電力系統(tǒng)微型計算機繼電保護

1、高等教育自學考試全國統(tǒng)一命題考試 “電力系統(tǒng)微型計算機繼電保護” (課程代碼2313)命題說明  高等教育自學考試是應(yīng)考者獲得高等教育學歷的國家考試，命題是確保考試質(zhì)量的核心工作。為了做好電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)（獨立本科段）“電力系統(tǒng)微型計算機繼電保護”課程全國統(tǒng)一命題工作，特制定本說明。 一、課程性質(zhì)和考試目標 （一）課程性質(zhì) “電力系統(tǒng)微型計算機繼電保護”課程是全國高等教育自學考試電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)（獨立本科段）開設(shè)的專業(yè)課程之一，主要闡述微型機繼電保護的基本構(gòu)成、離散控制分析、微型機繼電保護的硬件原理、數(shù)字濾波器、微型機繼電保護的算法、微型機距離保護、微型機縱差保護、提高微

2、型機繼電保護裝置可靠性的措施。課程的內(nèi)容正確發(fā)映著當前電力系統(tǒng)繼電保護發(fā)展狀況，是從事電力系統(tǒng)運行、設(shè)計、管理和研究工作的專業(yè)技術(shù)人員必須掌握的基本內(nèi)容，具有理論與實踐緊密結(jié)合的特點。 “電力系統(tǒng)微型計算機繼電保護”課程的任務(wù)是：使自學應(yīng)考者比較全面系統(tǒng)地了解和掌握微型機繼電保護的構(gòu)成原理、離散控制理論、微型機繼電保護的硬件原理及其特點、數(shù)字濾波器的基本工作原理及其設(shè)計方法、微型機繼電保護的算法及其特點、微型機距離保護的軟件流程圖及其工作特點、微型機縱差保護的構(gòu)成及算法原理、提高微型機繼電保護裝置的可靠性所采取的措施。 （二）考試目標 通過本課程的學習，要求考生： 正確理解并掌握相關(guān)的基礎(chǔ)理論

3、知識，如采樣定理、離散系統(tǒng)的數(shù)學模型、離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其判定方法；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成及其特點；數(shù)字濾波器的工作原理、濾波性能分析及其設(shè)計方法；正弦模型等算法的基本原理、特點和使用條件；微型機距離保護軟件的基本構(gòu)成、工作特點、故障類型和相別的判定原理、系統(tǒng)振蕩的判定方法；發(fā)電機和變壓器縱差保護的構(gòu)成原理和特殊問題的處理方法；干擾信號的分類和防干擾措施。 二、考試內(nèi)容 本課程的考試內(nèi)容和考核目標以課程考試大綱為標準。 重點內(nèi)容如下： 第一章、微型機繼電保護的基本構(gòu)成，微型機繼電保護的特點。 第二章、采樣定理，離散系統(tǒng)差分方程的遞推解法，穩(wěn)定的概念及分析方法，離散系統(tǒng)的頻率特性及其物理意義。 第三

4、章、逐次比較式和電壓頻率變換式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構(gòu)成特點，采樣方式及其特點，開關(guān)量輸入輸出電路的原理及特點。 第四章、數(shù)字濾波器的工作原理及其技術(shù)指標，零、極點配置法的數(shù)字濾波器設(shè)計方法； 第五章、正弦模型的算法原理及其特點，傅立葉算法原理及其特點、對非周期份量的補償辦法，解微分方程的算法原理及特點，最小二乘法的基本思想，相電流差突變量起動元件算法原理及特點。 第六章、初始化及自檢循環(huán)模塊的工作原理，采樣中斷模塊的工作原理，故障分量判定故障類型和相別的方法。 第七章、發(fā)電機、變壓器縱差保護故障分量法的算法原理及特點， 第八章、擾動的類別，擾動對微型機繼電保護的影響，消除擾動影響的基本措施。 次重點

5、內(nèi)容為： 第一章、微型機繼電保護的發(fā)展過程。 第二章、采樣過程的數(shù)學描述， Z變換及其性質(zhì)，脈沖傳遞函數(shù)的求解方法。 第三章、提高數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)轉(zhuǎn)換精度的方法。 第四章、電力系統(tǒng)故障電氣量的特點，數(shù)字濾波器的作用。 第五章、各種算法的時間窗及特點。 第六章、阻抗元件的特點及其作用，故障點過渡電阻對距離保護正確動作的影響，系統(tǒng)振蕩對距離保護的影響及振蕩判別的方法 第七章、基波相量法縱差保護方案的算法原理及特點，變壓器縱差保護的接線特點，勵磁涌流的判別方法，變壓器嚴重故障的加速方法。 第八章、微型機繼電保護的自動檢測技術(shù)。三、考試命題的原則 （一）命題原則 “電力系統(tǒng)微型計算機繼電保護”課程是全國高

6、等教育自學考試電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)（獨立本科段）開設(shè)的專業(yè)必考課程。命題標準參照全日制普通高校同專業(yè)、同層次、同課程的本科結(jié)業(yè)水平，并體現(xiàn)自學考試以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主要目標的特點。在題量上保證中等水平的考生能夠在規(guī)定的考試時間內(nèi)完成全部試題的回答，并有適當?shù)臅r間對答案進行檢查。 （二）考試依據(jù)和范圍 以考試大綱為依據(jù)，以電力系統(tǒng)微型計算機繼電保護（張宇輝編，2000年9月第一版）教材為命題范圍，考試內(nèi)容覆蓋考試大綱規(guī)定的全部知識點。試題的參考答案按指定教材中的有關(guān)提法來編制。 （三）知識與應(yīng)用能力的關(guān)系 學習“電力系統(tǒng)微型計算機繼電保護”要注意對基礎(chǔ)知識的理解和分析，將理解、識記、領(lǐng)會與分析

7、聯(lián)系在一起，將基礎(chǔ)知識和理論轉(zhuǎn)化為理解和分析能力的提高。命題中，要體現(xiàn)既能測試基礎(chǔ)知識，又能測試分析能力的原則。 （四）重點與覆蓋面的關(guān)系 全國2008年4月高等教育自學考試電力系統(tǒng)微型計算機繼電保護試題 課程代碼：02313 一、單項選擇題(本大題共10小題，每小題1分，共10分) 在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選均無分。 1.如果f(k)的Z變換為F（z），則f（k+1）的Z變換為（ ） A.zF（z） B.zF（z）-f（0） C.zF（z）+f（0） D.F（z）?f（0） 2.濾波方程是y（n）=x（n）+2x（n-2

8、）-x（n-5）的數(shù)字濾波器，當采樣周期是 ms時，其時間窗為（ ） A.ms            B.ms C.ms           D.ms 3.遞歸型數(shù)字濾波器脈沖傳遞函數(shù)極點的幅值一定要（ ） A.等于1            B.大于1 C.小于1 &#

9、160;          D.等于無窮大 4.狹窄帶通濾波器極點的幅值越接近于1，其通帶寬度將（ ） A.變窄              B.變寬 C.不變              D.和輸入信號有關(guān) 5.采樣周期為1（ms）的正弦模型

10、兩點乘積算法時間窗是（ ） A.1（ms）         B.2（ms） C.（ms）       D.（ms） 6.當連續(xù)時間信號中的最高頻率為300Hz時，則無失真采樣頻率fs，應(yīng)選擇為（ ） A.fs=300Hz       B.fs=150Hz C.150Hz<FS        &

11、#160;  D.fs600Hz7.在發(fā)生CA兩相短路故障時，相電流瞬時采樣值差突變量起動元件Iab、Ica和Ibc中，動作最靈敏的是（ ） A.Ibc B.Iab C.Ica D.Ibc和Iab 8.在發(fā)生B相接地故障時，解微分方程算法中的電壓u(t)應(yīng)選擇為ub(t)，而電流i(t)應(yīng)選擇為ib(t)+KL3i0和（ ） A.ic(t)+KR3i0(t)          B.ia(t)+KR3i0(t) C.ib(t)+KR3i0(t)    

12、60;     D.ib(t)+KL3i0(t) 9.當輸電線路發(fā)生C相接地故障時，線路始端相電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.C相最大，A相、B相都等于零 D.A相、B相、C相都相等 10.以下哪種現(xiàn)象不屬于干擾對繼電保護裝置的影響（ ） A.運行程序出軌             B.運行時間過長 C.運算或邏輯出錯    &

13、#160;     D.損壞微型機芯片 二、填空題(本大題共20小題，每小題1分，共20分) 請在每小題的空格中填上正確答案，錯填、不填均無分。 11.與常規(guī)繼電保護裝置相比，微機保護的性能_。 12.如果采樣頻率小于被采樣連續(xù)時間信號最高頻率的兩倍時，采樣信號的頻譜將出現(xiàn)_。 13.三個采樣信號之和的Z變換等于每個信號Z變換的_。 14.已知x（t）的Z變換為X（z），且X（z）極點的幅值都小于1，則基于X（z）的x（0）計算式為_。 15.如果離散系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)為H（z），則其頻率特征表達式為_。 16.零階保持器的傳遞函數(shù)為_。 17.微型機繼

14、電保護裝置的硬件電路由五個功能單元構(gòu)成，它們是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，微型機系統(tǒng)，開關(guān)量輸入輸出電路，工作電源和_。 18.逐次比較式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，將模擬電氣量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量需要一定的_。 19.在不同采樣時刻上，依次完成對所有模擬輸入信號采樣的采樣方式稱為_。 20.分辨率是衡量量化誤差的重要依據(jù)，逐次比較式模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)位數(shù)越多，其分辨率越高、量化誤差就_。 21.開關(guān)量輸出電路中采取光電隔離措施的目的是為了提高微機保護裝置的_。 22.VFC式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的計數(shù)器用于計算VFC元件輸出的_。 23.與模擬濾波器相比，數(shù)字濾波器不存在前后兩級之間阻抗的_。 24.設(shè)計非遞歸型數(shù)字濾波器時，要求

15、設(shè)計樣本的單位沖激響應(yīng)h（t）具有_。 25.零點濾波器能夠?qū)⑤斎胄盘栔械哪承╊l率分量信號_。 26.導數(shù)算法要求采樣信號是時間的_。 27.在電力系統(tǒng)正常運行時，相電流瞬時采樣值差突變量起動元件的工作狀態(tài)是_。 28.解微分方程算法需要電壓、電流采樣值個數(shù)至少為_。 29.微型機發(fā)電機縱差保護方案主要有：標積制動法、基波分量法和_。 30.電流量采樣數(shù)據(jù)的自檢方法主要采用_。 三、簡答題（本大題共5小題，每小題4分，共20分） 31.逐次比較式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，設(shè)置模擬低通濾波器的用途是什么？ 32.在使用正弦模型算法之前，為什么要使用狹窄帶通濾波器對電氣量瞬時采樣數(shù)據(jù)進行數(shù)字濾波？ 33.使

16、用傅立葉算法時，是否需要對非正弦周期函數(shù)電流量的周期采樣數(shù)據(jù)進行數(shù)字濾波？為什么？ 34.在變壓器縱差保護中，為什么要識別勵磁通流？有哪些識別方法？ 35.什么是干擾？如何分類？對微機保護有什么危害？ 四、計算題（本大題共2小題，每小題6分，共12分） 36.某離散系統(tǒng)差分方程為： 8y(n+2)+6y(n+1)+y(n)=u(n) 其中：y(0)=0, y(1)=0;n0時，u(n)=1;n<0時，u(n)=0 試求：(1)y(2), y(3), y(4) （3分）；（2）分析穩(wěn)定性（3分） 37.已知：離散控制系統(tǒng)的差分方程為y(k)=x(k)+x(k-1)+x(k-2) 試求：（1

17、）脈沖傳遞函數(shù)G(z)（3分） （2）如采樣周期為T，給出頻率特性表達式（3分） 五、分析題（本大題共2小題，每小題6分，共12分） 38.雙側(cè)有電源輸電線路發(fā)生單相接地故障，故障點處存在過渡電阻時，測量阻抗有何特點？對距離保護有何影響？ 39.半周期傅立葉算法的使用條件是什么？與全周期傅立葉算法相比有何特點？ 六、應(yīng)用題（本大題共2小題，每小題6分，共12分） 40.設(shè)i1和i2是正弦量的兩個采樣值，采樣間隔為T，給出兩點乘積算法計算有效值I的計算公式，其計算精度與系統(tǒng)運行頻率有關(guān)嗎？ 41.給出發(fā)電機縱差保護的標積制動式方案，說明其有何特點？ 七、綜合題（本大題共2小題，每小題7分，共14

18、分） 42.設(shè)采樣頻率為600Hz，要求只保留五次諧波分量，完全濾除直流和其它諧波分量（輸入信號中基波頻率為50Hz，最高諧波次數(shù)為k=5），試用零點配置法給出數(shù)字濾波器的脈沖傳遞函數(shù)。 43.假設(shè)采樣周期為T，試分析濾波方程為y(k)=x(k)+x(k-3)數(shù)字濾波器的濾波性能。 2004年4月自學考試電力系統(tǒng)微型計算機繼電保護試題一、單項選擇題（本大題共10小題，每小題1分，共10分）在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選均無分。1.脈沖傳遞函數(shù)極點是指下面哪一個方程的根（）。A.分子為零方程B.分母為零方程C.分子加分母方程D.

19、分母減分子方程2.離散控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是特征方程的根都位于Z平面的（）。A.單位圓內(nèi)B.單位圓外C.單位圓上D.Z平面上Z=-1線左側(cè)3.解微分方程算法，當輸電線路發(fā)生A相單相接地故障時，算法中的電壓量U（t）選為UA（t），而電流i（t）應(yīng)選擇為（）。A.iA（t）B.iB（t）C.iA（t） K3i0（t）D.iB（t） K3i0（t）4.濾波方程是：y（n）=x（n）-3x（n-2） 4x（n-3）的數(shù)字濾波器，當采樣周期是0.02（s）時，其時間窗是（）。（s）B.0.01（s）C.0.06（s）D.0.03（s）5.輸電線路上發(fā)生B相接地故障時，線路始端電流故障分量相量的特征是

20、（）。A.A相電流最大，B相、C相電流都等于零B.B相電流最大，A相、C相電流都等于零C.C相電流最大，A相、B相電流都等于零D.A相、B相、C相電流相等且不等于零6.在采樣周期為（ms）時，正弦模型三點乘積算法的時間窗是（）。A.（ms）B.（ms）C.（ms）D.（ms）7.全周期傅立葉算法計算三次諧波正弦分量幅值b3的計算公式是（）。A. B.C. D.8.單位階躍信號1（t）被采樣后，其采樣信號的Z變換是（）。A. B.1C. D.9.遞歸型數(shù)字濾波器脈沖傳遞函數(shù)的特點是（）。A.只有極點，沒有零點B.只有零點，沒有極點C.既沒有極點，又沒有零點D.既有極點，又有零點10.在輸電線路發(fā)

21、生C相單相接地故障時，相電流差突變量起動元件IAB，IBC，ICA不動作的是（）A.IAB B.IBCC.ICA D.IAB和IBC二、填空題（本大題共20小題，每小題1分，共20分）請在每小題的空格中填上正確答案。錯填、不填均無分11.與常規(guī)繼電保護相比，微型機繼電保護調(diào)試維護_.12.將連續(xù)時間信號轉(zhuǎn)換成離散時間信號的過程稱為_.13.防止無用高頻信號進入采樣過程，造成采樣信號的失真，為此，在對模擬量采樣前先進行_.14.電壓頻率變換器輸出方波信號的頻率與模擬輸入電壓的瞬時值_15.數(shù)字濾波器比模擬濾波器工作的可靠性_.16.滿足采樣定理的采樣信號頻譜是被采樣連續(xù)時間信號頻譜的_.17.脈

22、沖傳遞函數(shù)定義為輸出響應(yīng)Z變換與輸入信號的Z變換在零初始條件之_.18.采樣頻率fs與系統(tǒng)運行頻率f1保持固定比例系數(shù)的采樣方式稱為_.19.合理配置數(shù)字濾波器脈沖傳遞函數(shù)零點，可以將輸入信號中不需要的頻率成份信號_20.從一個信號x（t）中提取其中有用頻率成份分量的過程稱為_21.在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，實現(xiàn)電流互感器二次電流與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連接的元件是_.22.在電壓頻率變換式（VFC）數(shù)據(jù)采集中，計算VFC芯片輸出脈沖的時間間隔增大時，其轉(zhuǎn)換精度_.23.設(shè)計非遞歸型數(shù)字濾波器時，要求設(shè)計樣本的單位沖激響應(yīng)h（t）具有_.24.合理設(shè)置數(shù)字濾波器脈沖傳遞函數(shù)極點可以把模擬量中有用的頻率分量_.2

23、5.采樣周期是T的離散控制系統(tǒng)，其頻率特性H（ejT）的周期是_.26.設(shè)u1、i1、D1、u2、i2、D2分別是電壓，電流和電流一階導數(shù)的采樣質(zhì)，則采用解微分方程算法時，測量電感L的計算值為_.27.電力系統(tǒng)在非全相運行時，一旦發(fā)生故障，則健全相電流瞬時采樣值差突變量起動元件_.28.采樣周期是T時，導數(shù)算法的時間窗是_.29.電力系統(tǒng)正常運行時，微型機距離保護軟件程序執(zhí)行自檢循環(huán)和_.30.輸電線路正常運行時，相電流差突變量起動元件Iab等于。三、簡答題（本大題共5小題，每小題5分，共25分）31.電壓/頻率變換式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，記數(shù)器芯片有何作用在兩個不同時刻讀出的數(shù)值說明了什么32.簡

24、要說明數(shù)字濾波器的工作原理，數(shù)字濾波器的時間窗。33.簡述傅立葉算法的算法原理。34.簡述輸電線路發(fā)生接地故障時，故障點處存在過渡電阻時，對測量阻抗有何影響。35.在變壓器縱差保護中，為何要配備差動速斷和低電壓速斷。四、計算題（本大題共2小題，每小題7分，共14分）36.某離散控制系統(tǒng)的差分方程為y（n 2） 0.6y（n 1） 0.1y（n）=1，其中：y（0）=y（1）=0，試求：y（2），y（3），y（4）37.數(shù)字濾波器的濾波方程是：y（n）  ry（n-1） r2y（n-2）=x（n） x（n-2）其中：采樣周期T= ms，0<r<1試求：脈沖傳遞函數(shù)G（z）（

25、3分）脈沖傳遞函數(shù)零，極點（4分）五、應(yīng)用題（本大題共2小題，每小題7分，共14分）38.干擾信號進入微型機繼電保護裝置之后，可能帶來什么問題39.什么是最小二乘法如何利用其計算故障電流量中，某一諧波分量的幅值六、綜合題（本大題共2小題，共17分）40.為什么變壓器縱差保護方案中基波相量的計算不能采用半周期傅立葉算法（7分）41.設(shè)采樣周期為：T=5/3（ms），要求濾除輸入信號x（t）中的直流分量和頻率為50Hz、100Hz、200Hz、的信號分量。試用零點配置法設(shè)計出數(shù)字濾波器的脈沖傳遞函數(shù)H（z）。（10分）全國2005年7月高等教育自學考試電力系統(tǒng)微型計算機繼電保護試題課程代碼：023

26、13一、填空題(每空1分，共20分)1.微型機繼電保護裝置的硬件電路由五個功能單元構(gòu)成，即數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，微型機系統(tǒng)，開關(guān)量輸入輸出電路，工作電源和_構(gòu)成。2.微型機繼電保護的核心是_。3.離散控制系統(tǒng)穩(wěn)定的條件為脈沖傳遞函數(shù)的極點都位于z平面的_。4.離散控制系統(tǒng)的兩種描述即_和脈沖傳遞函數(shù)。5.微型機保護中，在將模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量的過程中，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器往往需要一定的時間，在此期間內(nèi)，采樣的模擬量輸入不能變化，為此普遍采用_。6.逐次比較式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般由變換器，低通濾波器，_，多路模擬開關(guān)，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器組成。7.對于電壓頻率變換式VFC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，分辨率主要取決于兩個因素：一是_；二是計

27、算計數(shù)器的讀值之差的時間間隔MT。8.遞歸型數(shù)字濾波器設(shè)計過程中，對設(shè)計樣本的單位沖激響應(yīng)h(t)進行采樣，務(wù)必要保證此采樣滿足_，否則設(shè)計失敗。9.數(shù)字濾波中，每一次運算時所需要用到的輸入信號的最早采樣時刻和最晚采樣時刻，兩者之間的時間跨度稱為數(shù)字濾波器的_。10.對于一個周期函數(shù)x(t)，都可以將其分解為直流分量、基波以及_之和的傅立葉級數(shù)的形式。11.基于繼電器動作特性的采樣值算法是指：利用電流和電壓量的采樣值實現(xiàn)_和距離保護起動元件的算法。12.半周期傅立葉算法的時間窗為半個周期，因此不能濾除基波的_倍頻諧波分量。13.微型機距離保護運行軟件主要由：_、采樣中斷軟件和故障處理軟件組成。

28、14.系統(tǒng)中某輸電線路發(fā)生三相短路故障，則故障電流中的零序分量為_。15.輸電線路中絕大多數(shù)故障為接地故障，且故障點存在較大的接地電阻，接地電阻比較復雜，主要由_電阻和桿塔接地電阻決定。16.縱差保護原理的基礎(chǔ)是_，根據(jù)正常運行和故障運行時電氣元件的各側(cè)電流特征，構(gòu)成反映電氣元件內(nèi)部發(fā)生短路故障的主保護。17.在變壓器的縱差保護中，防止因勵磁涌流影響造成的保護誤動的方法主要有間斷角制動和_。18.在變壓器內(nèi)部發(fā)生不對稱短路故障時，需要加速保護的動作速度，加速保護動作的方法主要有差動速斷和_兩種。19.以_的方式出現(xiàn)在信號源回路之中的干擾信號稱為差模干擾。20.微型機繼電保護的自動檢測技術(shù)有即時

29、檢測和_。二、單項選擇題(在每小題的四個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的序號填在題干的括號內(nèi)。每小題1分，共10分)21.某傳遞函數(shù)X(s)=1/s,其Z變換后為( )。A.1B.1/zC.1/(z-1)D.z/(z-1)22.離散控制兩種分析方法：穩(wěn)定性分析和頻率特性分析，這兩者( )。A.完全等價B.沒有任何關(guān)系C.取決于特定的系統(tǒng)D.取決于輸入信號23.如果系統(tǒng)頻率發(fā)生了偏移，比如49Hz，在同步采樣的情況下，相鄰兩個采樣時刻的電角度為( )。A.2/NB.>2/NC.<2/ND.無法確定24.設(shè)對于輸入信號每個周期采集12個點，則提取三次諧波分量時，數(shù)字濾波器的

30、脈沖傳遞函數(shù)表達式為( )。A.1-z-1B.1C.1+z-2D.1+z-1+z-225.下列哪種算法的計算結(jié)果不受系統(tǒng)頻率變化的影響?( )A.兩點乘積算法B.三點乘積算法C.導數(shù)算法D.傅立葉算法26.下列輸入信號中，哪個能用兩點乘積算法來計算的?( )A.I(t)=sin(100t) B.I(t)=sin(100t)+3e-tC.I(t)=3e-tD.I(t)=sin(20t)+0.5cos(100t)27.在輸電線路發(fā)生B相單相接地故障時，線路始端B相電流的故障分量最大，A相電流的故障分量與C相電流的故障分量的幅值關(guān)系是( )。A.Ia>IcB.Ia<IcC.Ia=IcD.

31、IaIc28.發(fā)電機標積制動式基波向量縱差保護動作判據(jù)2>SINITcos中，S增大，則保護的靈敏度( )。A.降低B.提高C.不一定D.沒有影響29.基波相量算法動作判據(jù)有兩種：比率制動式和標積制動式，兩種判據(jù)在動作邊界統(tǒng)一時，比率制動系數(shù)K(K<1)和標積制動系數(shù)S之間的關(guān)系為( )。A.S=4K2/(K2-1) B.S=4(K2-1)/K2C.S=4(1-K2)/K2D.S=4K2/(1-K2)30.在微型機繼電保護中，輸入的模擬量有8個，其中不包括( )。A.三相電流B.三相電壓C.負序電流D.零序電流三、簡答題(每小題5分，共25分)31.簡述采樣定理。32.簡述什么是數(shù)

32、字濾波加純正弦模型算法?33.微機型距離保護軟件的故障處理部分的主要功能有哪些?34.縱差保護為什么要采用兩段式或三段式的比率制動特性?35.阻塞共模干擾耦合通道通常采取什么措施?四、計算題(每小題7分，共14分)36.求X(z)=z2/(z2-1.5z+0.5)的反變換x(n) (z>1)37.正弦50Hz帶通濾波器，當采樣周期為5/3(ms)時，h(n)=-sin(n/6)，試寫出n為0到6時h(n)的值。五、分析題(第38小題7分，第39小題8分，共15分)38.發(fā)電機故障分量標積制動式縱差保護原理有哪些優(yōu)點?39.試分析系統(tǒng)振蕩和發(fā)生短路故障時系統(tǒng)電氣量有何不同。六、應(yīng)用題(每小

33、題8分，共16分)40.已知正弦信號sint的拉氏變換為/(s2+2)，求抽樣序列sinnT的Z變換。41.加減濾波器其差分方程為：y(n)=x(n)-x(n-1)+x(n-2)+(-1)kx(n-k)當k為偶數(shù)時，試求其轉(zhuǎn)移函數(shù)及其頻率特性。全國2007年4月高等教育自學考試電力系統(tǒng)微型計算機繼電保護試題課程代碼：02313一、單項選擇題(本大題共10小題，每小題1分，共10分)在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選均無分。1如果ZG1(s)=G1(z),ZG2(s)=G2(z),ZG1(s)G2(s)=G1G2(z),ZG1(s)

34、X(s)=G1X(z),Zx(t)=X(z),則圖示離散控制系統(tǒng)響應(yīng)y(n)的Z變換Y（z）為（）AG1(z)+G2(z)X(z)BG1(z)-G2(z)X(z)CG1X(z)G2(z)DG1(z)G2(z)X(z)2采樣周期為T=的離散控制系統(tǒng)，無失真采樣允許輸入信號的最高頻率為（）A300HzB500HzC1000HzD1200Hz3離散控制系統(tǒng)不穩(wěn)定的充要條件是特征方程的部分根位于Z平面（）A單位圓外B單位圓內(nèi)C單位圓上DZ平面上z=-1線左側(cè)4非遞歸型數(shù)字濾波器脈沖傳遞函數(shù)H（z）的特點是（）A只有極點沒有零點B只有零點沒有極點（0除外）C只有一個極點D既有極點還有零點5對正弦電氣量采

35、樣頻率為600Hz，采用兩點乘積算法計算其幅值時，算法的時間窗為（）ABCD6全相運行時，相電流瞬時采樣值差突變量起動元件Ica的計算式為（）ABCD7輸電線路發(fā)生C相接地短路時，解微分方程算法電壓u(t)應(yīng)選擇為uc(t)，電流i(t)應(yīng)選擇為ic(t)+KL3i0(t)和（）Aia(t)+KL3i0(t)Bia(t)+KR3i0(t)Cic(t)+KR3i0(t)Dib(t)+KL3i0(t)8全周期傅立葉算法利用周期信號x(t)N點周期采樣值x(0)x(N-1)計算二次諧波正弦分量幅值a2的計算公式是（）ABCD9在輸電線路始端相電流故障分量、中，IB、IC較大且+=0接近于零，則線路上

36、發(fā)生的故障是（）AAC兩相短路BC相接地CB相接地DBC兩相短路10在未知非周期分量的衰減時間常數(shù)并要求對全周期傅立葉算法的計算結(jié)果進行補償時，需要增加信號的采樣數(shù)據(jù)個數(shù)是（）A四個B三個C兩個D一個二、填空題（本大題共20小題，每小題1分，共20分）請在每小題的空格中填上正確答案。錯填、不填均無分。11與常規(guī)繼電保護相比，微型機繼電保護工作的可靠性_。12微型機繼電保護裝置的硬件電路由五個功能單元構(gòu)成，它們是工作電源、微型機系統(tǒng)、人機對話系統(tǒng)、開關(guān)量輸入輸出電路和_。13采樣過程將連接時間信號轉(zhuǎn)換成_。14兩個采樣信號之和的Z變換等于兩個信號的Z變換_。15異步采樣方式中，采樣頻率與電力系統(tǒng)

37、實際運行頻率_。16電流變換器實質(zhì)上是小型的_。17分時采樣方式中，各電氣量的采樣時刻_。18逐次比較式模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）的轉(zhuǎn)換位數(shù)越多，其量化誤差越_。19VFC式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)字量與模擬電氣量的什么量成正比_。20利用軟件算法，從故障電氣量的采樣值中提取出故障特征量采樣值的方法稱為_。21三點乘積算法的計算值與電網(wǎng)頻率變化值_。22合理配置數(shù)字濾波器的極點能夠?qū)⑤斎胄盘栔械哪承╊l率信號_。23采用傅立葉算法時，要求對信號的采樣形式是_。24解微分方程算法是利用電流、電壓采樣值、輸電線路的數(shù)學模型和故障類型計算故障點至保護安裝處的_。25由于采用平均值代替電氣量的采樣值，故導數(shù)算法在原理

38、上就存在著_。26解微分方程算法的計算結(jié)果與故障電氣量中非周期分量數(shù)值的大小_。27微型機距離保護運行軟件主要有：采樣中斷軟件、故障處理程序和_。28相電流瞬時采樣值差突變量起動元件動作時，表明電力系統(tǒng)發(fā)生了_。29微型機發(fā)電機縱差保護方案有：基波比率制動式、基波標積制動式和_。30三相電壓瞬時采樣值求和用于_。三、簡答題（本大題共5小題，每小題4分，共20分）31繪出電壓頻率變換式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構(gòu)成原理圖。32電力系統(tǒng)故障電流有何特點？請給出表達式并加以說明。33何謂兩點乘積算法，其使用條件是什么？給出計算公式。34什么是故障分量？采用故障分量實現(xiàn)的縱差保護原理有何特點？35簡要說明微型機繼

39、電保護抗干擾的軟件對策。四、計算題（本大題共2小題，每小題6分，共12分）36求下列函數(shù)的Z變換（假設(shè)采樣周期為T）（1）x(t)=(3分)（2）X（s）=37.已知離散控制系統(tǒng)的差分方程為y(k)=x(k)+(k-1)+x(k-2),試求：（1）脈沖傳遞函數(shù)G(z)(3分)（2）頻率特性表達式（3分）（假設(shè)采樣周期為T）五、分析題（本大題共2小題，每小題6分，共12分）38如何檢測隨機存貯器RAM是否發(fā)生了故障？39什么是勵磁涌流？其出現(xiàn)對變壓器縱差保護有何影響？如何鑒別？六、應(yīng)用題（本大題共2小題，每小題6分，共12分）40簡要說明同步采樣的特點。電氣量采用該采樣方式時對傅立葉算法有影響嗎

40、？41電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩時，振蕩中心處電壓幅值有何特點？在振蕩中心附近安裝的距離保護將怎樣運行？如何避免？七、綜合題（本大題共2小題，每小題7分，共14分）42設(shè)采樣頻率為600Hz，要求保留三次諧波分量，完全濾除直流和其它諧波分量，（假設(shè)輸入信號基波頻率為50Hz，且含有的最高諧波次數(shù)為k=5）。試用零點配置法設(shè)計數(shù)字濾波器的脈沖傳遞函數(shù)H（z）。43試分析濾波方程為y(k)=x(k)+x(k-4)的數(shù)字濾波器濾波性能（假設(shè)采樣周期為T）。全國2002年4月高等教育自學考試電力系統(tǒng)微型計算機繼電保護試題課程代碼：02313一、填空題(每小題1分，共20分)1.以微型計算機為核心的繼電保護裝置稱

41、為_。2.交流電流交換器輸出量的幅值與輸入模擬電流量的幅值成_。3.脈沖傳遞函數(shù)定義為：在零初始條件下，離散系統(tǒng)輸出響應(yīng)的Z變換與輸入信號的Z變換之_。4.當離散系統(tǒng)特征方程的根，都位于Z平面的單位圓之外時，離散系統(tǒng)_。5.在一個控制系統(tǒng)中，只要有一處或幾處的信號是離散信號時，這樣的控制系統(tǒng)稱為_控制系統(tǒng)。6.反映電力系統(tǒng)輸電設(shè)備運行狀態(tài)的模擬電氣量主要有兩種：來自電壓互感器和電流互感器二次側(cè)的交流電壓和交流_信號。7.在一個采樣周期內(nèi)，依次對每一個模擬輸入信號進行采樣的采樣方式稱為_采樣。8.脈沖傳遞函數(shù)分子多項式為零的根，稱為脈沖傳遞函數(shù)的_。9.從某一信號中，提取出有用頻率成份信號的過程

42、，稱為_。10.合理配置數(shù)字濾波器脈沖傳遞函數(shù)的零點，能夠_輸入信號中不需要的頻率成份。11.合理配置數(shù)字濾波器脈沖傳遞函數(shù)的極點，能夠提取輸入信號中需要的_成份信號。12.數(shù)字濾波器脈沖傳遞函數(shù)的零點zi在脈沖傳遞函數(shù)表達式中以因子_的形式出現(xiàn)。13.如果設(shè)計樣本的頻率特性頻譜的最大截止頻率為fmax，則要求對設(shè)計樣本的單位沖激響應(yīng)h(t)進行采樣時，采樣頻率要求大于_。14.為了提高微型機繼電保護裝置的抗干擾能力，在開關(guān)量輸入電路中采取的隔離技術(shù)是_。15.利用正弦函數(shù)的_瞬時采樣值的乘積來計算正弦函數(shù)的幅值和相位的算法稱為三點采樣值乘積算法。16.在電力系統(tǒng)正常運行時，微型機距離保護的軟

43、件程序工作在_并每隔一個采樣周期中斷一次，進行數(shù)據(jù)采集。17.微型機距離保護的軟件程序主要有三個模塊初始化及自檢循環(huán)程序、_和故障處理程序。18.在電力系統(tǒng)正常運行時，相電流瞬時采值差的突變量起動元件Ibc等于_。19.電力系統(tǒng)在非全相運行時，一旦發(fā)生故障，則健全相電流差起動元件_。20.設(shè)u1、i1、D1;u2、i2、D2分別是電壓、電流和電流一階導數(shù)的采樣值，則采用解微分方程算法時，測量電感L的計算值為_。二、單項選擇題(每小題1分，共10分。從每小題的四個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的號碼寫在題干后面的括號內(nèi)。)21.脈沖傳遞函數(shù)零點是哪個方程的根( )分母為零 分子為零分

44、子+分母 分母-分子22.逐次比較式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出量正比于輸入電壓量的( )積分值 微分值絕對值 瞬時采樣值23.設(shè)被采樣的連續(xù)時間信號頻譜的最大截止頻率為fc，則采樣頻率應(yīng)為( ) fc 0.5fc 1.5fc 2fc24.設(shè)對于輸入信號每個周期采集12個點，則提取四次諧波分量時，數(shù)字濾波器的脈沖傳遞函數(shù)表達式為( ) 1-z-1 1 1+z-2 1+z-1+z-225.在發(fā)生AB兩相短路故障時，相電流瞬時采樣值差的突變量起動元件Iab、Ibc、Ica都動作，其中動作最靈敏的是( )IabIbcIcaIab、bc26.解微分方程算法，對于CA兩相短路時，電流i(t)應(yīng)選為i

45、ca(t)，電壓u(t)應(yīng)選為( )uab(t) ubc(t)uca(t) (t)27.在輸電線路發(fā)生A相單相接地故障時，線路始端A相電流的故障分量最大，B相電流的故障分量與C相電流的故障分量的幅值關(guān)系是( )Ib>Ic Ib<IcIb=Ic IbIc28.系統(tǒng)頻率不變時，采樣值乘積算法的計算誤差為( )零 無窮大2% 3%29.在未知非周期分量信號的衰減時間常數(shù)對傅立葉算法的計算結(jié)果進行補償時，必須增加輸入信號的采樣數(shù)據(jù)的個數(shù)是( )兩個 三個一個 四個30.設(shè)N是周期采樣點數(shù)，則傅立葉算法計算二次諧波正弦分量幅值a2的計算公式為( )三、簡答題(每小題5分，共25分)31.什么

46、是三點乘積算法?怎樣理解其計算誤差與電力系統(tǒng)運行頻率的變化量無關(guān)?32.什么是全零點數(shù)字濾波器?33.在逐次比較式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，對模擬量采樣之前，為什么要裝設(shè)模擬低通濾波器?34.采用故障分量實現(xiàn)縱差保護原理有何優(yōu)點?35.簡述離散控制系統(tǒng)穩(wěn)定的條件。四、計算題(每小題7分，共14分)36.某離散控制系統(tǒng)的差分方程為：y(k+2)+0.4y(k+1)+0.4y(k)=0其中：y(0)=0,y(1)=1；試求：y(2),y(3),y(4)。37.設(shè)采樣周期為T=5/3(ms)。要求提取輸入信號中的頻率為100Hz的信號分量，試計算出數(shù)字濾波器脈沖傳遞函數(shù)極點，并給出脈沖傳遞函數(shù)表達式。五、分析

47、題(共15分)38.怎樣理解導數(shù)算法在原理上存在著計算誤差?(7分)39.什么是共模干擾?干擾對微機保護有何影響?(8分)六、應(yīng)用題(每小題8分，共16分)40.數(shù)字濾波器脈沖傳遞函數(shù)為H(Z)=1+Z-2，試寫出數(shù)字濾波器的差分方程41.設(shè)采樣周期為T=5/3(ms)，要求濾除輸入信號x(t)中的直流分量和頻率為100Hz、150Hz、200Hz的信號分量，試用零點配置法設(shè)計出數(shù)字濾波器脈沖傳遞函數(shù)H(z)全國2002年4月自學考試電力系統(tǒng)微型計算機繼電保護答案課程代碼：02313一、填空題(每小題1分，共20分)1.微型機繼電保護裝置2.正比3.比值4.不穩(wěn)定5.離散6.電流7.順序8.零

48、點9.濾波10.濾除11.頻率12.1-ZiZ-113.2fmax14.光電隔離15.三個16.自檢循環(huán)17.采樣中斷程序18.零19.起動20.(u1u2-u2i1)/(i2D1-i1D2)二、單項選擇題(每小題1分，共10分)21. 22. 23. 24. 25.26. 27. 28. 29. 30.三、簡答題(每小題5分，共25分)31.利用正弦量在連續(xù)三個采樣時刻采樣值之間的乘積運算，計算正弦量的幅值(或有效值)和相角的算法，稱為三點乘積算法。從其有效值的計算公式：2I2=可以看出，I的計算結(jié)果與電力系統(tǒng)的運行頻率無關(guān)。32.只有脈沖傳遞函數(shù)零點，沒有脈沖傳遞函數(shù)數(shù)點的數(shù)字濾波器，稱為

49、全零點數(shù)字濾波器它能夠濾除輸入信號中，有限個頻率的輸入信號33.在一定采樣頻率下，為了防止無用的高頻信號，進入采樣過程造成采樣信號的失真，為此，在采樣前應(yīng)對模擬輸入量進行數(shù)字濾波34.采用故障分量實現(xiàn)縱差保護原理在靈敏度方面優(yōu)于基波相量縱差保護原理。在選擇性方面，不會降低保護的選擇性35.當離散控制系統(tǒng)脈沖傳遞函數(shù)極點的幅值都小于1時，離散控制系統(tǒng)穩(wěn)定四、計算題(每小題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)=

50、0.25637.P=r(0<r<1) H(z)=五、分析題(共15分)38.由于導數(shù)量的采樣值不能直接得到只能用兩個采樣時刻的采樣值之間的差分來代替兩個采樣時刻中點的導數(shù)量采樣值；用兩個采樣時刻采樣值的平均值代替計算時刻的采樣值，所以在原理上，該算法存在計算誤差39.引起回路對地電位發(fā)生變化的干擾稱為共模干擾 干擾對微機保護影響運算或邏輯出現(xiàn)錯誤程序出軌損壞硬件六、應(yīng)用題(每小題8分，共16分)40.因為：Y(Z)=H(Z)、X(Z) Y(Z)=X(Z)+Z-2X(Z) 所以y(n)=x(n)+x(n-2)41.濾除輸入信號x(t)中直流分量的脈沖傳遞函數(shù)因子為： H0(z)=1-

51、z-1 濾除輸入信號x(t)中頻率為100Hz信號分量的脈沖傳遞函數(shù)因子為： H2(z)=1-z-1+z-2 濾除輸入信號x(t)中頻率為150Hz信號分量的脈沖傳遞函數(shù)因子為： H3(z)=1+z-2 濾除輸入信號x(t)中頻率為200Hz信號分量的脈沖傳遞函數(shù)因子為： H4(z)=1+z-1+z-2 所以，滿足上述濾波要求的數(shù)字濾波器的脈沖傳遞函數(shù)H(z)為： H(z)=H0(z) H2(z) H3(z) H4(z)2006.4月一、單項選擇題（本大題共10小題，每小題1分，共10分）在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其代碼填寫在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選均無分。

52、1.如果ZG1(S)=G1(z)，ZG2(S)=G2(z)，ZG1(S)G2(S)=G1G2(z)，則圖示離散控制系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)為（）A.G1(z)+G2(z)       B. G1(z)-G2(z)C. G1(z)G2(z)       D. G1G2(z)2.如果故障電氣信號的最高頻率為600Hz時，那么無失真采樣的最小采樣頻率是（）A.50Hz        B.3

53、00HzC.600Hz        D.1200Hz3.采樣周期為T的離散控制系統(tǒng)，如果系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)H(z)已知時，則系統(tǒng)的頻率特性表達式為（）A.H(z)        B.H(j)C.H(ej)        D. H(ejT)4.濾波方程是y(n)=x(n)-2x(n-2)+3x(n-3)的數(shù)字濾波器，當采樣周期是 ms時，其時間窗是

54、（）5.提高全零點數(shù)字濾波器的濾波性能，要求其脈沖傳遞函數(shù)零點滿足（）A.幅值都小于1      B.幅值都等于1C.幅值都大于1      D.都位于Z平面左半平面上6.數(shù)字濾波器脈沖傳遞函數(shù)極點是指其哪一部分方程的根（）A.分子為零       B.分母為零C.分子+分母為零      D.分子-分母為零7.當輸電線路發(fā)生AB兩相短路時，解微分方程算法中的電壓量u(t)應(yīng)選擇為uab(t)、電流i(t)