第一篇：全国2013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
绝密★考试结束前
全国2013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：0231
3请考生按规定用笔将所有试题的答案涂、写在答题纸上。
选择题部分
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的考试课程名称、姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题纸规定的位置上。
2．每小题选出答案后，用2B铅笔把答题纸上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。不能答在试题卷上。
一、单项选择题(本大题共20小题，每小题1分，共20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，请将其选出并将“答题纸”的相应代码涂黑。错涂、多涂或未涂均无分。
1．已知采样信号fS(t)的Z变换是：Z[fS(t)] =F(z)，则采样信号FS(t-2T)的Z变换是
A．F(z)
C．z-2F(z)B．z-1F(z)D．z-2F(z)-f(0)-f(1)z-
12．对于频率是150Hz的正弦信号，在采样周期为（ms）时，相邻采样点之间间隔的电角度是
A．15
C．60 B．45 D．90
533．如果被采样连续时间信号所含有的频率成分为50Hz、100Hz和400Hz，则无失真最小采样频率为
A．100Hz
C．400Hz B．200Hz D．800Hz
4．采样周期为T，如果要求滤除信号的频率为100Hz，则数字滤波器脉冲传递函数零点应设置为
A．ej100πT B．ej200πT
浙02313# 电力系统微型计算机继电保护试题 第1页(共4页)
C．1 D．ej50T
5．如果对连续时间信号的采样频率为600Hz，数字滤波器
H(z)=11z2能够滤除的信号频率为
A．0Hz
C．100Hz B．50Hz D．200Hz
6．N点周期采样序列为x(k)，采用傅立叶算法计算其中的四次谐振波正弦分量幅值a4的计算公式为
4N-14πkA．x(k)sin Nk=1N
4N-18πkC．x(k)sin Nk=1N2N-14πkB．x(k)sin Nk=1N2N-18πkD．x(k)sin Nk=1N
7．相电流瞬时采样值差突变量起动元件△Ibe的计算式是
A．||iabk-iabk-N|-|iabk-N-iabk-2N||
C．||ibck-ibck-N|-|ibck-N-ibck-2N|| B．||ibck-ibck-N2N
2|-|i|-|ibck-N2N2+ibck-N||-iabk-N||D．||iabk-iabk-abk-
8．某正弦电气量的两个采样值是2和2,采样间隔的电角度为90,该正弦量的幅值是
A．
2C
．B
D．
49．在输电线路发生BC两相短路时,解微分方程算法中电压u(t)选为uBC(t),电流i(t)应选择为
A．iA(t)
C．iB(t)-iC(t)B．iB(t)D．iA(t)+iB(t)
10．数字滤波器y(n)=x(n)-x(n-1)+x(n-2)-x(n-3)，如果采样周期为T，则算法的响应时间为
A．T
C．3T
浙02313# 电力系统微型计算机继电保护试题 第2页(共4页)B．2T D．4T
非选择题部分
注意事项：
用黑色字迹的签字笔或钢笔将答案写在答题纸上，不能答在试题卷上。
二、填空题(本大题共20小题，每小题1分，共20分)
11．与传统继电保护装置相比，微机保护的检修周期________。
12．因微型机继电保护能够存贮故障前和故障后电流量的采样数据，故其提供的故障信息________。
13．采用自检措施提高了微型机继电保护运行的________。
14．在离散控制系统中引入零阶保持器后，不会增加系统的________。
15．电流变换器的作用是电平匹配和________。
16．增加计数器计数的时间间隔，可以提高电压频率变换式数据采集系统的模数转换________。
17．采用同时采样方式对多个模拟电气量采样时，各电气量的采样时刻________。
18．采样保持器能够保证模数转换器在模数转换期间，模拟量的采样值________。
19．凡是能够反映因果关系的装置或者运算都可称为________。
20．频率特性出现的旁瓣现象称为________。
21．两点乘积算法在原理上不存在着________。
22．采用傅立叶算法计算故障电气量中包含的谐波分量时，要求电气量是时间t的______。
23．在电力系统实际运行频率偏离额定值时，三点乘积算法的计算误差为________。
24．傅立叶算法来源于________。
25．消除衰减性非周期分量对傅立叶算法计算精度影响，所采取的方法是________。
26．解微分方程算法依据的数学模型是________。
27．电力系统正常运行时，微机型距离保护程序主要执行自检循环的________。
28．双端都有电源的电气元件，在其内部发生故障时，其两端测量的有功功率都为________。
29．由于微机型变压器纵差保护两侧电流互感器二次侧都接成Y接线，那么，两侧同相电流之间的相角差采用________。
30．干扰信号按其出现的方式，可以分类成两种典型模式，即共模干扰和________。
浙02313# 电力系统微型计算机继电保护试题 第3页(共4页)
三、简答题(本大题共5小题，每小题4分，共20分)
31．假设采样周期为T，试给出连续时间信号x(t)的采样信号xs(t)数学表达式及其Z变换
X(z)表达式。
32．画出电压频率变换式数据采样系统的构成框图。
33．与模拟滤波器相比，数字滤波器具有哪些优点?
34．基于数字滤波器的单位冲激响应h(t)的特点说明什么是递归型数字滤波器?什么是非递
归型数字滤波器。
35．给出微机保护的软件抗干扰对策。
四、计算题(本大题共2小题，每小题6分，共12分)
36．设离散控制系统差分方程为
y(n)=x(n)+采样周期为T。
试求：(1)系统的脉冲传递函数和零点。(2)系统的频率特性表达式。
37．假设离散系统差分方程为y(n)+71y(n-1)+y(n-2)=x(n)。其中y(-1)=0，y(-2)=0，121
2x(n)=1，(n≥0)。试求：(1)分析系统的稳定性。(2)y(0)，y(1)，y(2)。
五、分析题(本大题共2小题，每小题6分，共12分)
38．说明阻抗元件在距离保护中的作用?
39．双侧有电源的输电线发生单相接地故障，故障点存在过渡电阻Rg时，给出线路始端测
量阻抗Zm与两侧电源提供短路电流的相角差θ之间的关系式，距离保护能否误动或拒动?
六、应用题(本大题共2小题，每小题6分，共12分)
40．电力系统发生振荡时，对距离保护有何影响?消除影响的办法是什么?
41．给出标积制动式发电机纵差保护的动作判据，如何理解其动作的灵敏度高?
七、综合题(本大题共2小题，每小题7分，共14分)
42．试分析加法滤波器y(n)=x(n)-x(n-3)的滤波性能。(假设采样周期为T)
43．采样频率为600Hz，如果某信号中含有直流分量，基波至五次谐波分量，基波频率为
50Hz。现要求保留直流和基波分量，滤除其它频率分量，试用零点配置法，设计数字滤波器的脉冲传递函数H(z)。
浙02313# 电力系统微型计算机继电保护试题 第4页(共4页)
第二篇：全国2012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
全国2012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：0231
3一、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X(z)=，则对应的离散信号x(n)(n=0,1,2……)为()
1-az-1A．an C．ean
B．a-n D．e-an
2．如果采样周期为T，则频率特性表达式H(ejωT)的数字滤波器，其周期为()A．T C．
B．D．
π T2π TT
3．已知Z［f*(t)］=F(z)，则f*(t-2T)的Z变换是()A．F(z)C．z-2F(z)
B．z-1F(z)
D．z-2F(z)-f(0)-f(1)z-
14．在采样频率为600Hz时，脉冲传递函数为1-z-1的数字滤波器能滤除信号的频率为()A．0Hz C．100Hz
B．50Hz D．200Hz
5．数字滤波器的差分方程为：y(n)=x(n)-x(n-1))+x(n-2)-x(n-4)，在采样周期为T时，其算法的响应时间为()A．T C．3T
B．2T D．4T
6．数字滤波器脉冲传递函数H(z)的极点要求满足()A．幅值等于1 C．幅值小于1
B．幅值大于1 D．在z=-1线左侧
7．线路发生AB两相短路时，解微分方程算法中电压u(t)应选择为uab(t)，电流量i(t)应选为
()
A．ibc(t)
B．ica(t)
浙02313# 电力系统微型计算机继电保护试卷 第1页（共4页）
C．ib(t)D．iab(t)
58．采样周期T=ms时，正弦模型两点乘积算法的时间窗是()
35A．(ms)3
C．B．D．10(ms)320(ms)315(ms)3
9．已知非周期分量信号的衰减时间常数，对傅立叶算法的计算结果进行补偿时，需要在周期采样数据的基础上增加采样数据的个数是()
A．1
C．3 B．2 D．
410．输电线路上发生BC两相接地故障时，线路始端相电流故障分量相量的特征是()
A．A相最大，B相、C相都等于零。
B．B相最大，A相、C相都等于零。
C．B相、C相幅值相等，A相等于零，B相、C相之和不等于零。
D．B相、C相幅值相等，A相等于零，B相、C相之和等于零。
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．在微型机继电保护装置中，用来接收或发送开关量信号的设备，称为________。
12．由于微机保护装置可以利用软件进行自检，所以其运行的可靠性________。
13．零阶保持器的传递函数是________。
14．对连续时间信号采样时，要求采样频率一定满足________。
15．电压变换器的作用是：降压和________。
16．如果对50Hz电气量的周期采样点数为12时，逐次比较式数据采集系统中模拟低通滤
波器的最高截止频率应设计为________。
17．电压频率变换式数据采集系统提供的数字量是相邻采样时刻之间VFC芯片输出脉冲的________。
18．递归型数字滤波器的设计不需要对设计样本的单位冲击响应h(t)进行有限时间长度的________。
19．与模拟滤波器相比，数字滤波器不需要考虑前后级之间的阻抗________。
20．由于采用差分代替微分、平均值代替采样值，解微分方程算法在原理上存在着________。
浙02313# 电力系统微型计算机继电保护试卷 第2页（共4页）
21．电力系统正常运行时，微机型距离保护程序主要执行自检循环及________。
22．采用傅立叶算法可以计算周期信号中的基波和谐波信号的幅值与________。
23．变压器差动电流速断保护的整定值，应躲过变压器在运行中可能出现的________。
24．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________。
25．微型机发电机纵差保护方案主要有：基波分量法、基波标积制动法和________。
26．相电流瞬时采样值差起动元件在电力系统正常运行时的工作状况是________。
27．变压器正常运行时，励磁电流的数值很小，一般为额定电流的________。
28．以串联方式出现于信号回路中的干扰称为________，采取恰当的滤波措施可以削弱其
影响。
29．干扰进入微机保护装置中之后，可能带来的问题有：损坏硬件，运算出错和________。
30．干扰耦合途径主要有：互感耦合，公共阻抗耦合和________。
三、简答题(本大题共5小题，每小题4分，共20分)
31．什么是离散控制系统?差分方程反映了系统的什么特征?
32．画出逐次比较式数据采集系统的构成框图，说明A/D转换器输出的数字量与模拟电气
量关系如何?
33．什么是全零点数字滤波器?其滤波性能有何特点?
34．什么是三点乘积算法?怎样理解其计算误差与电力系统运行频率的变化量无关?
35．简要说明微型机距离保护软件框图由哪几部分构成?各自的作用是什么?
四、计算题(本大题共2小题，每小题6分，共12分)
36．采样周期为T时，求下列函数的Z变换 1(1)X(s)=(s+5)(s+6)
(2)x(t)=e-2t，(t≥0)
537．周期信号x(t)=3+4sin 100πt+sin 300πt，采样周期T=(ms)时，试求：(1)给出采样值
3x(k)计算表达式。(2)确定周期采样点数N。(3)给出计算基波分量幅值X1的计算式。
五、分析题(本大题共2小题，每小题6分，共12分)
38．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?
39．双侧电源输电线路发生接地故障，故障点处存在过渡电阻Rg时，测量阻抗中的附加阻
抗Za与两侧电源提供的短路电流相角差θ的关系如何?其对距离保护的动作行为有何影响?
浙02313# 电力系统微型计算机继电保护试卷 第3页（共4页）
六、应用题(本大题共2小题，每小题6分，共12分)
40．电力系统发生振荡时，其运行电气量有何特点?
41．为什么说微型机纵差保护可以采用故障分量算法?故障分量的保护原理有何优点?
七、综合题(本大题共2小题，每小题7分，共14分)
42．某数字滤波器的差分方程为：y(n)=x(n)-2x(n-1)+3x(n-2)-2x(n-3)，采样周期为T1。试求：
(1)脉冲传递函数(4分)；(2)频率特性表达式(3分)。
543．某信号中含有直流，基波至五次谐波。如果采样周期为ms，要求保留三次谐波，完
3全滤除直流、基波及其它谐波分量，基波频率为50Hz。试用零点配置法设计数字滤波器的脉冲传递函数H(z)。
浙02313# 电力系统微型计算机继电保护试卷 第4页（共4页）
第三篇：全国2006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
全国2006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：0231
3一、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Z[G1(S)]=G1(z)，Z[G2(S)]=G2(z)，Z[G1(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)
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（）
A.50Hz
C.600HzB.300Hz D.1200Hz
3.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（）
A.H(z)
C.H(ej)ωB.H(jω)D.H(ejT)ω
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5ms时，其时间窗是
3（）A.C.5ms315ms3B.D.10ms320ms 3
5.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
1C.幅值都大于1B.幅值都等于1 D.都位于Z平面左半平面上
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（）
浙02313# 电力系统微型计算机继电保护试题 第 1 页（共 4 页）
A.分子为零
B.分母为零 D.分子-分母为零 C.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)D.ibc(t)+K3i0(t)C.iab(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（）242N1411A.[x(k)k)x(0)x(N)]B.x(k)k)Nk0N22Nk0N∑
N
2N-
1C.44[x(k)k)]Nk0N∑N2D.44x(k)k)Nk0N∑
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、△IBC、△ICA中不能动作的是（）
A.△IAB
C.△ICAB.△IBC D.△IBC和△IAB
10.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.B相最大，A相、C相都等于零
C.B、C相相等，A相等于零
D.A相、B相、C相相等
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.与常规继电保护相比，微型机继电保护在线运行工作的可靠性高，检修维护___________。
12.对模拟量采样之前，先进行低通滤波的目的是防止无用的高频信号进入采样过程，造成采样信号的___________。
13.把电压互感器二次电压转换成模数转换器适用电压信号的元件是___________。
14.采样过程是将连续时间信号转换成___________。
15.同时完成多个模拟量模数转换的方式称为___________。
16.开关量输入电路采用光电隔离技术可以提高其___________。
17.数字滤波器与模拟滤波器相比，工作的可靠性___________。
浙02313# 电力系统微型计算机继电保护试题 第 2 页（共 4 页）
18.脉冲传递函数中既含有零点又含有极点的数字滤波器称为___________。
19.模数转换器的位数越多，其量化误差越___________。
20.导数算法在原理上就存在着___________。
21.采用傅立叶算法时，要求对信号的采样方式是___________。
22.在使用解微分方程算法时，电流的一阶导数采样值可利用什么量来近似代替_________。
23.在电力系统故障时，三相电压采样值之和___________。
24.在电力系统故障时，为了使微型机继电保护装置工作程序转移到故障处理程序，采取的办法是：在采样中断程序结束前，修改中断返还地址为故障处理程序的___________。
25.在电力系统正常运行时，三相电流采样值之和___________。
26.在变压器内部故障时，两侧的测量功率都是___________。
27基波相量法比率制动式发电机纵差保护的动作条件是___________。
28.变压器励磁涌流产生的原因在于其一侧电压发生突变时，导致其铁芯___________。
29.折线式比率制动特性可以提高电气元件外部故障时，纵差保护动作的___________。
30.引起回路对地电位发生变化的干扰称为___________。
三、简答题（本大题共5小题，每小题4分，共20分）
31.离散信号xs(t)的拉氏变换有何特点？如何定义离散信号的Z变换?
32.设计非递归型数字滤波器时，对设计样本的冲激响应h(t)有何要求？
33.简要给出电压频率变换式数据采集系统的构成框图，说明数字量与模拟输入量之间的对应关系？
34.简要说明最小二乘算法的算法原理、特点？
35.电力系统发生故障时，故障电气量是时间的周期函数吗？为什么？
四、计算题（本大题共2小题，每小题6分，共12分）
36.离散系统的差分方程为：
51y(n+2)+y(n+1)+y(n)=u(n)66
其中：y(0)=0, y(1)=0;t≥0时，u(n)=1;t<0时，u(n)=0
试求：（1）y(2), y(3), y(4)（3分）（2）分析系统的稳定性（3分）
37.图示采样系统：采样周期T1，f(t)的拉氏变换为
1F(s)=。试求：（1）f(t)（3分）（2）F（z）(3分)s(s+2)
浙02313# 电力系统微型计算机继电保护试题 第 3 页（共 4 页）
五、应用题（本大题共2小题，每小题6分，共12分）
38.对于双电源输电线路，故障点存在过渡电阻时，对保护安装处的测量阻抗有何影响？如何解决？
39.在发电机纵差保护方案中，基波相量法标积制动式如何提高内部故障的灵敏性和外部故障的选择性？
六、分析题（本大题共2小题，每小题6分，共12分）
40.与全周期傅立叶算法相比，半周期傅立叶算法有何特点？使用时注意什么？
41.相电流差突变量起动元件的起动条件是什么？时间窗时多少？
七、综合题（本大题共2小题，每小题7分，共14分）
42.某数字滤波器的差分方程为：y(n)=x(n)-2x(n-1)+3x(n-2)-2x(n-3)，采样周期为T1。试求：
（1）脉冲传递函数（3分）；（2）频率特性表达式（4分）
543.设采样周期为T1=ms，某信号含有直流分量、基波至五次谐波分量。要求只保留其中3的基波分量，滤除其它频率分量，基波频率为50Hz，试用全零点配置法给出数字滤波器的脉冲传递函数。
浙02313# 电力系统微型计算机继电保护试题 第 4 页（共 4 页）
第四篇：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及答案（推荐）
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
课程代码：0231
3一、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-an1.如果X(z)=，则序列x(n)为.e 11az
2.设连续时间信号频谱的最大截止频率为fm，则无失真采样条件要求采样频率fs满足fs≥2fm
3.递归型数字滤波器脉冲传递函数H(z)的极点必须满足幅值小于
14.完全滤除输入信号某些频率分量时，要求数字滤波器脉冲传递函数对应零点的幅值满足等于l
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瞬时采样值
6.递归型数字滤波器脉冲传递函数H(z)的零、极特点是既有极点又有零点.267.N点周期采样序列x(k)全周期傅立叶算法计算三次谐波正弦分量幅值a3的计算公式是：.x(k)K)Nk0NN
18.对于CA两相短路，采用解微分方程算法时，电压u(t)应选择为uca(t)、电流i(t)应选择为ica(t)
9.50Hz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
二、填空题(本大题共20小题,每小题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，电源要求具有独立性，不能受系统电压变化的影响。
12.与常规继电保护相比，微型机继电保护提供的系统故障信息更多。
13.满足采样定理时，采样信号的频谱是被采样连续时间信号频谱的周期函数。
14.在求离散系统的脉冲传递函数时，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转换器的位数增加。
16.在电压／频率变换式数据采集系统中，VFC芯片输出脉冲的频率与模拟输入量的瞬时值的关系是f0=Uin1/(Ⅰ0t0R)。
17.为了提高微型继电保护装置的抗干扰能力，在开关量输入电路中采用了光电隔离技术。
18.采样频率与系统实际运行频率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高。
21.只要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，只能用差分值来代替。所以，解微分方程算法在原理上存在着误差。
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23.输电线路正常运行时，相电流差突变量起动元件DI1，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执行自检循环和采样中断服务子程序。
26.在微型机距离保护中，如果三相电压采样值之和接近于零，则可以认定数据采集系统中，电压量通道正常。
27.如果变压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。
28.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-IT∣2＞S(INITcosθ）。
30.差模干扰出现于信号源回路的方式是串联方式。
三、简答题（本大题共5小题，每小题4分，共20分）
31.如果离散系统的脉冲传递函数为H（z），那么其频率特性表达式是什么？幅频特性和相频特性的物理意义是什么？ H（e jwT）=H（z）I z= e jwT
频率特性的物理意义：
1、幅频特性是数字滤波器对输入电气量中不同频率分量幅值的放大倍数。
2、相频特性是数字滤波器对不同频率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）将输入信号转换成与微机装置相匹配的允许电平。2）将微机继保装置与外部互感器回路完全隔离，提高抗干扰能力。
33.采用零，极点配置法设计数字滤波器时，脉冲传递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定频率f1，数字滤波器的频率特性在该频率f1下的值为零，说明数字滤波器对输入信号中的频率为f1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率f2，数字滤波器对于输入频率为f2的分量具有很大的幅值放大倍数，即在数字滤波器的输出信号中，频率为f2的分量数值最大。
34.采用傅立叶算法时，对电气量有何要求？
采用傅立叶算法时，要求电气量为周期函数，才能用傅立叶算法将其分解成直流分量、基波分量、高次谐波分量之和的形式。
35.何谓干扰？干扰进入微机保护装置后，能带来哪些问题？
干扰的定义：影响微机保护装置正常工作可能导致误动作或拒动的现象
干扰源：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，每小题6分，共12分）
36.某离散系统的差分方程为y(n)+0.5y(n-1)+0.06y(n-2)=x(n)
其中:y(-1)=y(-2)=0,x(n)=1n0试求：（1）y(0),y(1),y(2)(3分)（2）脉冲传递函数，并分析其稳定性（3分）0n0
解：（1）n=0时，y(0)+0.5y(-1)+ 0.06y(-2)=X(0)y(0)+0+0=1∴y(0)=
1n=1时，y(1)+0.5y(0)+ 0.06y(-1)=X(1)y(1)+0.5+0=1∴y(1)=0.5n=2时，y(2)+0.5y(1)+ 0.06y(0)=x(2)y(2)+0.25+0.06=1∴y(2)=0.69
（2）对差分方程两边取Z变换，得
Y(z)+0.5Z-1Y(z)+0.06Z-2Y(Z)=X(Z)
Y(Z)1 Z2H(Z)===X(Z)1+0.5Z-1+0.06Z-2 Z2+0.5Z+0.06
特性方程Z2+0.5Z+0.06=0Z1=－0.3Z2=－0.2（|Zi|<1所以系统稳定
37.离散系统差分方程为： y(n)=x(n)+x(n-1)+x(n-2)
试求：（1）脉冲传递函数H（z）及其零点。（4分）
（2）频率特性表达式。（2分）
解：
对差分方程两边取Z变换，得Y(z)= X(Z)+3 Z-1 X(Z)+ X-2 X(Z)
H(Z)=Y(Z)Z2+3 Z+1=1+3 Z-1+Z-2=X(Z)Z
2令Z2+3 Z+1=0得
零点Z1=－
(2)令Z=ejwT，H(ejwT)=1+3 e-jwT+ e－j2wT
五、应用题（本大题共2小题，每小题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。因为算法是基于正弦波的原理实现的，而故障电流中含有基波分量、高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单独提取出来，方能使用。
39.变压器配置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伴随有励磁涌流时，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，可采取加速保护动作的措施：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、分析题（本大题共2小题，每小题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如何改善保护性能？
分析：标积制动式
∣ΔIN-ΔIT∣2＞S(ΔINΔITcosθ）
θ为IN与IT的相位角，INITcosθ为标积量；S为标积制动系数。3 13 1 +jZ2=-－ －j 222
2具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灵敏性的提高。
为了排除负荷电流分量的影响，采用故障分量原理。
(1)区外发生短路
制动量分别为SΔINΔITcosθ>0。
(2)区内发生短路
标积制动原理制动量当θ值较大，大于90 °，SΔINΔITcosθ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。标积制动原理反应区内短路故障的灵敏度很高。
(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。
41.简要说明异步采样，同步采样及其特点。
答：异步采样，也称为定时采样，即采样周期或采样频率永远地保持固定不变。
同步采样也称为跟踪采样，即为了使采样频率始终与系统实际运行频率保持固定的比例关系，必须使采样频率随系统运行频率的变化而实时地调整。
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，输入信号中含有直流，50Hz基波正弦和其它谐波分量（最高谐波次数为5），要求仅保留5次谐波，滤除其它频率分量。试用零点配置法设计数字滤波器，给出其脉冲传递函数H(z)。
H0(z)=1-Z-1H1(z)=1-1.732Z-1+Z-
2H2(z)=1-Z-1+Z-2H3(z)=1+Z-2
H4(z)=1+Z-1+Z-2H5(z)=1+1.732Z-1+Z-2
H(z)= H0(z)H1(z)H2(z)H3(z)H4(z)
43.电力系统发生振荡和故障时，电流的正序、负序和零序分量有何区别？
答：（1）振荡时三相完全对称,电力系统中只含有正序分量，不会出现负序分量和零序分量；
（2）短路时,总要长期(在不对称短路过程中)或瞬间(在三相短路开始时)出现负序分量；接地故障时还会出现零序分量。
第五篇：全国2011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及答案
祝考生Pass60
全国2011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:0231
3一、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.单位阶跃信号1(t)的采样信号Z变换是
11z1
2.如果离散信号f(k)的Z变换为F(z)，则f(k+1)的Z变换为z[F(z)-f(0)]
3.如果采样频率是500Hz，无失真采样时，连续时间信号的最高允许频率是250Hz
4.对于图示离散系统如果Z[G1(s)]=G1(z)，Z[G2(s)]=G2(z)，Z[G1(s)G2(s)X(s)]=G1G2X(z)，则y(n)的Z变换Y(z)为G1G2X(z)
5.某正弦电气量的两个采样值为6和8，采样点间隔的电角度为90°，则该正弦量的幅值是10
6.数字滤波器y(n)=x(n)-2x(n-2)+3x(n-3)，在采样周期是515ms时，时间窗是ms 3
37.全周期傅立叶算法利用N点周期采样值x(0)~x(N)计算二次谐波正弦分量幅值a2的计算公24πk式是x)Nk0NN1
8.输电线路发生CA两相短路时，使用解微分议程算法时，电压u(t)应选为uca(t)，电流i(t)应选为ica(t)
9.100Hz正弦电气量采样周期为5(ms)时，相邻两个采样点间隔的电角度是60° 3
10.输电线路始端相电流故障分量的特征是B、C两相幅值相同，相量之和为零，A相幅值为零，则线路发生的故障是BC两相短路
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.与常规继电保护相比，微型机继电保护提供的故障信息和保护动作行为信息更多。
12.在控制系统中，只要有一处信号是时间的离散函数，则称之为离散控制系统。
浙02313# 电力系统微型计算机继电保护试卷
13.在开关量输出电路中，采用光电隔离技术的目的是提高微型机继电保护装置的抗干扰能力。
14.VFC型数据采集系统中的计数器用于计量VFC元件输出的电压信号积分值。
15.逐次比较式数据采集系统将模拟电气量转换成数字量时，需要一定的转换时间。
16.采样周期是T的离散控制系统，其频率特性H(ejωT)是W的周期函数，周期是2π/T。
17.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提取。
18.输电线路正常运行时，相电流瞬时采样值差突变量起动元件△Ica等于零。
19.两点乘积算法的计算精度与电网频率变化值有关。
20.采用傅立叶算法时，不需要对电流、电压的周期采样数据进行滤波。
21.解微分方程算法采用电流的平均值代替其采样值。
22.在电力系统正常运行时，三相电压采样值之和为零。
23.零点滤波器用于将输入信号中的某些频率信号滤除。
24.从信号中提取其中有用频率分量的过程称为滤波。
25.微型机距离保护的软件程序主要有三个模块——始化及自检循环程序、采样中断服务子程序。
26.在电力系统发生故障时，相电流差突变量起动元件用来起动微型机距离保护程序中的故障处理程序。
27.发电机正常运行时，其中性点与机端同相电流之差等于零。
28.与比率制动式动作特性相比，折线式比率制动特性，在电气元件内部故障时，纵差保护动作的灵敏性较高。
29.以串联方式出现于信号回路的干扰称为差模干扰。
30.微型机发电机纵差保护方案主要有：采样瞬时值法、基波比率制动法和故障分量发电机纵差保护算法。
三、简答题(本大题共5小题，每小题4分，共20分)
31.画出逐次比较式数据采集系统原理构成图。
32.周期为TP信号的傅立叶级数表达式是什么?给出计算基波正弦分量和余弦分量幅值a1、b1的计算公式。
周期为TP信号的傅立叶级数表达式是什么?给出计算基波正弦分量和余弦分量幅值a1、b1的计算公式。
答：x(t)(ansinnw1tbncosnw1t)
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其中基波角频率为ω1=2πf
1基波分量为x(t)(asinwtbcoswt)11111
a1b12k2)x(k)sin(NN2x(0)k2x(N)x(k)cosN2N2（k=1，2，...,N-1）
33.什么是三点乘积算法?给出计算正弦电流量有效值的计算公式。
什么是三点乘积算法?给出计算正弦电流量有效值的计算公式。
答：三点乘积算法是利用正弦电压和电流的三个连续的等时间采样间隔的采样值计算出正弦电压、电流有效值和测量阻抗的数值的算法。此算法可以避免系统频率f的变化对计算结果的影响。
224i
22(i2i1i3)2I224i(ii)213
34.鉴别变压器励磁涌流有哪些方法? 鉴别变压器励磁涌流有哪些方法?
答：鉴别变压器励磁涌流的方法主要有：1）鉴别短路电流与励磁涌流波形差别的间断角制动。
2）二次谐波制动。
35.干扰进入微机保护装置后可能产生什么后果? 干扰进入微机保护装置后可能产生什么后果?干扰进入微机保护装置后可能产生下列后果：1）运算或逻辑出现错误。2）运行程序出轨。
3）损坏微型机芯片。
四、计算题(本大题共2小题，每小题6分，共12分)
36.某离散控制系统的差分方程为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，…)。试求：①y(2)，y(3)。②分析稳定性。某离散控制系统的差分方程为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，…)。试求：①y(2)，y(3)。②分析稳定性。解：（1）n=0时y(2)+0.6y(1)+0.08y(0)=1
y(2)+0.6+0=1∴y(2)=
4n=1时y(3)+0.6y(2)+0.08y(1)=1
y(3)+0.6*0.4+0.08=1∴ y(3)=0.68
（2）对差分方程y(n+2)+0.6y(n+1)+0.08y(n)=1两边取Z变换，得
Z2 {Y(z)-[y(0)+y（1）Z-1]}+0.6Z{Y(z)0.4Z2 =-0.2∣Zi∣＜1所以系统稳定
37.离散系统差分方程为y(n)=x(n)+3(n-1)+x(n-2)
离散系统差分方程为y(n)=x(n)+(n-1)+x(n-2)
试求：(1)脉冲传递函数H(z)及其零点。(4分)
(2)频率特性表达式。(2分)
解：（1）对差分方程两边取Z变换得Y（z）=X（z）（1+3 Z-1+Z-2）
Y（z）∴H(z)= 3 Z-1+Z-2 = X(z)z23z1z2Z2+z+1=0 Z1=31122jZ2=22j
（2）H（e jwT）= H（z）∣z = e jwT =1+3 e-jwT +e –j2wT
试求：(1)脉冲传递函数H(z)及其零点。(4分)
(2)频率特性表达式。(2分)
五、分析题(本大题共2小题，每小题6分，共12分)
38.半周期傅立叶算法的使用条件是什么?给出利用故障电气量的半周期采样值x(1)、x(2)、…、x(N)计算其基波分量幅值x1的计算公式。
2半周期傅立叶算法的使用条件是什么?给出利用故障电气量的半周期采样值x(1)、x(2)、…、N
x(2)计算其基波分量幅值x1的计算公式。
答：半周期傅立叶算法的使用条件是要求在电流或电压信号中，只含有基波频率和基波频率奇数倍频的信号。
4k2Nax(k)sin,(k1,2,...,)1NN2b4x(k)cosk2,(k1,2,...,N)1NN2浙02313# 电力系统微型计算机继电保护试卷
x1(t)a1sin(w1t)b1cos(w1t)
幅值 X12a1b1
239.与傅立叶算法相比，最小二乘法有何特点?
.与傅立叶算法相比，最小二乘法有何特点?
答：在电力系统发生故障时，短路电流中含有衰减性非周期分量，在实际使用傅立叶算法时，要考虑对衰减性非周期分量的补偿。
最小二乘法是一种拟合的算法，将电力系统的故障电流和电压拟合成由衰减性非周期分量、基波到基波整数倍频的五次谐波的形式，利用冗余的故障电流和电压的采样值计算出被拟合的各谐分量的幅值和相角。因此不必考虑对衰减性非周期分量的补偿。
六、应用题(本大题共2小题，每小题6分，共12分)
40.发电机纵差保护方案中，基波相量法标积制动式如何提高内部故障的灵敏性和外部故障的选择性?
发电机纵差保护方案中，基波相量法标积制动式如何提高内部故障的灵敏性和外部故障的选择性?
答：标积制动式
∣IN-IT∣2＞S(INITcosθ）
θ为IN与IT的相位角，INITcosθ为标积量；S为标积制动系数。
(1)区外发生短路
在区外发生短路时，有IN=IT，θ值较小，因此制动量分别为SINITcosθ>0。
(2)区内发生短路
标积制动原理制动量当θ值较大，大于90 °，SINITcosθ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。标积制动原理反应区内短路故障的灵敏度很高。
(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。
41.简要说明异步采样和同步采样的特点。
简要说明异步采样和同步采样的特点。
答：异步采样，也称为定时采样，即采样周期或采样频率永远地保持固定不变。
同步采样也称为跟踪采样，即为了使采样频率始终与系统实际运行频率保持固定的比例关系，必须使采样频率随系统运行频率的变化而实时地调整。
七、综合题(本大题共2小题，每小题7分，共14分)
42.分析差分滤波器y(k)=x(k)+x(k-3)的滤波性能。
分析差分滤波器y(k)=x(k)+x(k-3)的滤波性能。
浙02313# 电力系统微型计算机继电保护试卷
解：差分滤波器
加法滤波器y(k)x(k)x(k3)y(k)x(k)x(km)
mH(z)1Z脉冲传递函数为
jTjmTH(e)1e1cosmTjsinmT 频率特性
幅频特性H(ejT)(1cosmT)2sin2(mT)2
mT)22
令2f,f1为基波，fs1Nf1T，N12，fkf1 则当mT32kf1k(2n1)22Nf142
即可滤除，（n=1,2,3……）时，H(ejT)0k2(2n1)4n2次谐波，(n1,2,3...)
即
43.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，(最高谐波次数为k=5)，试用零点配置法设计数字滤波器。
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，(最高谐波次数为k=5)，试用零点配置法设计数字滤波器。
H0(z)=1-Z-1H1(z)=1-1.732Z-1+Z-2
H2(z)=1-Z-1+Z-2H3(z)=1+Z-2
H4(z)=1+Z-1+Z-2H5(z)=1+1.732Z-1+Z-2
H(z)= H0(z)H1(z)H2(z)H4(z)H5(z)
k2,6,10,...,2(2n1),...浙02313# 电力系统微型计算机继电保护试卷
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