2015年 4 月全国高等教育自学考试《电力系统微型计算机继电保护》试题

2015年4月全国高等教育自学考试《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io小题，每小题2分，共20分）

1、采样定理指出，在对连续时间信号进行采样时，采样频率必须要大于被采样原始信号的频谱的最大截止

频率的（B）

A.1倍B.2倍C.3倍D.4倍

2.脉冲传递函数是指：在零初始条件下.系统中（B）

A.输出脉冲序列的Z变换与输入脉冲序列的Z变换的乘积

B.输入脉冲序列的Z变奏与输出脉冲序列的Z变换的比值

C.输入脉冲序列的Z变疾与输出脉冲序列的Z变换的乘积

D.输出脉冲序列的Z变换与输入脉冲序列的Z变换的比值

3.对于工频输入信号，若采样频率为1200Hz,则每周期的采样点数为（A）

A.24B.15C.12D.20

4.若采样频率为1200Hz,则前置模拟低通滤波器的最大截止频率为（C）

A.1200HzB.2400HzC.600HzD.4800Hz

5.微机保护的数据采集系统（根据模数变换的方式）主要行以下两种形式，即（B）

A.模拟式与数字式

B.逐次比较式与电压/频率变换式

C.相加式与相减式

D.乘法式与除法式

6.数字滤波器主要性能指标口，时域性能是指（C）

A.幅频特性和相频特性B.精确性和适应性

C.响应时间和计算量D.经济性和可靠性

7.不属于正弦函数输入模型的算法是（D）

A.采样值乘枳算法B.导数算法

C.半周积分算法D.傅里叶算法

8.针对导数算法，以卜说法正确的是（D）

A.算法本身没有误差

B.算法误差是一个固定的常数，与采样周期无关

C.采样周期越长，算法的相对误差越小

D.采样周期越短，算法的相对误差越小

9.针对BC两相相间短路故障，解微分方程算法所选取的电压和电流分别为（A）

A.电压为UBC，电流为iBCB,电压为UB,电流为ic

C.电压为UBC,电流为iAD.电压为UA,电流为IBC

10.采用线电流（即相电流差）突变量起动的优点之一是（A）

A.提高对于各种相间故烽动作的灵敏度

B.提高对于各种接地故障动作的灵敏度

C.提高抗差模干扰的能力

D.提高抗过渡电阻的能力

二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）

11.对于离散系统，其稳定条件是系统脉冲函数的极点均在Z平面以原点为圆心的单位圆内.

12.微机保护是以电气设备的断路器为被控对象的一个开环离散控制系统。

13.对于异步采样,其采样周期为固定不变的常数，即采样周期不随输入信号的基波频率变化而调整。

14.从模数转换原理上看.电压频率变换式数据采集系统是格被转换的模拟输入电压在一定时间间隔

内的积分值转换成计数器的读值之差。

15.数字滤波器的时间窗是指在每一次运算时所需用到的输入信号的最早采样值的时刻和最晚采样

值的时刻之间的时间跨度。

16.加法滤波器希里滤除谐波频率次数的值越.低，则要求输入信号采样数据的个数越多，即数字滤

波器的响应时间越长。

17.在正弦输入模型的算法中，三点采样值乘积算法的计算结果不受系统频率变化的影响。

18.采样值乘积弊法本身没有误差.(注：填“有”或“没有”)

19.傅里叶算法是针对周期输入模型的算法。

20.在有较大零序电流和负序电流的条件下，若出现B相故障分量电流最大，而A相和C相故障分量电流

的幅值相等相位相同，则可判定为B相单相接地短路故障。

三、判断题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)

判断下列各题正误，正确的用“J”表示，错误的用“X”表示。

21.根据模拟输入信号中的基波频率与采样频率之间的关系，采样方式可分为异步采样和同步采样。J

22.逐次比较式数据采集系统中必须要设置前置模拟低通滤波器,J

23.半周期傅里叶算法要求在输入信号中只含有基波频率和基波频率偶数传频信号时算法才有效。X

24.解微分方程算法计算结果不受电力系统运行频率变化的影响,J

25.最小二乘算法使用的数据窗越长，则计算的精度越高。J

26.在微机距离保护的运行程序中，采样数据的自检(即电流电压求和自检)功能是位于初始化和臼检循环

模块中。X

27.两相短路故障条件下，即会出现负序电流也会出现零序电流,X

28.微机保护运行软件主要由：初始化软件、采样中断软件和故障处理软件组成。J

29.若由于系统振荡导致起动元件起动，则启动达稳态后测量电阻不变化；若由于系统短路导致起动元件

起动，则启动达稳态后测量电阻呈周期性变化。X

3U.电磁干扰的三个要素分别是：干扰源、耦合通道和敏感回路,V

四、简答题(本大题共2小题，每小题5分，共10分)

31.傅里叶算法是否需要对输入信号的采样数据进行数字滤波?为什么？

答：不需要

由于傅里叶算法本身就具有漉波的性能，因此不需要对输入信号的采样数据进行数据虑波。

32.己知数字滤波器的差分方程为)，(〃)=-1)+X(〃)-3X(〃-1)+5X(〃-2),请写出该数

字滤波器的脉冲传递函数H⑵=?。

答：原差分方程经Z变换得：

r(z)-z-'r(z)=X(z)-3z"X(z)+5z-X(z)

该数字滤波器的脉冲传递函数为H(z)=瞑-1-

1-z-1

五、案例分析题(本大题共3小题，每小题10分，共30分)

33.差分滤波器的差分方程为：y(〃)=X(〃)-X(〃-8),采样频率为输入信号频率的24倍(即每基波

周期的采样点数N=24),输入信号中12次及以上的频率已由前置模拟低通滤波器灌除。

(I)写出该数字滤波器的脑冲传递函数。

(2)该滤波器能否滤除直流？

(3)该数字滤波器可滤除12次以下的哪些谐波？

解：(1)脉冲传递函数为：H(z)=l-z・8

(2)该滤波器能滤除直流

(3)差分滤波器可滤除的谐波次数为：k=nN/m=n-24/8=3n(n=0,l,2,...)

，所以可滤除12次以下的3次、6次及9次谐波。

34.设采样频率为600Hz,输入信号的基频为50Hz(即每基波周期的采样点数N=I2),输入信号中6次以上

的频率已由前置模拟低通滤波器滤除，用零、极点配置法设计一人全零点滤波器，要求保留直流、基波、3

次、5次和6次谐波，完全滤除2次及4次谐波。要求写出该流波器的脉冲传递函数及最终的差分方程(即

算法的计算式)。

(提示：滤直流需设因子(I—2T),滤N/2次需设因子(1+口)，滤直流4N/2次之间的k次需设因子

f(l-2cos(A:2^/^)z_|+z-2).

解：滤波器的脉冲传递函数为：

H(Z)=(1-Z-1+Z-2)(1+Z-,+Z-2)

=l+Z-2+Z-4

则最终差分方程为：y(n)=x(n)+x(n・2)+x(n-4)

35.已知采样频率为600Hz,输入的电压、电流正弦信号频率为50Hz(即N=I2),相邻两个采样点的电压、

电流采样值为：“1=16,“2=16百，/I=4,i2=2百。试用导数算法计算电压、电流的有效值u、

I,并计算相应的测量电阻R和测量电抗X。

注：提示公式如下：

2U2=〃：+(.//〃)产

2

R=[ukik+(«；/⑼6/⑼]/隆+a/co)]

x=[以&/⑼一以4/⑼]/屋+&/。)2]

uk=(u2+%)/2

u'k/CD=(ll?-I八)/(*)

7；为采样周