量信号的衰减时间常数对傅立叶算

45、法的计算结果进行补偿时，必须增加输入信号的采样 数据的个数是（）三个四个两个文的计算公式为（）一个30 .设N是周期采样点数，则傅立叶算法计算二次谐波正弦分量幅值2 nt一" x(k)sinN kt2 N 1一" x(k)cosN kt4K 二N 1"x(k)sin 如NkjNN6K 二_ 2 一一9 x(k)cosN K三、简答题(每小题5分，共25分)31 .什么是三点乘积算法？怎样理解其计算误差与电力系统运行频率的变化量无关？32 .什么是全零点数字滤波器？33 .在逐次比较式数据采集系统中，对模拟量采样之前，为什么要装设模拟低通滤波器？34 .采用故障分量

46、实现纵差保护原理有何优点？35 .简述离散控制系统稳定的条件。四、计算题(每小题7分，共14分)36 .某离散控制系统的差分方程为：y(k+2)+0.4y(k+1)+0.4y(k)=0其中：y(0)=0,y(1)=1 ;试求：y(2),y(3),y(4)。37 .设采样周期为T=5/3(ms)。要求提取输入信号中的频率为100Hz的信号分量，试计算出数字滤波器脉冲传递函数极点，并给出脉冲传递函数表达式。五、分析题(共15分)38 .怎样理解导数算法在原理上存在着计算误差？(7分)39 .什么是共模干扰？干扰对微机保护有何影响？(8分)六、应用题(每小题8分，共16分)40 .数字滤波器脉冲传递

47、函数为H(Z)=1+Z-2,试写出数字滤波器的差分方程41 .设采样周期为T=5/3(ms),要求滤除输入信号 x(t)中的直流分量和频率为100Hz、150Hz、200Hz的信号分量，试用零点配置法设计出数字滤波器脉冲传递函数H(z)全国2002年4月自学考试 电力系统微型计算机继电保护答案课程代码：02313一、填空题(每小题1分，共20分)1 .微型机继电保护装置2 .正比3 .比值4 .不稳定5 .离散6 .电流7 .顺序8 .零点9 .滤波10 .滤除11 .频率- 112.1- ZiZ 113.2f max14 .光电隔离15 .三个16 .自检循环17 .采样中断程序18 .零1

48、9 .起动20.(uiu2-U2ii)/(i 2D1- iiD2)二、单项选择题(每小题1分，共10分)21.22.23.24.25. (T26.27.(3)28.29.30. (T三、简答题(每小题5分，共25分)31 .利用正弦量在连续三个采样时刻采样值之间的乘积运算，计算正弦量的幅值(或有效值)和相角的算法,称为三点乘积算法。从其有效值的计算公式：2i2=4i2(i2工)/4i2 -(i1 +i3)2可以看出，I的计算结果与电力系统的运行频率无关。32 .只有脉冲传递函数零点，没有脉冲传递函数数点的数字滤波器，称为全零点数字滤波器它能够滤除输入 信号中，有限个频率的输入信号33 .在一定

49、采样频率下，为了防止无用的高频信号，进入采样过程造成采样信号的失真，为此，在采样前应 对模拟输入量进行数字滤波34 .采用故障分量实现纵差保护原理在灵敏度方面优于基波相量纵差保护原理。在选择性方面，不会降低保护的选择性35 .当离散控制系统脉冲传递函数极点的幅值都小于1时，离散控制系统稳定四、计算题(每小题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)=0.256J3：37 .P=re 3 (0&

50、lt;r<1)1H(z)= 12-1 -rzr z五、分析题(共15分)38 .由于导数量的采样值不能直接得到只能用两个采样时刻的采样值之间的差分来代替两个采样时刻中点 的导数量采样值；用两个采样时刻采样值的平均值代替计算时刻的采样值，所以在原理上，该算法存 在计算误差39 .引起回路对地电位发生变化的干扰称为共模干扰干扰对微机保护影响运算或逻辑出现错误程序出轨损坏硬件六、应用题(每小题8分，共16分)40 .因为:Y(Z)=H(Z) 、 X(Z)Y(Z)=X(Z)+Z -2X(Z)所以 y(n)=x(n)+x(n - 2)41 .滤除输入信号x(t)中直流分量的脉冲传递函数因子为：-

51、1Ho(z)=1- z滤除输入信号x(t)中频率为100Hz信号分量的脉冲传递函数因子为：H2(z)=1- z-1 +z- 2滤除输入信号x(t)中频率为150Hz信号分量的脉冲传递函数因子为：-2H3(z)=1+z滤除输入信号x(t)中频率为200Hz信号分量的脉冲传递函数因子为:H4(z)=1+z- 1+z-2H(z)为:所以，满足上述滤波要求的数字滤波器的脉冲传递函数H(z)=H 0(z) H2(z) H3(z) H4(z) 2006.4 月 一、单项选择题(本大题共 10小题，每小题1分，共10分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、

52、多选 或未选均无分。1 .如果 ZG1(S)=G1(z) , ZG2(S)=G2(z) , ZG1(S)G2(S)=G1G2(z)，则图示离散控制系统的脉冲传递函数为()A.G1(z)+G2(z)C. G1(z)G2(z)B. G1(z)-G2(z)D. G1G2(z)A.50HzC.600HzA.H(z)C.H(ej 3)B.H(j 3)D. H(ej 3 T)4 .滤波方程是 y(n)=x(n)-2x(n-2)+3x(n-3)( )的数字滤波器，当采样周期是5m ms时，其时间窗是10B yms5 .提高全零点数字滤波器的滤波性能，要求其脉冲传递函数零点满足(A.幅值都小于1B.幅值都等于

53、1C.幅值都大于1D.都位于Z平面左半平面上2 .如果故障电气信号的最高频率为600Hz时，那么无失真采样的最小采样频率是(B.300HzD.1200Hz3 .采样周期为T的离散控制系统，如果系统的脉冲传递函数H(z)已知时，则系统的频率特性表达式为6 .数字滤波器脉冲传递函数极点是指其哪一部分方程的根()A.分子为零B.分母为零C.分子+分母为零D.分子-分母为零7 .当输电线路发生AB两相短路时，解微分方程算法中的电压量u(t)应选择为uab(t)、电流i(t)应选择为()A.iab(t)B.ibc(t)C.iab(t)+K3i0(t)D.ibc(t)+K3i0(t)8 .半周期傅立叶算法计算周期信号二次谐波余弦分量幅值b2的计算公式是(7Am11* wE鼠k)cosg*k)+-x(O) + -x(N)B.C. 2 h<k) CQ5 k)D.I Ml3 k)Hsin( k)N丁 N ，9 .在输电线路发生B相单相接地故障时，相电流差突变量起动元件IAB、AIBC> AICA中不能动作的是( )A. AIABB. AIBCC. AICAD. AIBC 和lAB10.输电线路上发生BC相短路时，线路始端相电流故障分量幅值的特征是()A.A相最大，B相、C相都等于零B.