2002年4月全国自学考试电力系统微型计算机继电保护试题答案（推荐5篇）

第一篇：2002年4月全国自学考试电力系统微型计算机继电保护试题答案

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：0231

3一、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，12.1-ZiZ-113.2fmax14.光电隔离，15.三个，16.自检循环，17.采样中断程序，18.零，19.起动，20.(u1u2-u2i1)/(i2D1-i1D2)。

二、单项选择题(每小题1分，共10分)

21.②22.④23.④24.④25.①

26.③27.③28.①29.①30.①

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

2其有效值的计算公式：2I2=[4i

22(i2i1i3)]/[4i2(i1i3)]22

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)=-0.4，y(3)=-0.4y(2)-0.4y(1)=-0.24，y(4)=-0.4y(3)-0.4y(2)=0.256。37.P=re3(0

11rz1rz2

2五、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①运算或逻辑出现错误②程序出轨③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：H0(z)=1-z-1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：

H3(z)=1+z-2

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-2

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)为： H(z)=H0(z)H2(z)H3(z)H4(z)

全国自考微机继电保护试题参考分析2008年4月

一、BDCAADCCCB

二、11、更优良，12、混叠；

13、和；

14、P18页式（2-36）；

15、H（e jwT）=H（z）I z= e jwT16、G(S)=（1-e）/S，17、人机对话微型机系统，18、转换时间，-TS19、顺序采样，20、越小，21、抗干扰能力；

22、电压信号积分值；

23、匹配问题；

24、有限的时间长度；

25、滤除；

26、正弦函数；

27、不动作；

28、三个；

29、故障分量发电机纵差保护算法；30、ia(k)+ib(k)+ic(k)=i0(k)；

三、31、答：电力系统发生故障时，故障电流、电压中含有一定的高高次谐波分量，这些较高频率的高次谐波分量并不都是继电保护原理所要获取的反映系统故障的主要特征量，如不加以滤除，将要求采样频率过高。

因此，为了保证采样过程满足采样定理，确保采样数据的质量，在各模拟信号的输入通道上，在对各模拟信号采样之前装设模拟低通滤波器，将频率高于某一频率的信号加以滤除。

32、答：正弦模型算法的原理是假定故障电流电压是时间的正弦函数，但实际上故障电流电压信号中，不仅含有基波分量而且还含有其他频率成分，所以应将此电气量采样值经过数字滤波，将故障电气量中的基波或某一次谐波分量的采样值单独提取出来之后，方能使用。

33、不需要滤波。因为从傅立叶算法的原理看，算法本身就具有滤波的性能，所以可以直接使用电流电压的采样数据来计算所需谐波分量的有效值和相角。

2）电流采样值中含有衰减性非周期分量时，直接计算电流的基波分量幅值和相角时，计算结果和实际值有很大的差别。因此，必须采取一定的补偿方法加以补偿，促使补偿后的值与实际值相同。

34、在变压器空载投入和外部故障切除后，可能出现数值较大的励磁涌流，最大时可达到额定值的6~8倍。会导致纵差保护误动作，所以必须识别。

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。

电磁干扰三要素：干扰源、耦合通道、敏感回路。

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。36、37、类型题同前面过程分析。

38、特点：过渡电阻的存在，在线路保护安装处的附加测量阻抗可能是感性的，也可能是容性的。

影响：将使距离保护的阻抗元件动作，造成保护范围伸长或缩短，如不采取措施，将使距离保护拒动或越区动作。

39、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。

与全周期傅立叶算法相比，缩短了算法的运算时间，提高微机保护的速动性。

40、2I2(i1i22i1i2coswT)／sin222wT

（按50Hz频率运行来确定采样间隔电角度wT)，在系统运行频率变化时，计算结果带来一定误差。

41、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。

42、解：H0(z)=1-Z-1H1(z)=1-1.732Z-1+Z-2 H2(z)=1-Z-1+Z-2H3(z)=1+Z-

2H4(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、解

y(k x x差分滤波器)(k)(k 3)加法滤波器y(k)x(k)x(km)

脉冲传递函数为H(z)1Z

频率特性H(e

幅频特性

2cjTm)1ejmT1cosmTjsinmT jT(H(e)(1cmoT)ss22(imTn)2mT)2

令2f,f1为基波，则当

时，即可滤除H(ejTfs1TNf1，N12，fkf1 2mT232kf12Nf14k(2n1)（n=1,2,3……）)0(n1,2,3...，k2(2n1)4n2次谐波，即k2,6,10,...,2(2n1),.

第二篇：高等教育自学考试 电力系统微型计算机继电保护试题

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.将模拟电气量转换成数字量的硬件设备称为微型机继电保护的_系统.2.对于连续时间信号x(t),其傅立叶变换x(f)定义为_ 3.微型机系统是以电流和电压的采样值为输入量,以微型机作为控制器,以_为被控对象的一个开环离散控制系统.4.根据模拟输入信号中的_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方式两种.5.离散控制系统稳定的条件是脉冲传递函数极点都位于_ 6.逐次比较式数据采集系统,一旦转换芯片选定后,其输出数字量的位数不可变化,即_不能再改变.7.数字滤波器完成每一次运算,输出一个采样值,所需要的输入信号采样值的个数,称为数字滤波器的_ 8.导数算法中,其所需要的数据时间窗,仅是一个采样间隔.但是在计算原理上,则采用差分近似代替_用平均值代替采样值.9.解微分方程算法是利用输电线路的数字模型和故障模型,计算从输电线路的故障点到输电线路的始端——保护安装处的_决定继电保护是否动作的算法.10.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功率方向元件和_的算法.11.微型机距离保护运行软件主要由:初始化软件,采样中断软件和_组成.12.距离保护中故障处理部分主要功能有:判断故障类型,计算测量阻抗,决定距离保护是否动作.13.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_三种.14.变压器内部发生不对称故障时,往往需要加速保护的动作,通常有_和低电压速断.15.电磁干扰的三大要素是干扰源,耦合通道和_ 16.目前,在提高微型机继电保护装置工作可靠性方面,提出了三种对策:即减少故障和错误出现的几率、微型机继电保护装置的自动自检测技术、17.在数字滤波器的脉冲传递函数中,只含有零点而没有极点的滤波器称为_ 18.系统传递函数G(s)中的s用s=jω代入后得到的G(jω)称为系统的频率特性.其中G(ω)称为幅值特性,φ(ω)称为_ 19.微型机距离保护中输入的模拟量有8个,即三相电流,三相电压,和零序电压.20.距离保护的振荡闭锁原理主要可分为两种:一种是利用负序分量是否出现的实现原理;二是利用电流,电压或测量阻抗的_的不同的实现原理.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,并将正确答案的序号填在题干的括号内.每小题1分,共10分)21.下列哪个公式反映Z变换的多步延迟定理()A.Z[ax(t)]=aX(z)B.Z[x(t+T)]=Z[X(z)-x(0)] C.Z[x(t-nT)]=z-nX(z)D.Z[x(t+nT)]=znX(z)22.仅仅考虑数据窗的长度,以下几种算法最短的是()A.三点乘积算法 B.两点乘积算法 C.半周期积分法 D.半周期傅立叶算法

23.用傅立叶算法计算下列信号的基波相量时,哪种信号不会产生误差? A.I(t)=sin(ωt)+3t B.i(t)=sin(ωt)+3e-t C.I(t)=3e-t D.I(t)=sin(ωt)+1/2cos(ωt)24.电力系统输电线路最常见的故障是()A.单相故障 B.相间短路 C.相同短路接地 D.三相短路

25.功率方向元件算法中,若想计算的结果不受频率变化的影响,则最少需要几点采样值()A.2 B.3 C.4 D.5 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)B.i(t)=sin(100t)+3e-t C.(t)=3e-t D.I(t)=sin(20t)+1/2cos(100t)27.滤波器的单位冲激响应h(t)与下面哪个是一对傅立叶变换对()A.滤波器的频率特性 B.滤波器的幅频特性 C.滤波器的相频特性 D.全零点数字滤波器

28.继电保护装置受干扰影响时出现的主要现象为()A.运算或逻辑出现错误 B.运行时间过长 C.计算精度下降 D.计算精度提高

29.故障电流和电压采样值越多,则最小二乘法算法计算的精度越()A.高B.低C.取决于故障的类型 D.无法判断 30.传递函数H(z)=,下列选项中哪一个是极点()A.1 B.2 C.3 D.4

三、简答题(每小题5分,共25分)31.试简述离散控制系统频率特性的物理意义.32.简述脉冲传递函数中的零点在数字滤波器中的作用.33.请指出为什么傅立叶算法比正弦函数模型算法更准确? 34.解微分方程算法中为什么认为可以忽略输电线路的对地分布电容? 35.干扰对继电保护的影响主要表现为哪些?

四、计算题(每小题7分,共14分)36.已知加法滤波器的差分方程为: y(n)=x(n)+x(n-m),写出其频率特性表达式.37.如下所示的系统,其中:G1(s)=1/s,G2(s)=1/(s+1),试求系统的脉冲传递函数.(图中只有如图所示的2个采样处,采样周期均为T)

五、分析题(共15分)38.变压器的纵差保护中,防止因励磁涌流影响造成保护误动的方法有两种,其中一种即为利用二次谐波电流鉴别励磁涌流.试简述其原理.(8分)39.电力系统短路故障中,故障点有时通过过渡电阻接地,试简述过渡电阻对距离保护的影响.(7分)

六、应用题(每小题8分,共16分)40.求函数x(t)=的Z变换.41.已知某模拟滤波器的传递函数是: G(s)=2/(s2+3s+2)试设计出递归型数字滤波器.

第三篇：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 11az

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.267.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)Nk0NN

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)=1n0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）0n0

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。

第四篇：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

11z1

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)Nk0NN1

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)(ansinnw1tbncosnw1t)

浙02313# 电力系统微型计算机继电保护试卷

其中基波角频率为ω1=2πf

1基波分量为x(t)(asinwtbcoswt)11111

a1b12k2)x(k)sin(NN2x(0)k2x(N)x(k)cosN2N2（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。

224i

22(i2i1i3)2I224i(ii)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)z23z1z2Z2+z+1=0 Z1=31122jZ2=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。

4k2Nax(k)sin,(k1,2,...,)1NN2b4x(k)cosk2,(k1,2,...,N)1NN2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 X12a1b1

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(k3)y(k)x(k)x(km)

mH(z)1Z脉冲传递函数为

jTjmTH(e)1e1cosmTjsinmT 频率特性

幅频特性H(ejT)(1cosmT)2sin2(mT)2

mT)22

令2f,f1为基波，fs1Nf1T，N12，fkf1 则当mT32kf1k(2n1)22Nf142

即可滤除，（n=1,2,3……）时，H(ejT)0k2(2n1)4n2次谐波，(n1,2,3...)

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)

k2,6,10,...,2(2n1),...浙02313# 电力系统微型计算机继电保护试卷

第五篇：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)=11z2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)