微型機繼電保護課后答案

1、第一章概述、繪岀微型機繼電保護的構(gòu)成原理圖模擬電氣量模擬電氣量、簡要說明微型機繼電保護的特點。1、邏輯判斷清楚、正確。微型機繼電保護中主要是由程序?qū)崿F(xiàn)邏輯判斷。復(fù)雜保護功能之間的復(fù)雜邏輯關(guān)系都編制在 一個程序之中，不易岀錯，并且程序被正確地復(fù)制在成批生產(chǎn)的微型繼電保護裝置中。所以與 常規(guī)繼電保護裝置相比較，微型機繼電保護的應(yīng)用，使復(fù)雜的繼電保護原理，在實現(xiàn)的手段得 到了簡化，繼電保護的正確動作率得到了顯著的提高。2、微型機繼電保護可以實現(xiàn)常規(guī)模擬式繼電保護無法實現(xiàn)的優(yōu)良保護性能。3、調(diào)試維護方便。對微型機繼電保護裝置的檢驗和調(diào)試的主要內(nèi)容是檢驗各個模擬輸入和開關(guān)輸入輸岀電路是 否完好，確認各項

2、保護功能是否達到設(shè)計要求。這些檢驗調(diào)試項目和內(nèi)容與常規(guī)保護裝置相比 可大大的簡化，檢驗周期可以延長。4、在線運行的可靠性高。微型機繼電保護裝置可以利用軟件實現(xiàn)在線自檢，極大地提高了其在線運行工作的可靠性。5、能夠提供更多的系統(tǒng)運行的信息量。模擬電氣量、 簡要說明微型機繼電保護的特點。1、邏輯判斷清楚、正確。微型機繼電保護中主要是由程序?qū)崿F(xiàn)邏輯判斷。復(fù)雜保護功能之間的復(fù)雜邏輯關(guān)系都編制在 一個程序之中，不易出錯，并且程序被正確地復(fù)制在成批生產(chǎn)的微型繼電保護裝置中。所以與 常規(guī)繼電保護裝置相比較，微型機繼電保護的應(yīng)用，使復(fù)雜的繼電保護原理，在實現(xiàn)的手段得 到了簡化，繼電保護的正確動作率得到了顯著的

3、提高。2、微型機繼電保護可以實現(xiàn)常規(guī)模擬式繼電保護無法實現(xiàn)的優(yōu)良保護性能。3、調(diào)試維護方便。對微型機繼電保護裝置的檢驗和調(diào)試的主要內(nèi)容是檢驗各個模擬輸入和開關(guān)輸入輸出電路是 否完好，確認各項保護功能是否達到設(shè)計要求。這些檢驗調(diào)試項目和內(nèi)容與常規(guī)保護裝置相比 可大大的簡化，檢驗周期可以延長。4、在線運行的可靠性高。微型機繼電保護裝置可以利用軟件實現(xiàn)在線自檢，極大地提高了其在線運行工作的可靠性。5、能夠提供更多的系統(tǒng)運行的信息量。模擬電氣量、 簡要說明微型機繼電保護的特點。1、邏輯判斷清楚、正確。微型機繼電保護中主要是由程序?qū)崿F(xiàn)邏輯判斷。復(fù)雜保護功能之間的復(fù)雜邏輯關(guān)系都編制在 一個程序之中，不易出

4、錯，并且程序被正確地復(fù)制在成批生產(chǎn)的微型繼電保護裝置中。所以與 常規(guī)繼電保護裝置相比較，微型機繼電保護的應(yīng)用，使復(fù)雜的繼電保護原理，在實現(xiàn)的手段得 到了簡化，繼電保護的正確動作率得到了顯著的提高。2、微型機繼電保護可以實現(xiàn)常規(guī)模擬式繼電保護無法實現(xiàn)的優(yōu)良保護性能。3、調(diào)試維護方便。對微型機繼電保護裝置的檢驗和調(diào)試的主要內(nèi)容是檢驗各個模擬輸入和開關(guān)輸入輸出電路是 否完好，確認各項保護功能是否達到設(shè)計要求。這些檢驗調(diào)試項目和內(nèi)容與常規(guī)保護裝置相比 可大大的簡化，檢驗周期可以延長。4、在線運行的可靠性高。微型機繼電保護裝置可以利用軟件實現(xiàn)在線自檢，極大地提高了其在線運行工作的可靠性。5、能夠提供更多

5、的系統(tǒng)運行的信息量。模擬電氣量、 簡要說明微型機繼電保護的特點。1、邏輯判斷清楚、正確。微型機繼電保護中主要是由程序?qū)崿F(xiàn)邏輯判斷。復(fù)雜保護功能之間的復(fù)雜邏輯關(guān)系都編制在 一個程序之中，不易出錯，并且程序被正確地復(fù)制在成批生產(chǎn)的微型繼電保護裝置中。所以與 常規(guī)繼電保護裝置相比較，微型機繼電保護的應(yīng)用，使復(fù)雜的繼電保護原理，在實現(xiàn)的手段得 到了簡化，繼電保護的正確動作率得到了顯著的提高。2、微型機繼電保護可以實現(xiàn)常規(guī)模擬式繼電保護無法實現(xiàn)的優(yōu)良保護性能。3、調(diào)試維護方便。對微型機繼電保護裝置的檢驗和調(diào)試的主要內(nèi)容是檢驗各個模擬輸入和開關(guān)輸入輸出電路是 否完好，確認各項保護功能是否達到設(shè)計要求。這些

6、檢驗調(diào)試項目和內(nèi)容與常規(guī)保護裝置相比 可大大的簡化，檢驗周期可以延長。4、在線運行的可靠性高。微型機繼電保護裝置可以利用軟件實現(xiàn)在線自檢，極大地提高了其在線運行工作的可靠性。5、能夠提供更多的系統(tǒng)運行的信息量。模擬電氣量、 簡要說明微型機繼電保護的特點。1、邏輯判斷清楚、正確。微型機繼電保護中主要是由程序?qū)崿F(xiàn)邏輯判斷。復(fù)雜保護功能之間的復(fù)雜邏輯關(guān)系都編制在 一個程序之中，不易出錯，并且程序被正確地復(fù)制在成批生產(chǎn)的微型繼電保護裝置中。所以與 常規(guī)繼電保護裝置相比較，微型機繼電保護的應(yīng)用，使復(fù)雜的繼電保護原理，在實現(xiàn)的手段得 到了簡化，繼電保護的正確動作率得到了顯著的提高。2、微型機繼電保護可以實

7、現(xiàn)常規(guī)模擬式繼電保護無法實現(xiàn)的優(yōu)良保護性能。3、調(diào)試維護方便。對微型機繼電保護裝置的檢驗和調(diào)試的主要內(nèi)容是檢驗各個模擬輸入和開關(guān)輸入輸出電路是 否完好，確認各項保護功能是否達到設(shè)計要求。這些檢驗調(diào)試項目和內(nèi)容與常規(guī)保護裝置相比 可大大的簡化，檢驗周期可以延長。4、在線運行的可靠性高。微型機繼電保護裝置可以利用軟件實現(xiàn)在線自檢，極大地提高了其在線運行工作的可靠性。5、能夠提供更多的系統(tǒng)運行的信息量。模擬電氣量、 簡要說明微型機繼電保護的特點。1、邏輯判斷清楚、正確。微型機繼電保護中主要是由程序?qū)崿F(xiàn)邏輯判斷。復(fù)雜保護功能之間的復(fù)雜邏輯關(guān)系都編制在 一個程序之中，不易出錯，并且程序被正確地復(fù)制在成批

8、生產(chǎn)的微型繼電保護裝置中。所以與 常規(guī)繼電保護裝置相比較，微型機繼電保護的應(yīng)用，使復(fù)雜的繼電保護原理，在實現(xiàn)的手段得 到了簡化，繼電保護的正確動作率得到了顯著的提高。2、微型機繼電保護可以實現(xiàn)常規(guī)模擬式繼電保護無法實現(xiàn)的優(yōu)良保護性能。3、調(diào)試維護方便。對微型機繼電保護裝置的檢驗和調(diào)試的主要內(nèi)容是檢驗各個模擬輸入和開關(guān)輸入輸出電路是 否完好，確認各項保護功能是否達到設(shè)計要求。這些檢驗調(diào)試項目和內(nèi)容與常規(guī)保護裝置相比 可大大的簡化，檢驗周期可以延長。4、在線運行的可靠性高。微型機繼電保護裝置可以利用軟件實現(xiàn)在線自檢，極大地提高了其在線運行工作的可靠性。5、能夠提供更多的系統(tǒng)運行的信息量。模擬電氣量

9、、 簡要說明微型機繼電保護的特點。1、邏輯判斷清楚、正確。微型機繼電保護中主要是由程序?qū)崿F(xiàn)邏輯判斷。復(fù)雜保護功能之間的復(fù)雜邏輯關(guān)系都編制在 一個程序之中，不易出錯，并且程序被正確地復(fù)制在成批生產(chǎn)的微型繼電保護裝置中。所以與 常規(guī)繼電保護裝置相比較，微型機繼電保護的應(yīng)用，使復(fù)雜的繼電保護原理，在實現(xiàn)的手段得 到了簡化，繼電保護的正確動作率得到了顯著的提高。2、微型機繼電保護可以實現(xiàn)常規(guī)模擬式繼電保護無法實現(xiàn)的優(yōu)良保護性能。3、調(diào)試維護方便。對微型機繼電保護裝置的檢驗和調(diào)試的主要內(nèi)容是檢驗各個模擬輸入和開關(guān)輸入輸出電路是 否完好，確認各項保護功能是否達到設(shè)計要求。這些檢驗調(diào)試項目和內(nèi)容與常規(guī)保護裝

10、置相比 可大大的簡化，檢驗周期可以延長。4、在線運行的可靠性高。微型機繼電保護裝置可以利用軟件實現(xiàn)在線自檢，極大地提高了其在線運行工作的可靠性。5、能夠提供更多的系統(tǒng)運行的信息量。 G（ej ?。┒? e 1)TejT3、當采樣周期T=fi/12, m=3時系統(tǒng)的幅頻特性曲線如下。(1)G (z)=1+z-3-1-2-33G( z)=1+z +z +z第三章微型機繼電保護的硬件原理繪岀微型機繼電保護硬件原理框圖模擬量輸入由W和TT二次測 來)總線至各微型機系統(tǒng)通信接口人 機 對 話 微 型 機 系 統(tǒng)母.微處理器0_PROMRAM定時器鍵盤輸入硬件自動復(fù)位巡檢中斷告警開關(guān)量輸入電路開關(guān)量輸入信

11、號.向各微型機系統(tǒng)CPU發(fā)復(fù)位信號.發(fā)出動作信號并行接口光電隔離打印機i!驅(qū)動電路液晶顯示T調(diào)治解調(diào)至網(wǎng)絡(luò)、微型機繼電保護的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有幾種形式，試繪岀其原理框圖瀕率答：微型機繼電保護中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有兩種類型：逐次比較式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和電壓 (VFC )變換式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。1、逐次比較式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。2、電壓頻率變換式(VFC )數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。、什么是同步采樣、異步采樣?答：同步采樣也稱為跟蹤采樣，即為了使采樣頻率fs始終與系統(tǒng)實際運行的頻率保持固定的比n = yf例關(guān)系1,必須使采樣頻率隨系統(tǒng)運行的頻率的變化而實時地調(diào)整異步采樣也稱為定時采樣，即采樣周期或采樣頻率1永遠地保持固定不變四、什

12、么是同時采樣、分時采樣？繪岀其原理框圖，在何采樣方式下需要使用采樣保持器？采樣保 持器的作用是什么？答：i、同時采樣。在同一個采樣時刻上，同時對所有模擬輸入信號進行采樣的采樣方式。同時采 樣并數(shù)字化的實施方法有兩種。是同時采樣，同時完成模數(shù)轉(zhuǎn)換。原理圖如下:通道n二是同時采樣、分時依次模數(shù)轉(zhuǎn)換。通道1通道n3、2、分時采樣通道1在分時采樣方式下需使用采樣保持器。4、采樣保持器的作用：在一個極短的時間內(nèi)測量模擬輸入量在該時刻的瞬時值，并在A/D轉(zhuǎn)換期間內(nèi)，保持其輸出不變。五、在電壓/頻率變化式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，為什么要使用計數(shù)器？在兩個不同時刻讀岀的計數(shù)器的 數(shù)值之差說明了什么？答：電壓頻率式轉(zhuǎn)換

13、芯片的基本工作原理是根據(jù)輸入模擬電壓的瞬時值的不同，輸出不同頻率的脈 沖電壓信號，而不是數(shù)字量。為了得到輸入模擬電壓對應(yīng)的數(shù)字量，就需在其下一級配置計數(shù) 器，利用在固定時間內(nèi)測量岀VFC芯片輸岀的脈沖個數(shù)，間接地得到輸入模擬電壓的瞬時值對應(yīng)的數(shù)字量。在相鄰兩個采樣時刻上計數(shù)器的讀書值之差代表了此期間內(nèi)模擬輸入交流電壓信號的積分值。六、簡要說明逐次比較式與電壓 /頻率變換式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸出數(shù)字量與輸入模擬量之間的關(guān) 系。答：電壓頻率變換式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是將被轉(zhuǎn)換的模擬輸入電壓在一定時間間隔內(nèi)的積分值轉(zhuǎn)換成計 數(shù)器的讀值之差；逐次比較式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是將模擬輸入電壓的瞬時采樣值轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字量，而

14、且采樣前又必 須對模擬輸入電壓進行低通濾波。七、繪出開關(guān)量輸入/輸出電路的原理圖1、開關(guān)量輸入電路。(1)、鍵盤操作節(jié)點，可直接接至微型機的并行輸入接口芯片上，原理圖如下:+5V并PAO行接(2)從微型機繼電保護裝置外部引入的開關(guān)量觸點狀態(tài)并PAO行接口S+5VRS2+Ec-Ec2、開關(guān)量輸出電路+5V+Ec-Ec口丿八、簡要說明人機對話微機系統(tǒng)的作用。答：人機對話微機系統(tǒng)主要用于輸入保護整定值、保護調(diào)試、輸岀故障信息、保護裝置定期自檢、 與各保護功能的微處理器之間的通信和與電網(wǎng)調(diào)度計算機網(wǎng)絡(luò)的通信等項目。第四答：濾波是指從某一信號x ( t)中提取出有用頻率成分信號的過程。答：數(shù)字濾波是將模

15、擬輸入信號的采樣數(shù)據(jù)的時間序列轉(zhuǎn)換成數(shù)字濾波器在采 樣時刻輸出數(shù)據(jù)的時間序列。在濾波過程中，按照預(yù)先設(shè)定的運算模式，從輸入信 號的采樣數(shù)據(jù)的時間序列中，提取出相關(guān)特征量在采樣時刻上的采樣值的時間序 列。答：數(shù)字濾波器與模擬濾波器相比有如下優(yōu)點：1、可靠性高 模擬濾波器是由物理元件構(gòu)成的，其工作的可靠性受工作環(huán)境和溫度變化、元 件老化等因素的影響。而數(shù)字濾波器不需要物理元件，所以上述影響不存在。2、不存在阻抗匹配問題 模擬濾波器是由不同物理特性的元件構(gòu)成的，所以各元件之間搭接時需考慮負 荷效應(yīng)。而數(shù)字濾波器不存在此問題。3、靈活性高 數(shù)字濾波器在改變其濾波性能時，只需要根據(jù)濾波的要求，相應(yīng)的調(diào)整

16、其濾波 算法。而模擬濾波器則要重新選擇物理元件參數(shù)和元件之間的聯(lián)接關(guān)系等。4、可分時復(fù)用 若采用模擬濾波器則必須每個通道裝設(shè)一個濾波器，而數(shù)字濾波器通過分時復(fù) 用，一個數(shù)字濾波器可以實現(xiàn)對每個通道的采樣數(shù)據(jù)進行數(shù)字濾波。答：濾波器頻率特性的物理意義在于，通過頻率特性，可以看出穩(wěn)態(tài)時濾波器 對不同頻率的輸入信號幅值的放大和相位的相移關(guān)系。通過幅頻特性可以直觀的看 出濾波器能濾除那些頻率的信號，為分析濾波器的濾波性能和設(shè)計數(shù)字濾波器提供 重要的理論依據(jù)。通過相頻特性可以看出系統(tǒng)輸出超前于輸入信號的相角。答：濾波器的單位沖擊響應(yīng)h (t)與頻率特性表達式G (j 3)之間的關(guān)系是一個傅立葉變換對，兩

17、者只要知道其中之一，就可以利用變換式求出另一種表達式，在已知頻率特性G (j 3)時，有h (t) = (1/2 n j) G (j 3)e j d 3利用單位沖擊響應(yīng)可以找出濾波器的輸出響應(yīng)與輸入信號之間的時域運算關(guān)系。至 于時域算法的濾波效果怎樣，還可以通過濾波器的頻率特性直觀的表現(xiàn)出來。三、答：數(shù)字濾波器的工作原理是利用輸入信號的采樣值，按照濾波方程，輸 出所提取特征量在采樣時刻的采樣序列。數(shù)字濾波器的時間窗是指：在每一次運算時所需要用到的輸入信號的最早采樣 值的時刻和最晚采樣值的時刻，兩者之間的時間跨度。數(shù)字濾波器的數(shù)據(jù)窗是指：數(shù)字濾波器完成每一次運算，輸出一個采樣值，所 需要的輸入信

18、號采樣值的個數(shù)。四、答：非遞歸型數(shù)字濾波器的設(shè)計方法，主要依據(jù)設(shè)計樣本的單位沖擊響應(yīng) h (t)和設(shè)計樣本的單位沖擊響應(yīng)h (t)具有有限的時間長度；在對設(shè)計樣本的單 位沖擊響應(yīng)h(t)采樣滿足采樣定理采樣后，求出 h(0), h( 1)，.，h( N )，利用y (n) =Eh (k) x (n-k)(k=0, 1, 2,N)實現(xiàn)非遞歸型數(shù)字濾波器的濾波運算。五、答：遞歸型數(shù)字濾波器的設(shè)計方法，主要依據(jù)對設(shè)計樣本的單位沖擊響應(yīng) h (t)進行在滿足采樣定理采樣后，得到采樣脈沖序列的Z變換H (z)即數(shù)字濾波器的脈沖傳遞函數(shù)，利用H (z)求出與其對應(yīng)的差分方程就是所要求的遞歸型 數(shù)字濾波器的

19、濾波方程。解：根據(jù)要求，以模擬濾波器為設(shè)計樣本，則設(shè)計樣本的單位沖擊響應(yīng) h(t) 為：h( t) =L-1G( s)=L-11/s (s+1)=L-1(s+1 -s)/s ( s+1 )=L-1(1/s) - 1/(s+1)所以 h( t) =u(t)- e-t 對設(shè)計樣本的單位沖擊響應(yīng)h (t)進行采樣，采樣信號的Z變換為：-1 -T -1H(z)= 1/(1-Z -1) - 1/(1- e-T Z-1)= (1- e-T ) Z-1/1- (1+e-T ) Z-1+ e-T Z-2 對應(yīng)遞歸公式中的各系數(shù)為：b0=0-Tb1=( 1- e-T ) a1=(1+ e-T ) a2= - e

20、-T則 y(n)=( 1 +e-T ) y(n-1)-e-T y(n-2)+(1- e-T ) x(n-1)七、答：在數(shù)字濾波器脈沖傳遞函數(shù)中，設(shè)置一個零點就可以濾除數(shù)字濾波器 的輸入信號中某一頻率為fi的分量。在數(shù)字濾波器脈沖傳遞函數(shù)中，設(shè)置多個零 點就可以濾除數(shù)字濾波器的輸入信號中頻率為 fi 的多個分量。在數(shù)字濾波器脈沖傳遞函數(shù)中，設(shè)置一個極點就可以提取數(shù)字濾波器的輸入信 號中某一頻率為fi的分量。在數(shù)字濾波器脈沖傳遞函數(shù)中，設(shè)置多個極點就可以 提取數(shù)字濾波器的輸入信號中頻率為fi的多個分量。八、答：只含有零點而沒有極點的濾波器稱為全零點濾波器答：全零點濾波器的濾波機理是：通過設(shè)置零點來

21、濾除輸入信號中某一個或某 些諧波分量。設(shè)采樣頻率fs是基波分量頻率fl的N倍且N是偶數(shù)，現(xiàn)在要求濾除 K=m以外的整數(shù)次諧波，那么數(shù)字濾波器的零點選為 Z平面單位圓上的一些點， 零點數(shù)字濾波器的脈沖傳遞函數(shù)應(yīng)選為各零點因子脈沖傳遞函數(shù)之積。九、答：狹窄帶通濾波器是在零點濾波器的基礎(chǔ)上，為了提高所需的基頻或基 波某一整數(shù)倍頻諧波分量在數(shù)字濾波器輸出量中所占的比例，在所需提取的基頻或 基波某一整數(shù)倍頻處，設(shè)置一個極點濾波器，由此而構(gòu)成的濾波器。它的濾波機理是：通過設(shè)置零點來濾除輸入信號中某一個或某些諧波分量。 通過在所需提取的基頻或基波某一整數(shù)倍頻處，設(shè)置一個極點濾波器，提高所需的 基頻或基波某一

22、整數(shù)倍頻諧波分量在數(shù)字濾波器輸出量中所占的比例。十、 解：根據(jù)全零點數(shù)字濾波器的設(shè)計方法得：-1H0(z)= 1/(1-Z -1)-1 -2H1(z)=1 - 1.732 Z-1+ Z-2-2H3(z)=1 + Z-2-1 -2H4(z)=1-Z-1+ Z-2-1 -2H5(z)=1+1.732 Z-1+ Z-2所以數(shù)字濾波器脈沖傳遞函數(shù) H(z)為：H(z)= H0(z) H1(z) H3(z) H4(z) H5(z)=1-Z-3+ Z-6-Z-9則由脈沖傳遞函數(shù)與差分方程之間的對應(yīng)關(guān)系可得出數(shù)字濾波器的差分 方程為：y(n)=x(n)- x(n-3)+x(n-6) - x(n-9)第五早兩

23、點乘積算法：2 2 2 22I = (ii + i2 -2 ii izcos® T) /sin w A T 2U2= (ui2+ U22-2 ui U2cosw A T) /sin 2 w A T1/22 2 2 2| Z| = ( ui + U2 - 2ui U2COS3 T) / (ii + i2 -2 iii2cos® T) tg a z = ( ui i?- uz i) sin wA Tui ii+ u2 i2- (uii2+ u2 ii) cosw AT三點乘積算法：2 2 2 2 22I = 4i2 (i2 - ii i3) / 4i2 - (ii+ i3)2U

24、2= 4u22 ( u22- ui u3) / 4u22- ( ui+ u3) 2 |Z| 2=2U2/2I2tg a z = ( u i2- u2 jj) 2sin w A Tui ii+ u3 i3-2u2i2cos2w AT兩點乘積算法：2P= uiii+ u2i2-( ui i2+ u2ii) cosw AT) /2sin w ATQ= (uii2-u2 ii) /sin w AT三點乘積算法：2P= uiii+ u3i3- 2u2 i2cos2w A T /4sin (w A T)Q= (uii2-u2 ii) /2sin( w A T)三、答：在保證三個采樣間隔相等性時，三點乘積算

25、法的計算結(jié)果不受系統(tǒng) 頻率變化的影響。另外，從幅頻特性分析，這種算法能抑制非周期分量，并且所用 的數(shù)據(jù)窗小于兩采樣值積算法所用的數(shù)據(jù)窗，因此算法較快。四、采樣值乘積算法的計算特點是：利用電流和電壓采樣值的乘積來計算出 電流和電壓的有效值、相角和測量阻抗。同時，也能計算出有功功率和無功功率。 從算法原理上看，算法本身不存在計算誤差。五、2I =ii + (ii / wtg a ii=i i w /i i2U = ui + (ui / 3)tg a iu=Ui 3 /ui|Z|=ui2+ (uii/3)2/ ii2+ (iii/3)2i/2a z=tg-i3 ui/ ui - tg-i3 ii/

26、iiui =u(n+i)- u(n) /Tiii=i(n+i)- i(n) /T 導數(shù)算法在計算原理上，由于采用差分近似代替微分，用平均值代替采樣值， 故該算法在原理上存在計算誤差。S= u(0)/2+ 刀 u(k)+u(N/2)/2k=i,2,.,(N-i)/2U=S 3 /(2 3/2)| Z|=U/I利用此算法能計算出電流、電壓和阻抗的幅值。七、傅立葉算法是建立在假定被采樣的模擬量電壓和電流信號是周期性的(因 為周期分量可以分解為直流、基波和基波整數(shù)倍數(shù)的高次諧波分量的形式)，若信 號滿足這一要求時，采用傅立葉算法，能夠計算出電流和電壓信號中的基波分量或 某一整數(shù)倍數(shù)的諧波分量幅值和相角

27、。基波分量x(t)的有效值Xi和幅角a i為：2 2 22X i =ai + b ia i= tg-i(bi/ a i)a i=(2/N) £ x(k)sin(k2n /N) k=(i,2,3,N-i)b i=(2/N)x(0)/2+刀 x(k)cos(k2 n /N) +x(N)/2k=(1,2,3,N-1)八、半周傅立葉算法的使用條件是：要求在電流或電壓信號中，只含有基波頻 率和基波頻率奇數(shù)倍頻信號。基波分量的幅值和相角為：X mi=(ai2+ bi2) i/2a i= tg-i(bi/ a i)a 1=(4/N)刀 x(k)sin(k2 n /N)k=(1,2,3,N/2)b

28、1=(4/N)刀 x(k)cos(k2 n /N)k=(1,2,3,N/2)九、答：使用傅立葉算法不需要對電流和電壓的采樣數(shù)據(jù)進行數(shù)字濾波。因為從傅立葉算法的幅頻特性可見，只要f是基頻f1的整數(shù)倍時，H (p) =0,說明了傅立葉算法具有很強的濾波特性。十、答：由于此算法采用x ( t )的周期采樣值與濾波系數(shù)的乘積累加運算來 代替積分運算。如果按系統(tǒng)運行額定頻率為50HZ來確定采樣頻率fs=Nfi和濾波系數(shù)時，那么在系統(tǒng)運行頻率為 50HZ時。對x( t )的N個采樣點，剛好完整的采集 一個周期，這時計算各諧波分量幅值和相角的計算結(jié)果是沒有誤差的。當系統(tǒng)運行 頻率偏于額定頻率時，N個采樣值不

29、是周期函數(shù)x(t )的一個完整的采樣周期，這 時各諧波分量幅值和相角的計算結(jié)果是有誤差的。十、答：解微分方程算法是利用輸電線路的數(shù)學模型，根據(jù)故障類型和保護安 裝處電流和電壓信號的瞬時采樣值，計算出故障點到保護安裝處的測量阻抗，通過 阻抗元件，實現(xiàn)輸電線路距離保護的算法。算法中使用的電流和電壓的采樣數(shù)據(jù)必須是數(shù)字濾波器的輸出數(shù)據(jù)。電壓u (t)和電流i(t)的選擇方式取決于輸電線路的故障類型。對于相間短 路故障時，電壓u (t)選擇故障相的相電壓之差，電流i(t) 選擇故障相的相電流 之差。當輸電線路發(fā)生單相故障時，電壓u (t )選擇為接地相的相電壓，電流i(t)選擇接地相的相電流再加上零序

30、補償電流。十一、純正弦交流電壓u (t)和電流i(t)的三點采樣值乘積計算有功功率的 算法：當采樣值之間間隔KTs的K工0時，P= ui ii+ u2i2+ u3i3當P>0時，表明功率方向為正。十二、動作方程為: iab=|iabk-iab(k-N) | -| iab (k-N ) - iab (k-2N) |> DI1 ibc= |ibck-ibc (k-N) | -| ibc (k-N ) - icb (k-2N) |DI1 ica= |icak-ica (k-N) | -| ica (k-N) - ica(k-2N) |>DI1i abk 與 i ab (k-DI1為

31、起動元件動作值。以Aiab為例來說明起動元件動作過程。當系統(tǒng)正常運行時，由于N)和i ab (k-2N)的值相等，所以 i ab=0,起動元件不動作。如圖1所示當系統(tǒng)發(fā)生故障時，由于故障電流增大，那么iabk將增大，而此時iab(k-N)和iab(k-2N)是故障前的負荷電流，但i abk-i ab(k-N)則反映出因故障所產(chǎn)生的突變量電流，i ab (k-N)- i ab(k-2N)的值仍很小。所以在系統(tǒng)故障時，起動元件根據(jù)故障的相別至少有 一個將動作。起動元件反映了故障電流突變量。如圖2所示：十三、最小二乘法的基本原理是將微機繼電保護的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸入的暫態(tài)電 氣量與一個預(yù)先設(shè)計好的含有非

32、周期分量和某些諧波分量的函數(shù)按最小二乘法原理 進行擬合。從中求出輸入信號中包含的基頻分量和各種諧波分量的幅值和幅角。十四、數(shù)字濾波加正弦模型算法是指將電流和電壓的采樣值進行數(shù)字濾波，提 取所需的一個諧波分量，然后，利用數(shù)字濾波器的輸出值采用正弦函數(shù)模型算法求 出正弦量的幅值和幅角的算法。十五、若A相發(fā)生單相接地故障，健全相B、C相運行時，啟動元件動作方程為： i =|i bck-i bc (k-N/2)| -| i bc (k-N/2)- i bc (k-N)|DI2B相發(fā)生單相接地故障，健全相C A相運行時，啟動元件動作方程為： i=|i cak-i ca (k-N/2) | -| i ca

33、 (k-N/2) - i ca (k-N) | >DI2C相發(fā)生單相接地故障，健全相A、B相運行時，啟動元件動作方程為： i =|i abk-i ab (k-N/2) | -| i ab (k-N/2) - i ab (k-N) | > DI2DI2為非全相運行時，健全相電流差突變量起動元件動作值。第六章微型機距離保護1、(1) 在微型機距離保護正式投入運行之前，首先，應(yīng)對有硬件設(shè)備中有關(guān)芯片的工作方式進行 初始化。例如并行接口芯片和串行接口芯片的初始化。(2) 對堆棧指示寄存器的指針進行設(shè)定，對中斷服務(wù)子程序的入口地址和故障處理程序的起始 地址等有關(guān)控制程序流程的標志字進行設(shè)定。

34、5/3(3) 對用于控制采樣周期的定時芯片進行初始化；工作方式為中斷方式，采樣周期為(ms)。(4) 對各種標志字清零。(5) 用于電壓/頻率變換式芯片輸岀的脈沖數(shù)的記數(shù)器芯片的工作方式的初始化，記數(shù)器芯片工 作在記數(shù)不中斷方式，采樣數(shù)據(jù)的存放地址指針的初始化。2、(1) 對電流和電壓進行采樣；(2) 對采樣數(shù)據(jù)進行求和校驗，檢驗采樣數(shù)據(jù)的正確性;(3) 相電流差突變量起動元件的計算，檢查系統(tǒng)是否發(fā)生了故障，一旦系統(tǒng)發(fā)生了故障時，起 動故障處理程序。(1) 在正常運行時，采樣中斷服務(wù)子程序結(jié)束后，微型機距離保護軟件的程序?qū)?zhí)行自動返回 響應(yīng)中斷時的斷點。(2) 在系統(tǒng)發(fā)生故障時，采樣中斷服務(wù)子

35、程序結(jié)束后，微型機距離保護軟件的程序?qū)?zhí)行故障 處理程序。3、(1 )判斷電流突變量元件是否動作，確認后應(yīng)執(zhí)行故障選相元件，找岀電力系統(tǒng)的故障相別。(2)采用解微分方程算法，直接從故障的電流和電壓采樣值中求岀故障點至保護安裝處的測量阻抗X和R的數(shù)值，然后，利用阻抗元件確定故障點是否在保護范圍內(nèi)？決定保護是否跳閘。4、(2)方向四邊形阻抗特性:jx “Xset,1ZmmR03 0Rmm01、02、出一事先整定的參數(shù); ctg 2、ctg 3一已知的數(shù)。利 < Xm < Xset,ictg 2 RmW Rset,l+Xm ctg 3式中tg仆上述兩個條件同時滿足時，阻抗元件動作。(3)

36、自適應(yīng)式的阻抗特性元件:set序分量I M2、零序分量I M0。I MA、二I MB、二I MC和電流的負(2)利用負序分量M2和零序分量IM0來確定故障類型:1)當負序分量M2等于零時，故障類型為三相短路故障。2)當負序分量M 2不等于零時，利用零序分量I M 0來識別接地故障和兩相短路故障。3)當零序分量M0等于零時，故障類型為兩相短路故障。4)當零序分量M0不等于零時，故障類型為兩相短路接故障。MBI MC確定岀接地故障的相別:1) 如果也1 MA 也1 MB=0,氐I MC2) 如果心 I MB -心 I MC=0,心I MA3)如果也 1 MC 也 1 MA=0,氐I MB為最大，發(fā)

37、生為最大，發(fā)生為最大，發(fā)生4)'一丨 MB利用保護安裝處故障電流分量.: I如果在心I ma和心I MCC相單相接地故障;A相單相接地故障;B相單相接地故障;中，如果心I MA為最小，則發(fā)生 BC兩相接地故障;5）如果在也I MA、也I MB和AI MC中，如果人I MB為最小，則發(fā)生 CA兩相接地故障;6） 如果在 I MA、心I MB和AI MC中，如果也I MC為最小，則發(fā)生 AB兩相接地故障;利用保護安裝處故障電流分量.: I ma、丄I MB、.門Mc確定岀接地故障的相別：1）如果厶I MA =0，: I MB + " MC =0，則發(fā)生BC兩相短路故障；2） 如果

38、.-： I mb =0，: I MC + A I MA =0，則發(fā)生CA兩相短路故障；3） 如果.-： I MC =0，. : I MA + A I MB =0，則發(fā)生AB兩相短路故障；6、（1）測量阻抗表達式Z -U M / I M = PZl Rf I f / I M 二 pZl Za乙為附加阻抗Za 二 Rf I f/lM 二 KRf上式表明了由于過渡電阻的存在，在線路保護安裝處M端的附加阻抗可能是感性的也可能是容性的，這樣將使距離保護的阻抗元件動作造成保護范圍的伸長或縮短，如不采取有效的措施時，將 使距離保護拒動或越區(qū)動作。（2）1）在+R方向上增大動作區(qū)的動作特性的調(diào)整。2）將阻抗元

39、件的動作特性的電抗線向下傾斜一個角度。電抗線向下傾斜的角度的確定須根據(jù)具體 的線路運行情況來確定，利用微型機對數(shù)據(jù)和信息的智能化處理能力，可采用自適應(yīng)式的方法讓整 定電抗Xset跟隨系統(tǒng)短路狀態(tài)的變化而調(diào)整。7、（1）系統(tǒng)振蕩時，線路電流和各節(jié)點電壓的幅值均隨時間呈周期性變化；而短路后，短路電流 和各節(jié)點電壓的幅值，是不變的（在不計幅值隨時間變化衰減時）；系統(tǒng)振蕩時，電流和各節(jié)點電 壓幅值的變化速度較慢，而短路時短路電流突然增大，電壓突然降低。（2）系統(tǒng)振蕩時，任意一線路上的電流與線路始端的電壓之間相位關(guān)系都隨線路兩側(cè)電源的相角差S的變化而改變，測量阻抗中的電阻分量隨兩側(cè)電源的相角差5的變化緩

40、慢地變化，而系統(tǒng)發(fā)生短路故障后，電流與電壓之間的相位差是不變的，但測量阻抗中的電阻分量在故障發(fā)生時刻發(fā)生 突變。（3）系統(tǒng)振蕩時，三相電流或三相電壓是完全對稱的，系統(tǒng)中不岀現(xiàn)負序分量，而在系統(tǒng)發(fā)生 短路故障時，總要長期或瞬間（在三相短路開始時）岀現(xiàn)負序分量。判據(jù)：r（RmRm_ - 0廠（棄-D）Rm+ 故障發(fā)生后的測量阻抗中的電阻值； Rm-故障發(fā)生前的測量阻抗中的電阻值； Rm0測量電阻突變量的整定值；（ Rm+/ T）故障后測量電阻的差分值； D測量電阻的差分值整定值； 當滿足上式時，表明系統(tǒng)發(fā)生了故障，而不是振蕩。第七章微型機縱差保護1、(2)外部系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，兩側(cè)電流的相位差接

41、近于1800| M十| N接近于零。(3)在電氣元件內(nèi)部發(fā)生短路故障時，兩側(cè)電流的相位相同，且電流之和數(shù)值較大，保護動作。| M | N 工 0縱差保護適用于電氣元件兩側(cè)的電流和電壓量獲取比較方便的電氣元件，如：發(fā)電機、變壓器 和母線等，作為反映其內(nèi)部發(fā)生相間短路故障的主保護。2、比率制動式縱差保護原理是以電氣元件兩側(cè)電流的基波相量之和作為動作量，以電氣元件兩側(cè) 的電流基波相量之差作為選擇制動量的依據(jù)。當動作量大于制動量時，縱差保護動作，表明電氣元 件的內(nèi)部發(fā)生相間短路故障。否則，縱差保護不動作。為了更好的根據(jù)制動電流的大小來選擇岀適 當?shù)闹苿恿?，以提高縱差保護對內(nèi)部故障時保護動作的靈敏度和外

42、部故障時動作的選擇性，可采用 兩段式或三段式比率制動特性。3、故障分量是指從實際短路電流中減去故障前的負荷電流后，所得到的故障電流分量。即-I = I dl - | fh減小負荷電流分量在電氣元件內(nèi)部故障時，對縱差保護動作靈敏度的影響，以短路電流的故障分量 作為縱差保護的動作量和制動量，是提高縱差保護選擇性和靈敏度的有效途徑。4、1) 采樣瞬時值算法：直接利用發(fā)電機的機端和中性點處電流的瞬時采樣值，按照縱差保護原理實 現(xiàn)的繼電保護算法。id(n 敗(n|)id(n)差動電流采樣值，i d(n)= iN(n)- t(n)ir(n)制動電流采樣值，ir( n) =iN(n)- t( n)iN(n)

43、中性點電流采樣值；iNT：n)機端電流采樣值；K制動系數(shù)。N米樣序號；2) 基波比率制動法：利用發(fā)電機的機端和中性點處電流的基波相量之差的幅值作為動作電流，以 發(fā)電機的機端和中性點處電流的基波相量之和的幅值作為制動電流，以動作電流大于制動電流 與制動系數(shù)的積為依據(jù)，判斷發(fā)電機內(nèi)部發(fā)生相間短路故障。I N I TI N + I TIn 發(fā)電機中性點基波電流相量；I T 發(fā)電機端基波電流相量；3）標積制動式：發(fā)電機的機端和中性點處電流的基波相量之差的幅值的平方為動作量，以發(fā)電機的機端和中性點處電流的基波相量標量積為制動量，實現(xiàn)反映發(fā)電機內(nèi)部發(fā)生相間短路故障的保護。2)SI N I T COS日=arg I n , I t ik比率制動系數(shù)。S標積制動