02313自考全国2011年4月电力系统微型计算机继电保护试题

第一篇：02313自考全国2011年4月电力系统微型计算机继电保护试题

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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()1A.B.1 1z

1C.1

2z1 D.z1(1z)1

22.如果离散信号f(k)的Z变换为F(z)，则f(k+1)的Z变换为()

A.zF(z)

C.z[F(z)+f(0)] B.z[F(z)-f(0)] D.zF(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()

A.250Hz

C.600Hz B.500Hz D.1000Hz

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()

A.[G1(z)+G2(z)] X(z)

C.G1X(z)G2(z)B.[G1(z)-G2(z)] X(z)D.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()

A.6

C.10

B.8 D.1

4浙02313# 电力系统微型计算机继电保护试卷

56.数字滤波器y(n)=x(n)-2x(n-2)+3x(n-3)，在采样周期是ms时，时间窗是()

35A.ms 3B.D.10ms 320ms 3C.15ms 3

7.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的计算公式是()24πkA.x)Nk0N

N1N124πkB.x)Nk0NN142πC.xk)Nk0N42πD.xk)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()

A.iab(t)

C.ibc(t)B.ica(t)D.3i0(t)

59.100Hz正弦电气量采样周期为(ms)时，相邻两个采样点间隔的电角度是()3

A.45°

C.90° B.60° D.180°

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()

A.AB两相短路

C.BC两相短路 B.A相接地 D.BC两相短路接地

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________。

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________。

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________。

14.VFC型数据采集系统中的计数器用于计量VFC元件输出的________。

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________。

浙02313# 电力系统微型计算机继电保护试卷

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________。

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________。

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________。

19.两点乘积算法的计算精度与电网频率变化值_________。

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________。

21.解微分方程算法采用电流的平均值代替其________。

22.在电力系统正常运行时，三相电压采样值之和________。

23.零点滤波器用于将输入信号中的某些频率信号________。

24.从信号中提取其中有用频率分量的过程称为________。

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、故障处理程序和________。

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________。

27.发电机正常运行时，其中性点与机端同相电流之差等于________。

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________。

29.以串联方式出现于信号回路的干扰称为________。

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________。

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。

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。

34.鉴别变压器励磁涌流有哪些方法?

35.干扰进入微机保护装置后可能产生什么后果?

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。

37.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)

浙02313# 电力系统微型计算机继电保护试卷

(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)、Nx(2)、…、x()计算其基波分量幅值x1的计算公式。

239.与傅立叶算法相比，最小二乘法有何特点?

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?

41.简要说明异步采样和同步采样的特点。

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。

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。

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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

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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。

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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：电力系统继电保护试题

1.2 继电保护在电力系统中所起的作用是什么？

1.5 依据电力元件两端电气量在正常工作和短路状况下的差异，可以构成哪些原理的保护？

1.6 如图1.8所示，线路上装设两组电流互感器，线路保护和母线保护应各接哪组互感器？

2.3 解释“动作电流”、“返回电流”和“返回系数”，过电流继电器的返回系数过低或过高各有何缺点？

2.4 在电流保护的整定计算中，为什么要引入可靠系数，其值考虑哪些因素后确定？

2.5 说明电流速断、限时电流速断联合工作时，依靠什么环节保证保护动作的选择性？依靠什么环节保证保护动作的灵敏性和速动性？

2.6 为什么定时限过电流保护的灵敏度、动作时间需要同时逐级配合，而电流速断的灵敏度不需要逐级配合？

2.7 如图2.56所示网络，保护1、2、3为电流保护，系统参数为：

试求：

1)发电机元件最多三台运行，最少一天运行，线路最多三条运行，最少一条运行，请确定保护3在系统最大、最小运行方式下的等值阻抗。

2)整定保护1、2、3的电流速断定值，并计算各自的最小保护范围。

3)整定保护2、3的限时电流速断定值，并校验使其满足灵敏度要求

4)4)整定保护1、2、3的过电流定值，假定母线E过电流保护动作时限为0.5秒，校验保护1做近后备，保护2、3做远后备的灵敏度。

2.8 当图2.56中保护1的出口处，在系统最小运行方式下发生两项短路，保护按照题2.7配置和整定时，试问：

1)共有哪些保护元件启动

2)所有保护工作正常，故障由何处的哪个保护元件动作、多长时间切除？

3)若保护1的电流速断保护拒动，故障由哪个保护元件动作、多长时间切除？

4)若保护1的断路器拒动，故障由哪个保护元件动作、多长时间切除？

2.11 在两侧电源供电的网络中，方向性电流保护利用了短路时电气量什么特征解决了仅利用电流幅值特征不能解决的什么问题？

2.12 功率方向判别元件实质上是判别什么？为什么会存在“死区”？什么时候要求它动作最灵敏？

2.14 为了保证在正方向发生各种短路时功率判别元件都能动作，需要确定接线方式及内角，请给出90°接线方式正方向短路时内角的范围。

2.15 对于90°接线方式、内角为30°的功率方向判别元件，在电力系统正常负荷电流（功率因数为0.85）下，分析功率方向判别元件的动作情况。假定A相的功率方向元件出口与B相过电流元件出口串接，而不是按相连接，当反方向发生B、C两相短路时，会出现什么情况？

2.16 系统和参数见题2.7，试完成：

1）整定线路L3上保护4、5的电流速断定值，并尽可能在一端加装方向元件。

2)确保保护4、5、6、7、8、9过电流断的时间定值，并说明何处需要安装方向元件。

3)确定保护5、7、9限时电流速断的电流定值，并校验灵敏度。

2.19 系统接线图2.58，发电机以发电机—变压器组方式接入系统，最大开机方式为四台机全开，最小开机方式为两侧各开一台机，变压器T5和T6可能两台也可能一台运行。参数为：

1）请画出所有元件全运行时三序等值网络图，并标注参数；

2.20 如题2.19给出的系统参数，其相间短路的保护也采用电流保护，试完成：

3）分别画出相间短路的电流保护的功率方向判别元件与零序功率方向判别元件的交流接线；

2.22 图2.59所示系统的变压器中性点可以接地，也可以不接地。比较中性点直接接地系统与非直接接地系统中，发生单相接地后，在下述各方面的异同：

1）零序等值网络及零序参数的组成；

2)零序分布规律；

3)零序电流的大小及流动规律；

2.23 图2.59所示系统中，变压器中性点全部不接地，如果发生单相接地，试回答：

1）比较故障线路与非故障线路中零序电流、零序电压、零序功率方向的差异。

2.24 小结下列电流保护的基本原理、适用网络评述其优缺点：

1)相间短路的三段式电流保护； 2)方向性电流保护；

3)零序电流保护；

4)方向性零序电流保护；

5)中性点非直接接地系统中的电流电压保护。

第二章补充题

3.1 距离保护是利用正常运行于短路状态间的那些电气量的差异构成的？

3.4 构成距离保护为什么必须用故障环路上的电压、电流作为测量电压和电流？

3.5 为了切除线路上各种类型的短路，一般配置哪几种接线方式的距离保护协同工作？

3.10 解释什么是阻抗继电器的最大灵敏角，为什么通常选定线路阻抗角为最大灵敏角？

3.15 以记忆电压为参考电压的距离继电器有什么特点？其初态特性与稳态特性有何差别？

3.17 什么是最小精确工作电流和最小精确工作电压？测量电流或电压小于最小精工电流或电压时会出现什么问题？

3.18 图3—45所示系统中，发电机以发电机—变压器组方式接入系统，最大开机方式为4台机全开，最小开机方式为两侧各开1台机，变压器T5和T6可能2台也可能1台运行。其参数为：

1）为了快速切除线路上的各种短路，线路A—B、B—C应在何处配备三段式距离保护，各选用何种接线方式？各选用何种动作特性？

2)整定保护1~4的距离Ⅰ段，并按照你选定的动作特性，在一个阻抗复平面上画出各保护的动作区域。

3)分别求出保护1、4接地距离Ⅱ段的最大、最小分支系数。

4)分别求出保护1、4接地距离Ⅱ、Ⅲ的定值及时限，并校验灵敏度。

5)当AB线路中点处发生BC两相短路接地时，哪些地方的那些测量元件动作，请逐一列出。保护、断路器正常工作情况下，哪些保护的何段以什么时间跳开了哪些断路器将短路切除？

6)短路条件同（5），若保护1的接地距离Ⅰ段拒动、保护2处断路器拒动，哪些保护以何时间跳开何断路器将短路切除？

7)假定各保护回路正确工作的概率为90%，在（5）的短路条件下，全系统中断路器不被错误切除任意一个的概率是多少？体会保护动作可靠性应要求到多高。

3.21 什么是电力系统的振荡？振荡时电压、电流有什么特点？阻抗继电器的测量阻抗如何变化？

3.24 故障选相的作用是什么？简述相电流差突变量选相的原理。

3.25 在单侧电源线路上，过度电阻对距离保护的影响是什么？

3.26 在双侧电源的线路上，保护测量到的过度电阻为什么会呈容行或感性？

3.31 用故障分量构成继电保护有什么优点？

3.32 什么是工频故障分量，如何求得？

第三章补充题

4.2 纵联保护与阶段式保护的根本差别是什么？陈述纵联保护的主要优、缺点。

4.5 通道传输的信号种类、通道的工作方式有哪些？ 4.7 图4.30所示系统，线路全配置闭锁式方向比较式纵联保护，分析在k点短路时各端保护方向元件的动作情况，各线路保护的工作过程及结果。

4.12 输电线路纵联电流差动保护在系统振荡、非全相运行期间，会否误动，为什么？

4.20 什么是闭锁角，由什么决定其大小，为什么保护必须考虑闭锁角，闭锁角的大小对保护有何影响？

4.21 什么是相继动作，为什么会出现相继动作，出现相继动作对电力系统有何影响？

5.1 在超高压电网中，目前使用的重合闸有何优、缺点？

5.12 什么是重合闸前加速保护，有何优缺点？主要适用于什么场合？

5.13 什么是重合闸后加速保护，有何优缺点？主要适用于什么场合？

6.2 若三相变压器采用YN，y12接地方式，纵差动保护电流互感器能否采用单相变压器的接线方式，并说明理由。

6.3 关于变压器纵差动中的不平衡电流，试问：(1)与差动电流在概念上有何区别与联系？

(2)哪些是由测量误差引起的？哪些是由变压器结构和参数引起的？(3)哪些属于稳态不平衡电流？哪些属于暂态不平衡电流？

(4)电流互感器引起的暂态不平衡电流为什么会偏离时间轴的一侧？(5)减小不平衡电流的措施有哪几种？

6.7 励磁涌流是怎么产生的？与哪些因素有关？

6.10 变压器纵差动保护中消除励磁涌流影响的措施有哪些？它们利用了哪些特性？各自有何特点？ 6.12 与低压启动的过流保护相比，复合电压启动的过流保护为什么能提高灵敏度？

6.15 多台变压器并联运行时，全绝缘变压器何分级绝缘变压器对接地保护的要求有何分别？

7.1 简述发电机保护的配置。

7.3 写出发电机标积制动和比率制动差动原理的表达式。

7.8 大容量发电机为什么要采用100％定子接地保护？

7.11 发电机失磁对系统和发电机本身有什么影响？汽轮发电机允许失磁后继续运行的条件 是什么？

7.13 试分析发电机3U0定子接地保护中3U0电压和接地点的关系？

8.2 试述判别母线故障的基本方法。

8.6 简述何谓断路器失灵保护。