全国2010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

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，每题1分，共10分)在每题列出的四个备选项中只有一个是切合题目要求的，谓将其代码填写在题后的括号内。错选、多项选择或未选均无分。1.如果X(z)二一,则序列x(n)为?计I—一】2?设连续时间信号频谱的最大截止频次为fm,则无失真釆样条件要求采样频次f$知足3?递归型数字滤波器脉冲传达函数

H(z)的极点必须知足幅值小

J：

14?完全滤除输入信号某些频次分量时，要求数字滤波器脉冲传达函数对应零点的幅值知足等5?逐次比较式数据采集系统中与输出数字量成正比的量是模拟量的刹时采样值

J：

1递归型数字滤波器脉冲传达函数H(z)的零、极特点是既有极点乂有零点.8?对T-CA两相短路，采用解微分方程算法时，电压U⑴应选择为Uca(t).电流i⑴应选择为心⑴电气量周期采样点数为12时，相邻两个采样点间隔的电角度是30°10?某正弦电气量的两个采样值为1和3,间隔的电角度是90°,则该正弦电气量的幅值是価二、填空题(本大题共20小题,每题1分，共20分)11.微型机继电保护装置的工作电源是其重要的组成部分，电源耍求拥有独立性，不能受系统电压变化的影响。12.与惯例继电保护相比，微型机继电保护提供的系统故障信息更多。13?知足采样定理时，采样信号的频谱是被采样连续时间信号频谱的周期函数。在求离散系统的脉冲传达函数时，要求输入量和输出量的初始条件都为零。15?提高逐次比较式数据采集系统数据精度的办法是将模数变换器的位数增加。16.在电压/频次变换式数据采集系统中,VFC芯片输出脉冲的频次与模拟输入量的刹时值的关系是fO=Uinl/(IOlOR)：。17.为了提高微型继电保护装置的抗扰乱能力，在开关量输入电路中采用了光电隔绝技术。18.采样频次与系统实际运行频次之比保持不变的采样方式称为同步采样。19?电力系统短路电流中含有基波、谐波和衰减性非周期分量。20.与模拟滤波器相比，数字滤波器工作的可靠性更髙。只需电流量是时间的正弦函数，在理论上两点乘积算法的计算误差为零。22.由于电流量一阶导数的采样值不能直接由数据采集系统提供，只能用差分值來代替。所以，解微分方程算法在原理上存在着误差。23?输电线路正常运行时，相电流差突变量起动元件Dh，的计算值等于零。24.正弦模型算法中的导数算法在原理上存在着误差。25.电力系统正常运行时，微型机距离保护软件程序履行口检循环和采样中止服务子程序。26.在微型机距离保护中，如果三相电圧采样值之和靠近于零，则能够认定数据采集系统中，电压量通道正常。27.如果变圧器两侧测量功率之积为负，则变压器的运行状态是正常运行或外部故障。2&电流的故障分量等于故障后电流相量与故障前电流相量之差。29.基波相量法标积制动式发电机纵差保护的动作条件是IN-ITI2>S(INITcos0)：。差模扰乱出现『?信号源回路的方式是串联方式。三、简答题(本大题共5小题，每题4分，共20分)如果离散系统的脉冲传达函数为H(z),那么苴频次特性表达式是什么？幅频特性和相频特性的物理意义是什么？H(ejwT)=H(z)Iz=ejwT频次特性的物理意义：1、幅频特性是数字滤波器对输入电气量中不同频次分量幅值的放大倍数。2、相频特性是数字滤波器对不同频次的输入信号分量相角的移动量。32?微机保护中，电流、电压变换器有何作用？变换器作用：1)将输入信号变换成与微机装宜相匹配的允许电平。2)将微机继保装置与外部互感器回路完全隔绝,提髙抗扰乱能力。33?采用零，极点配置法设计数字滤波器时，脉冲传达函数零点和极点对其滤波性能有何影响？答：1)零点的作用：与某一零点对应的特左频次fl,数字滤波器的频次特性在该频次fl下的值为零，说明数字滤波器对输入信号中的频次为

fl

的分量能完全滤除。2)极点的作用：与某一极点对应的特定频次

f2,数字滤波器关于输入频次为

f2

的分量拥有很大的幅值放大倍数，

即在数字滤波器的输出信号中，频次为

f2

的分量数值最大。采用傅立叶算法时，对电气量有何要求？采用傅立叶算法时，要求电气虽为周期函数，才能用傅立叶算法将其分解成直流分量、基波分量、髙次谐波分量之和的形式。何谓扰乱？扰乱进入微机保护装置后，能带来哪些问题？「?扰的左义：影响微机保护装置正常工作可能致使误动作或拒动的现彖扰乱源：影响装置正常工作的一些电磁信号。四、计算题(本大题共2小题，每题6分，共12分)36.某离散系统的差分方程为y(n)+(n-l)+(n-2)=x(n)其中:y(-i)=y(-2)=0,x(n)=j*虫［试求：(1)y(0),y(l),y(2)(3分)(2)脉冲传达函数，并剖析苴稳泄性(3分)0n<0解：(1)n=0时，y(0)+(-l)+(-2)=X(0)y(0)+0+0=lAy(0)=ln=1时，y(1)+(0)+G1)=X(1)y(l)++0=1y(l)=n=2时，y(2)+(l)+(0)=x(2)y(2)++=lAy(2)=(2)对差分方程两边取Z变换，得Y(z)+(z)+(Z)=X(Z)H(Z)=^yS错误!=错误！特性方程Z2++=0Zl=-Z2=-(IZikl所以系统稳泄离散系统差分方程为：y(n)=x(n)+-75x(n-l)+x(n-2)试求：(1)脉冲传达函数H(z)及其零点。(4分)(2)频次特性表达式。(2分)解：对差分方程两边取Z变换，得Y(z)=X(Z)+V3Z-lX(Z)+X-2X(Z)H亿)=養务=\+y[3Z-l+Z-2=-Z2±^Z+1令Z2+A/3Z+1=O得零点zi=—乎4j(2)令Z=ejwT,H(ejwT)=l-H/3e-jwT+e—j2wT五、应用题(本大题共2小题，每题6分，共12分)38.采用正弦模型算法时，对使用的电气量采样数据是否需要进行数字滤波？为什么？答：采用正弦型算法时，电气量的采样值应进行数字滤波。因为算法是鉴于正弦波的原理实现的，而故障电流中含有基波分虽、髙次谐波分量和衰减性的直流分量，因而需将电气量中的基波或某次谐波分量的采样值独自提取出来,方能使用。39.变压器配宜差动电流速断的原因是什么？答：变压器内部发生严重不对称故障且陪伴有励磁涌流时，由于在差动电流中产生较大的二次谐波分量，使纵差保护被制动，直到二次谐波分量衰减后，纵差保护才能动作，延误了保护的动作时间。在此情况下，可采取加快保护动作的举措：差动速断：当差动电流大于可能出现的最大励磁涌流时，纵差保护应立即动作跳闸。六、剖析题(本大题共2小题，每题6分，共12分)40.发电机纵差保护中故障分量法标积制动方案怎样改良保护性能？剖析：标积制动式IAIN-AIT|2>S(AINAITcos0)0为IN与IT的相位角，INITcos( )为标积呈；S为标积制动系数。拥有多个并联分支的大型发电机组，在发生带过渡电阻的小匝间短路故障时，短路电流中的负荷电流分量不可再忽略，它将影响到纵差保护敏捷性的提髙。为了清除负荷电流分屋的影响，采用故障分捲原理。区外发生短路制动量分别为SAINAITcos0>0。区内发生短路标积制动原理制动量当0值较大，大于90°,SAINAITcos0就变成了负值。负值的制动量在数学上就是动作量，更有助于保护动作。标积制动原理反响区内短路故障的敏捷度很高。(3)发电机未并网前或解列运行时的内部短路在发电机并网前发生的内部短路，由于发电机机端无电流，仅有中性点有短路电流，因此标积原理的制动量为0,而比率制动原理不为0,显然，标积原理的动作裕度更大，对动作更可靠。简要说明异步采样，同步采样及其特点。答：异步采样，也称为宦时采样，即采样周期或采样频次永远地保持固左不变。同步采样也称为追踪采样，即为了使采样频次始终与系统实际运行频次保持固龙的比率关系，必须使采样频次随系统运行频次的变化而实时地调整。七、综合题

(本大题共

2小题，每题

7分，共

14分)42.设采样频次为

600Hz,输入信号中含有直流，

50Hz

基波正弦和英它谐波分量

(最高谐波次数为

5),要求仅保存

5次谐波，滤除英它频次分量。试用零点配宜法设讣数字滤波器，给出其脉冲传达函数

H(z)。H0(z)=l-Z-lHl(z)=+Z-2H2(z)=1-Z-l+Z-2H3(z>l+Z-2H4(z)