第一篇：2002年4月全國自學考試電力系統微型計算機繼電保護試題答案

全國2002年4月自學考試電力系統微型計算機繼電保護答案

課程代碼：0231

3一、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.不穩定，5.離散，6.電流，7.順序，8.零點，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，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)

21.②22.④23.④24.④25.①

26.③27.③28.①29.①30.①

三、簡答題(每小題5分，共25分)

31.利用正弦量在連續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

2其有效值的計算公式：2I2=[4i

22(i2?i1i3)]/[4i2?(i1?i3)]22

可以看出，I的計算結果與電力系統的運行頻率無關。

32.只有脈沖傳遞函數零點，沒有脈沖傳遞函數數點的數字濾波器，稱為全零點數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，在采樣前應對模擬輸入量進行數字濾波

34.采用故障分量實現縱差保護原理在靈敏度方面優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.當離散控制系統脈沖傳遞函數極點的幅值都小于1時，離散控制系統穩定

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)=0.256。37.P=re3(0

11?rz?1?rz2?

2五、分析題(共15分)

38.由于導數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生變化的干擾稱為共模干擾

干擾對微機保護影響①運算或邏輯出現錯誤②程序出軌③損壞硬件

六、應用題(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因子為：H0(z)=1-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因子為：H4(z)=1+z-1+z-2

所以，滿足上述濾波要求的數字濾波器的脈沖傳遞函數H(z)為： H(z)=H0(z)H2(z)H3(z)H4(z)

全國自考微機繼電保護試題參考分析2008年4月

一、BDCAADCCCB

二、11、更優良，12、混疊；

13、和；

14、P18頁式（2-36）；

15、H（e jwT）=H（z）I z= e jwT16、G(S)=（1-e）/S，17、人機對話微型機系統，18、轉換時間，-TS19、順序采樣，20、越小，21、抗干擾能力；

22、電壓信號積分值；

23、匹配問題；

24、有限的時間長度；

25、濾除；

26、正弦函數；

27、不動作；

28、三個；

29、故障分量發電機縱差保護算法；30、ia(k)+ib(k)+ic(k)=i0(k)；

三、31、答：電力系統發生故障時，故障電流、電壓中含有一定的高高次諧波分量，這些較高頻率的高次諧波分量并不都是繼電保護原理所要獲取的反映系統故障的主要特征量，如不加以濾除，將要求采樣頻率過高。

因此，為了保證采樣過程滿足采樣定理，確保采樣數據的質量，在各模擬信號的輸入通道上，在對各模擬信號采樣之前裝設模擬低通濾波器，將頻率高于某一頻率的信號加以濾除。

32、答：正弦模型算法的原理是假定故障電流電壓是時間的正弦函數，但實際上故障電流電壓信號中，不僅含有基波分量而且還含有其他頻率成分，所以應將此電氣量采樣值經過數字濾波，將故障電氣量中的基波或某一次諧波分量的采樣值單獨提取出來之后，方能使用。

33、不需要濾波。因為從傅立葉算法的原理看，算法本身就具有濾波的性能，所以可以直接使用電流電壓的采樣數據來計算所需諧波分量的有效值和相角。

2）電流采樣值中含有衰減性非周期分量時，直接計算電流的基波分量幅值和相角時，計算結果和實際值有很大的差別。因此，必須采取一定的補償方法加以補償，促使補償后的值與實際值相同。

34、在變壓器空載投入和外部故障切除后，可能出現數值較大的勵磁涌流，最大時可達到額定值的6~8倍。會導致縱差保護誤動作，所以必須識別。

鑒別變壓器勵磁涌流的方法主要有：

1）鑒別短路電流與勵磁涌流波形差別的間斷角制動。

2）二次諧波制動。

35、干擾的定義：影響微機保護裝置正常工作可能導致誤動作或拒動的現象。

干擾源：影響裝置正常工作的一些電磁信號。

電磁干擾三要素：干擾源、耦合通道、敏感回路。

干擾進入微機保護裝置后可能產生下列后果：

1）運算或邏輯出現錯誤。2）運行程序出軌。3）損壞微型機芯片。36、37、類型題同前面過程分析。

38、特點：過渡電阻的存在，在線路保護安裝處的附加測量阻抗可能是感性的，也可能是容性的。

影響：將使距離保護的阻抗元件動作，造成保護范圍伸長或縮短，如不采取措施，將使距離保護拒動或越區動作。

39、半周期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倍頻的信號。

與全周期傅立葉算法相比，縮短了算法的運算時間，提高微機保護的速動性。

40、2I2?(i1?i2?2i1?i2cosw?T)／sin222w?T

（按50Hz頻率運行來確定采樣間隔電角度w?T)，在系統運行頻率變化時，計算結果帶來一定誤差。

41、標積制動式∣IN-IT∣2＞S(INITcosθ）θ為IN與IT的相位角，INITcosθ為標積量；S為標積制動系數。

(1)區外發生短路在區外發生短路時，有IN=IT，θ值較小，因此制動量分別為SINITcosθ>0。

(2)區內發生短路標積制動原理制動量當θ值較大，大于90 °，SINITcosθ就變成了負值。負值的制動量在數學上就是動作量，更有助于保護動作。標積制動原理反應區內短路故障的靈敏度很高。(3)發電機未并網前或解列運行時的內部短路在發電機并網前發生的內部短路，由于發電機機端無電流，僅有中性點有短路電流，因此標積原理的制動量為0，而比率制動原理不為0，顯然，標積原理的動作裕度更大，對動作更可靠。

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差分濾波器)(k)(k? 3)加法濾波器y(k)?x(k)?x(k?m)

脈沖傳遞函數為H(z)?1?Z

頻率特性H(e

幅頻特性

?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為基波，則當

時，即可濾除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次諧波，即k?2,6,10,...,2(2n?1),.

第二篇：高等教育自學考試 電力系統微型計算機繼電保護試題

高等教育自學考試 電力系統微型計算機繼電保護試題 課程代碼:02313

一、填空題(每空1分,共20分)1.將模擬電氣量轉換成數字量的硬件設備稱為微型機繼電保護的_系統.2.對于連續時間信號x(t),其傅立葉變換x(f)定義為_ 3.微型機系統是以電流和電壓的采樣值為輸入量,以微型機作為控制器,以_為被控對象的一個開環離散控制系統.4.根據模擬輸入信號中的_與采樣頻率之間的關系,采樣方式可分為異步采樣和同步采樣方式兩種.5.離散控制系統穩定的條件是脈沖傳遞函數極點都位于_ 6.逐次比較式數據采集系統,一旦轉換芯片選定后,其輸出數字量的位數不可變化,即_不能再改變.7.數字濾波器完成每一次運算,輸出一個采樣值,所需要的輸入信號采樣值的個數,稱為數字濾波器的_ 8.導數算法中,其所需要的數據時間窗,僅是一個采樣間隔.但是在計算原理上,則采用差分近似代替_用平均值代替采樣值.9.解微分方程算法是利用輸電線路的數字模型和故障模型,計算從輸電線路的故障點到輸電線路的始端——保護安裝處的_決定繼電保護是否動作的算法.10.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功率方向元件和_的算法.11.微型機距離保護運行軟件主要由:初始化軟件,采樣中斷軟件和_組成.12.距離保護中故障處理部分主要功能有:判斷故障類型,計算測量阻抗,決定距離保護是否動作.13.微型機發電機縱差保護方案主要有:采樣瞬時值法,基波比率制動法和_三種.14.變壓器內部發生不對稱故障時,往往需要加速保護的動作,通常有_和低電壓速斷.15.電磁干擾的三大要素是干擾源,耦合通道和_ 16.目前,在提高微型機繼電保護裝置工作可靠性方面,提出了三種對策:即減少故障和錯誤出現的幾率、微型機繼電保護裝置的自動自檢測技術、17.在數字濾波器的脈沖傳遞函數中,只含有零點而沒有極點的濾波器稱為_ 18.系統傳遞函數G(s)中的s用s=jω代入后得到的G(jω)稱為系統的頻率特性.其中G(ω)稱為幅值特性,φ(ω)稱為_ 19.微型機距離保護中輸入的模擬量有8個,即三相電流,三相電壓,和零序電壓.20.距離保護的振蕩閉鎖原理主要可分為兩種:一種是利用負序分量是否出現的實現原理;二是利用電流,電壓或測量阻抗的_的不同的實現原理.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.每小題1分,共10分)21.下列哪個公式反映Z變換的多步延遲定理()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.僅僅考慮數據窗的長度,以下幾種算法最短的是()A.三點乘積算法 B.兩點乘積算法 C.半周期積分法 D.半周期傅立葉算法

23.用傅立葉算法計算下列信號的基波相量時,哪種信號不會產生誤差? 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.電力系統輸電線路最常見的故障是()A.單相故障 B.相間短路 C.相同短路接地 D.三相短路

25.功率方向元件算法中,若想計算的結果不受頻率變化的影響,則最少需要幾點采樣值()A.2 B.3 C.4 D.5 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-t C.(t)=3e-t D.I(t)=sin(20t)+1/2cos(100t)27.濾波器的單位沖激響應h(t)與下面哪個是一對傅立葉變換對()A.濾波器的頻率特性 B.濾波器的幅頻特性 C.濾波器的相頻特性 D.全零點數字濾波器

28.繼電保護裝置受干擾影響時出現的主要現象為()A.運算或邏輯出現錯誤 B.運行時間過長 C.計算精度下降 D.計算精度提高

29.故障電流和電壓采樣值越多,則最小二乘法算法計算的精度越()A.高B.低C.取決于故障的類型 D.無法判斷 30.傳遞函數H(z)=,下列選項中哪一個是極點()A.1 B.2 C.3 D.4

三、簡答題(每小題5分,共25分)31.試簡述離散控制系統頻率特性的物理意義.32.簡述脈沖傳遞函數中的零點在數字濾波器中的作用.33.請指出為什么傅立葉算法比正弦函數模型算法更準確? 34.解微分方程算法中為什么認為可以忽略輸電線路的對地分布電容? 35.干擾對繼電保護的影響主要表現為哪些?

四、計算題(每小題7分,共14分)36.已知加法濾波器的差分方程為: y(n)=x(n)+x(n-m),寫出其頻率特性表達式.37.如下所示的系統,其中:G1(s)=1/s,G2(s)=1/(s+1),試求系統的脈沖傳遞函數.(圖中只有如圖所示的2個采樣處,采樣周期均為T)

五、分析題(共15分)38.變壓器的縱差保護中,防止因勵磁涌流影響造成保護誤動的方法有兩種,其中一種即為利用二次諧波電流鑒別勵磁涌流.試簡述其原理.(8分)39.電力系統短路故障中,故障點有時通過過渡電阻接地,試簡述過渡電阻對距離保護的影響.(7分)

六、應用題(每小題8分,共16分)40.求函數x(t)=的Z變換.41.已知某模擬濾波器的傳遞函數是: G(s)=2/(s2+3s+2)試設計出遞歸型數字濾波器.

第三篇：全國2010年4月高等教育自學考試電力系統微型計算機繼電保護試題及答案（推薦）

全國2010年4月高等教育自學考試

電力系統微型計算機繼電保護試題

課程代碼：0231

3一、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。錯選、多選或未選均無分。

1-an1.如果X(z)=，則序列x(n)為.e ?11?az

2.設連續時間信號頻譜的最大截止頻率為fm，則無失真采樣條件要求采樣頻率fs滿足fs≥2fm

3.遞歸型數字濾波器脈沖傳遞函數H(z)的極點必須滿足幅值小于

14.完全濾除輸入信號某些頻率分量時，要求數字濾波器脈沖傳遞函數對應零點的幅值滿足等于l

5.逐次比較式數據采集系統中與輸出數字量成正比的量是模擬量的瞬時采樣值

6.遞歸型數字濾波器脈沖傳遞函數H(z)的零、極特點是既有極點又有零點.26?7.N點周期采樣序列x(k)全周期傅立葉算法計算三次諧波正弦分量幅值a3的計算公式是：.x(k)?K)Nk?0N?N?

18.對于CA兩相短路，采用解微分方程算法時，電壓u(t)應選擇為uca(t)、電流i(t)應選擇為ica(t)

9.50Hz電氣量周期采樣點數為12時，相鄰兩個采樣點間隔的電角度是30°

10.某正弦電氣量的兩個采樣值為1和3，間隔的電角度是90°，則該正弦電氣量的幅值是

二、填空題(本大題共20小題,每小題1分,共20分)

11.微型機繼電保護裝置的工作電源是其重要的組成部分，電源要求具有獨立性，不能受系統電壓變化的影響。

12.與常規繼電保護相比，微型機繼電保護提供的系統故障信息更多。

13.滿足采樣定理時，采樣信號的頻譜是被采樣連續時間信號頻譜的周期函數。

14.在求離散系統的脈沖傳遞函數時，要求輸入量和輸出量的初始條件都為零。

15.提高逐次比較式數據采集系統數據精度的辦法是將模數轉換器的位數增加。

16.在電壓／頻率變換式數據采集系統中，VFC芯片輸出脈沖的頻率與模擬輸入量的瞬時值的關系是f0=Uin1/(Ⅰ0t0R)。

17.為了提高微型繼電保護裝置的抗干擾能力，在開關量輸入電路中采用了光電隔離技術。

18.采樣頻率與系統實際運行頻率之比保持不變的采樣方式稱為同步采樣。

19.電力系統短路電流中含有基波、諧波和衰減性非周期分量。

20.與模擬濾波器相比，數字濾波器工作的可靠性更高。

21.只要電流量是時間的正弦函數，在理論上兩點乘積算法的計算誤差為零。

22.由于電流量一階導數的采樣值不能直接由數據采集系統提供，只能用差分值來代替。所以，解微分方程算法在原理上存在著誤差。

════════════════════════════════════════════════════════════════════自考365（--）領先的專注于自學考試的網絡媒體與服務平臺-本套試題共分4頁，當前頁是第1頁-

23.輸電線路正常運行時，相電流差突變量起動元件DI1，的計算值等于零。

24.正弦模型算法中的導數算法在原理上存在著誤差。

25.電力系統正常運行時，微型機距離保護軟件程序執行自檢循環和采樣中斷服務子程序。

26.在微型機距離保護中，如果三相電壓采樣值之和接近于零，則可以認定數據采集系統中，電壓量通道正常。

27.如果變壓器兩側測量功率之積為負，則變壓器的運行狀態是正常運行或外部故障。

28.電流的故障分量等于故障后電流相量與故障前電流相量之差。

29.基波相量法標積制動式發電機縱差保護的動作條件是∣IN-IT∣2＞S(INITcosθ）。

30.差模干擾出現于信號源回路的方式是串聯方式。

三、簡答題（本大題共5小題，每小題4分，共20分）

31.如果離散系統的脈沖傳遞函數為H（z），那么其頻率特性表達式是什么？幅頻特性和相頻特性的物理意義是什么？ H（e jwT）=H（z）I z= e jwT

頻率特性的物理意義：

1、幅頻特性是數字濾波器對輸入電氣量中不同頻率分量幅值的放大倍數。

2、相頻特性是數字濾波器對不同頻率的輸入信號分量相角的移動量。

32.微機保護中，電流、電壓變換器有何作用？

變換器作用：1）將輸入信號轉換成與微機裝置相匹配的允許電平。2）將微機繼保裝置與外部互感器回路完全隔離，提高抗干擾能力。

33.采用零，極點配置法設計數字濾波器時，脈沖傳遞函數零點和極點對其濾波性能有何影響？

答：1）零點的作用：與某一零點對應的特定頻率f1，數字濾波器的頻率特性在該頻率f1下的值為零，說明數字濾波器對輸入信號中的頻率為f1的分量能完全濾除。

2）極點的作用：與某一極點對應的特定頻率f2，數字濾波器對于輸入頻率為f2的分量具有很大的幅值放大倍數，即在數字濾波器的輸出信號中，頻率為f2的分量數值最大。

34.采用傅立葉算法時，對電氣量有何要求？

采用傅立葉算法時，要求電氣量為周期函數，才能用傅立葉算法將其分解成直流分量、基波分量、高次諧波分量之和的形式。

35.何謂干擾？干擾進入微機保護裝置后，能帶來哪些問題？

干擾的定義：影響微機保護裝置正常工作可能導致誤動作或拒動的現象

干擾源：影響裝置正常工作的一些電磁信號。

四、計算題（本大題共2小題，每小題6分，共12分）

36.某離散系統的差分方程為y(n)+0.5y(n-1)+0.06y(n-2)=x(n)

其中:y(-1)=y(-2)=0,x(n)=??1n?0試求：（1）y(0),y(1),y(2)(3分)（2）脈沖傳遞函數，并分析其穩定性（3分）0n?0?

解：（1）n=0時，y(0)+0.5y(-1)+ 0.06y(-2)=X(0)y(0)+0+0=1∴y(0)=

1n=1時，y(1)+0.5y(0)+ 0.06y(-1)=X(1)y(1)+0.5+0=1∴y(1)=0.5n=2時，y(2)+0.5y(1)+ 0.06y(0)=x(2)y(2)+0.25+0.06=1∴y(2)=0.69

（2）對差分方程兩邊取Z變換，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所以系統穩定

37.離散系統差分方程為： y(n)=x(n)+x(n-1)+x(n-2)

試求：（1）脈沖傳遞函數H（z）及其零點。（4分）

（2）頻率特性表達式。（2分）

解：

對差分方程兩邊取Z變換，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

零點Z1=－

(2)令Z=ejwT，H(ejwT)=1+3 e-jwT+ e－j2wT

五、應用題（本大題共2小題，每小題6分，共12分）

38.采用正弦模型算法時，對使用的電氣量采樣數據是否需要進行數字濾波？為什么？

答：采用正弦型算法時，電氣量的采樣值應進行數字濾波。因為算法是基于正弦波的原理實現的，而故障電流中含有基波分量、高次諧波分量和衰減性的直流分量，因而需將電氣量中的基波或某次諧波分量的采樣值單獨提取出來，方能使用。

39.變壓器配置差動電流速斷的原因是什么？

答：變壓器內部發生嚴重不對稱故障且伴隨有勵磁涌流時，由于在差動電流中產生較大的二次諧波分量，使縱差保護被制動，直到二次諧波分量衰減后，縱差保護才能動作，延誤了保護的動作時間。

在此情況下，可采取加速保護動作的措施：差動速斷：當差動電流大于可能出現的最大勵磁涌流時，縱差保護應立即動作跳閘。

六、分析題（本大題共2小題，每小題6分，共12分）

40.發電機縱差保護中故障分量法標積制動方案如何改善保護性能？

分析：標積制動式

∣ΔIN-ΔIT∣2＞S(ΔINΔITcosθ）

θ為IN與IT的相位角，INITcosθ為標積量；S為標積制動系數。3 13 1 +jZ2=-－ －j 222

2具有多個并聯分支的大型發電機組，在發生帶過渡電阻的小匝間短路故障時，短路電流中的負荷電流分量不可再忽略，它將影響到縱差保護靈敏性的提高。

為了排除負荷電流分量的影響，采用故障分量原理。

(1)區外發生短路

制動量分別為SΔINΔITcosθ>0。

(2)區內發生短路

標積制動原理制動量當θ值較大，大于90 °，SΔINΔITcosθ就變成了負值。負值的制動量在數學上就是動作量，更有助于保護動作。標積制動原理反應區內短路故障的靈敏度很高。

(3)發電機未并網前或解列運行時的內部短路

在發電機并網前發生的內部短路，由于發電機機端無電流，僅有中性點有短路電流，因此標積原理的制動量為0，而比率制動原理不為0，顯然，標積原理的動作裕度更大，對動作更可靠。

41.簡要說明異步采樣，同步采樣及其特點。

答：異步采樣，也稱為定時采樣，即采樣周期或采樣頻率永遠地保持固定不變。

同步采樣也稱為跟蹤采樣，即為了使采樣頻率始終與系統實際運行頻率保持固定的比例關系，必須使采樣頻率隨系統運行頻率的變化而實時地調整。

七、綜合題（本大題共2小題，每小題7分，共14分）

42.設采樣頻率為600Hz，輸入信號中含有直流，50Hz基波正弦和其它諧波分量（最高諧波次數為5），要求僅保留5次諧波，濾除其它頻率分量。試用零點配置法設計數字濾波器，給出其脈沖傳遞函數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.電力系統發生振蕩和故障時，電流的正序、負序和零序分量有何區別？

答：（1）振蕩時三相完全對稱,電力系統中只含有正序分量，不會出現負序分量和零序分量；

（2）短路時,總要長期(在不對稱短路過程中)或瞬間(在三相短路開始時)出現負序分量；接地故障時還會出現零序分量。

第四篇：全國2011年4月高等教育自學考試電力系統微型計算機繼電保護試題及答案

祝考生Pass60

全國2011年4月高等教育自學考試

電力系統微型計算機繼電保護試題

課程代碼:0231

3一、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。錯選、多選或未選均無分。

1.單位階躍信號1(t)的采樣信號Z變換是

11?z?1

2.如果離散信號f(k)的Z變換為F(z)，則f(k+1)的Z變換為z[F(z)-f(0)]

3.如果采樣頻率是500Hz，無失真采樣時，連續時間信號的最高允許頻率是250Hz

4.對于圖示離散系統如果Z[G1(s)]=G1(z)，Z[G2(s)]=G2(z)，Z[G1(s)G2(s)X(s)]=G1G2X(z)，則y(n)的Z變換Y(z)為G1G2X(z)

5.某正弦電氣量的兩個采樣值為6和8，采樣點間隔的電角度為90°，則該正弦量的幅值是10

6.數字濾波器y(n)=x(n)-2x(n-2)+3x(n-3)，在采樣周期是515ms時，時間窗是ms 3

37.全周期傅立葉算法利用N點周期采樣值x(0)~x(N)計算二次諧波正弦分量幅值a2的計算公24πk式是x)Nk?0N?N?1

8.輸電線路發生CA兩相短路時，使用解微分議程算法時，電壓u(t)應選為uca(t)，電流i(t)應選為ica(t)

9.100Hz正弦電氣量采樣周期為5(ms)時，相鄰兩個采樣點間隔的電角度是60° 3

10.輸電線路始端相電流故障分量的特征是B、C兩相幅值相同，相量之和為零，A相幅值為零，則線路發生的故障是BC兩相短路

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.與常規繼電保護相比，微型機繼電保護提供的故障信息和保護動作行為信息更多。

12.在控制系統中，只要有一處信號是時間的離散函數，則稱之為離散控制系統。

浙02313# 電力系統微型計算機繼電保護試卷

13.在開關量輸出電路中，采用光電隔離技術的目的是提高微型機繼電保護裝置的抗干擾能力。

14.VFC型數據采集系統中的計數器用于計量VFC元件輸出的電壓信號積分值。

15.逐次比較式數據采集系統將模擬電氣量轉換成數字量時，需要一定的轉換時間。

16.采樣周期是T的離散控制系統，其頻率特性H(ejωT)是W的周期函數，周期是2π/T。

17.合理設置數字濾波器脈沖傳遞函數極點可以把模擬量中有用的頻率分量提取。

18.輸電線路正常運行時，相電流瞬時采樣值差突變量起動元件△Ica等于零。

19.兩點乘積算法的計算精度與電網頻率變化值有關。

20.采用傅立葉算法時，不需要對電流、電壓的周期采樣數據進行濾波。

21.解微分方程算法采用電流的平均值代替其采樣值。

22.在電力系統正常運行時，三相電壓采樣值之和為零。

23.零點濾波器用于將輸入信號中的某些頻率信號濾除。

24.從信號中提取其中有用頻率分量的過程稱為濾波。

25.微型機距離保護的軟件程序主要有三個模塊——始化及自檢循環程序、采樣中斷服務子程序。

26.在電力系統發生故障時，相電流差突變量起動元件用來起動微型機距離保護程序中的故障處理程序。

27.發電機正常運行時，其中性點與機端同相電流之差等于零。

28.與比率制動式動作特性相比，折線式比率制動特性，在電氣元件內部故障時，縱差保護動作的靈敏性較高。

29.以串聯方式出現于信號回路的干擾稱為差模干擾。

30.微型機發電機縱差保護方案主要有：采樣瞬時值法、基波比率制動法和故障分量發電機縱差保護算法。

三、簡答題(本大題共5小題，每小題4分，共20分)

31.畫出逐次比較式數據采集系統原理構成圖。

32.周期為TP信號的傅立葉級數表達式是什么?給出計算基波正弦分量和余弦分量幅值a1、b1的計算公式。

周期為TP信號的傅立葉級數表達式是什么?給出計算基波正弦分量和余弦分量幅值a1、b1的計算公式。

答：x(t)??(ansinnw1t?bncosnw1t)

浙02313# 電力系統微型計算機繼電保護試卷

其中基波角頻率為ω1=2πf

1基波分量為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）

33.什么是三點乘積算法?給出計算正弦電流量有效值的計算公式。

什么是三點乘積算法?給出計算正弦電流量有效值的計算公式。

答：三點乘積算法是利用正弦電壓和電流的三個連續的等時間采樣間隔的采樣值計算出正弦電壓、電流有效值和測量阻抗的數值的算法。此算法可以避免系統頻率f的變化對計算結果的影響。

2?24i

22(i2?i1?i3)?2I?224i?(i?i)213?

34.鑒別變壓器勵磁涌流有哪些方法? 鑒別變壓器勵磁涌流有哪些方法?

答：鑒別變壓器勵磁涌流的方法主要有：1）鑒別短路電流與勵磁涌流波形差別的間斷角制動。

2）二次諧波制動。

35.干擾進入微機保護裝置后可能產生什么后果? 干擾進入微機保護裝置后可能產生什么后果?干擾進入微機保護裝置后可能產生下列后果：1）運算或邏輯出現錯誤。2）運行程序出軌。

3）損壞微型機芯片。

四、計算題(本大題共2小題，每小題6分，共12分)

36.某離散控制系統的差分方程為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，…)。試求：①y(2)，y(3)。②分析穩定性。某離散控制系統的差分方程為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，…)。試求：①y(2)，y(3)。②分析穩定性。解：（1）n=0時y(2)+0.6y(1)+0.08y(0)=1

y(2)+0.6+0=1∴y(2)=

4n=1時y(3)+0.6y(2)+0.08y(1)=1

y(3)+0.6*0.4+0.08=1∴ y(3)=0.68

（2）對差分方程y(n+2)+0.6y(n+1)+0.08y(n)=1兩邊取Z變換，得

Z2 {Y(z)-[y(0)+y（1）Z-1]}+0.6Z{Y(z)0.4Z2 =-0.2∣Zi∣＜1所以系統穩定

37.離散系統差分方程為y(n)=x(n)+3(n-1)+x(n-2)

離散系統差分方程為y(n)=x(n)+(n-1)+x(n-2)

試求：(1)脈沖傳遞函數H(z)及其零點。(4分)

(2)頻率特性表達式。(2分)

解：（1）對差分方程兩邊取Z變換得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

試求：(1)脈沖傳遞函數H(z)及其零點。(4分)

(2)頻率特性表達式。(2分)

五、分析題(本大題共2小題，每小題6分，共12分)

38.半周期傅立葉算法的使用條件是什么?給出利用故障電氣量的半周期采樣值x(1)、x(2)、…、x(N)計算其基波分量幅值x1的計算公式。

2半周期傅立葉算法的使用條件是什么?給出利用故障電氣量的半周期采樣值x(1)、x(2)、…、N

x(2)計算其基波分量幅值x1的計算公式。

答：半周期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倍頻的信號。

4k2?N?a??x(k)sin,(k?1,2,...,)??1NN2??b?4?x(k)cosk2?,(k?1,2,...,N)1?NN2?浙02313# 電力系統微型計算機繼電保護試卷

x1(t)?a1sin(w1t)?b1cos(w1t)

幅值 X1?2a1?b1

239.與傅立葉算法相比，最小二乘法有何特點?

.與傅立葉算法相比，最小二乘法有何特點?

答：在電力系統發生故障時，短路電流中含有衰減性非周期分量，在實際使用傅立葉算法時，要考慮對衰減性非周期分量的補償。

最小二乘法是一種擬合的算法，將電力系統的故障電流和電壓擬合成由衰減性非周期分量、基波到基波整數倍頻的五次諧波的形式，利用冗余的故障電流和電壓的采樣值計算出被擬合的各諧分量的幅值和相角。因此不必考慮對衰減性非周期分量的補償。

六、應用題(本大題共2小題，每小題6分，共12分)

40.發電機縱差保護方案中，基波相量法標積制動式如何提高內部故障的靈敏性和外部故障的選擇性?

發電機縱差保護方案中，基波相量法標積制動式如何提高內部故障的靈敏性和外部故障的選擇性?

答：標積制動式

∣IN-IT∣2＞S(INITcosθ）

θ為IN與IT的相位角，INITcosθ為標積量；S為標積制動系數。

(1)區外發生短路

在區外發生短路時，有IN=IT，θ值較小，因此制動量分別為SINITcosθ>0。

(2)區內發生短路

標積制動原理制動量當θ值較大，大于90 °，SINITcosθ就變成了負值。負值的制動量在數學上就是動作量，更有助于保護動作。標積制動原理反應區內短路故障的靈敏度很高。

(3)發電機未并網前或解列運行時的內部短路

在發電機并網前發生的內部短路，由于發電機機端無電流，僅有中性點有短路電流，因此標積原理的制動量為0，而比率制動原理不為0，顯然，標積原理的動作裕度更大，對動作更可靠。

41.簡要說明異步采樣和同步采樣的特點。

簡要說明異步采樣和同步采樣的特點。

答：異步采樣，也稱為定時采樣，即采樣周期或采樣頻率永遠地保持固定不變。

同步采樣也稱為跟蹤采樣，即為了使采樣頻率始終與系統實際運行頻率保持固定的比例關系，必須使采樣頻率隨系統運行頻率的變化而實時地調整。

七、綜合題(本大題共2小題，每小題7分，共14分)

42.分析差分濾波器y(k)=x(k)+x(k-3)的濾波性能。

分析差分濾波器y(k)=x(k)+x(k-3)的濾波性能。

浙02313# 電力系統微型計算機繼電保護試卷

解：差分濾波器

加法濾波器y(k)?x(k)?x(k?3)y(k)?x(k)?x(k?m)

?mH(z)?1?Z脈沖傳遞函數為

j?T?jm?TH(e)?1?e?1?cosm?T?jsinm?T 頻率特性

幅頻特性H(ej?T)?(1?cosm?T)2?sin2(m?T)2

m?T)2?2

令??2?f,f1為基波，fs?1?Nf1T，N?12，f?kf1 則當m?T3?2?kf1????k?(2n?1)22?Nf142

即可濾除，（n=1,2,3……）時，H(ej?T)?0k?2(2n?1)?4n?2次諧波，(n?1,2,3...)

即

43.設采樣頻率為600Hz，要求保留三次諧波分量，完全濾除直流和其它諧波分量，(最高諧波次數為k=5)，試用零點配置法設計數字濾波器。

設采樣頻率為600Hz，要求保留三次諧波分量，完全濾除直流和其它諧波分量，(最高諧波次數為k=5)，試用零點配置法設計數字濾波器。

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# 電力系統微型計算機繼電保護試卷

第五篇：全國2013年4月高等教育自學考試 電力系統微型計算機繼電保護試題 課程代碼02313

絕密★考試結束前

全國2013年4月高等教育自學考試

電力系統微型計算機繼電保護試題

課程代碼：0231

3請考生按規定用筆將所有試題的答案涂、寫在答題紙上。

選擇題部分

注意事項：

1．答題前，考生務必將自己的考試課程名稱、姓名、準考證號用黑色字跡的簽字筆或鋼筆填寫在答題紙規定的位置上。

2．每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題紙上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。不能答在試題卷上。

一、單項選擇題(本大題共20小題，每小題1分，共20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，請將其選出并將“答題紙”的相應代碼涂黑。錯涂、多涂或未涂均無分。

1．已知采樣信號fS(t)的Z變換是：Z[fS(t)] =F(z)，則采樣信號FS(t-2T)的Z變換是

A．F(z)

C．z-2F(z)B．z-1F(z)D．z-2F(z)-f(0)-f(1)z-

12．對于頻率是150Hz的正弦信號，在采樣周期為（ms）時，相鄰采樣點之間間隔的電角度是

A．15?

C．60? B．45? D．90?

533．如果被采樣連續時間信號所含有的頻率成分為50Hz、100Hz和400Hz，則無失真最小采樣頻率為

A．100Hz

C．400Hz B．200Hz D．800Hz

4．采樣周期為T，如果要求濾除信號的頻率為100Hz，則數字濾波器脈沖傳遞函數零點應設置為

A．ej100πT B．ej200πT

浙02313# 電力系統微型計算機繼電保護試題 第1頁(共4頁)

C．1 D．ej50T

5．如果對連續時間信號的采樣頻率為600Hz，數字濾波器

H(z)=1?1?z?2能夠濾除的信號頻率為

A．0Hz

C．100Hz B．50Hz D．200Hz

6．N點周期采樣序列為x(k)，采用傅立葉算法計算其中的四次諧振波正弦分量幅值a4的計算公式為

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．相電流瞬時采樣值差突變量起動元件△Ibe的計算式是

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．某正弦電氣量的兩個采樣值是2和2,采樣間隔的電角度為90?,該正弦量的幅值是

A．

2C

．B

D．

49．在輸電線路發生BC兩相短路時,解微分方程算法中電壓u(t)選為uBC(t),電流i(t)應選擇為

A．iA(t)

C．iB(t)-iC(t)B．iB(t)D．iA(t)+iB(t)

10．數字濾波器y(n)=x(n)-x(n-1)+x(n-2)-x(n-3)，如果采樣周期為T，則算法的響應時間為

A．T

C．3T

浙02313# 電力系統微型計算機繼電保護試題 第2頁(共4頁)B．2T D．4T

非選擇題部分

注意事項：

用黑色字跡的簽字筆或鋼筆將答案寫在答題紙上，不能答在試題卷上。

二、填空題(本大題共20小題，每小題1分，共20分)

11．與傳統繼電保護裝置相比，微機保護的檢修周期________。

12．因微型機繼電保護能夠存貯故障前和故障后電流量的采樣數據，故其提供的故障信息________。

13．采用自檢措施提高了微型機繼電保護運行的________。

14．在離散控制系統中引入零階保持器后，不會增加系統的________。

15．電流變換器的作用是電平匹配和________。

16．增加計數器計數的時間間隔，可以提高電壓頻率變換式數據采集系統的模數轉換________。

17．采用同時采樣方式對多個模擬電氣量采樣時，各電氣量的采樣時刻________。

18．采樣保持器能夠保證模數轉換器在模數轉換期間，模擬量的采樣值________。

19．凡是能夠反映因果關系的裝置或者運算都可稱為________。

20．頻率特性出現的旁瓣現象稱為________。

21．兩點乘積算法在原理上不存在著________。

22．采用傅立葉算法計算故障電氣量中包含的諧波分量時，要求電氣量是時間t的______。

23．在電力系統實際運行頻率偏離額定值時，三點乘積算法的計算誤差為________。

24．傅立葉算法來源于________。

25．消除衰減性非周期分量對傅立葉算法計算精度影響，所采取的方法是________。

26．解微分方程算法依據的數學模型是________。

27．電力系統正常運行時，微機型距離保護程序主要執行自檢循環的________。

28．雙端都有電源的電氣元件，在其內部發生故障時，其兩端測量的有功功率都為________。

29．由于微機型變壓器縱差保護兩側電流互感器二次側都接成Y接線，那么，兩側同相電流之間的相角差采用________。

30．干擾信號按其出現的方式，可以分類成兩種典型模式，即共模干擾和________。

浙02313# 電力系統微型計算機繼電保護試題 第3頁(共4頁)

三、簡答題(本大題共5小題，每小題4分，共20分)

31．假設采樣周期為T，試給出連續時間信號x(t)的采樣信號xs(t)數學表達式及其Z變換

X(z)表達式。

32．畫出電壓頻率變換式數據采樣系統的構成框圖。

33．與模擬濾波器相比，數字濾波器具有哪些優點?

34．基于數字濾波器的單位沖激響應h(t)的特點說明什么是遞歸型數字濾波器?什么是非遞

歸型數字濾波器。

35．給出微機保護的軟件抗干擾對策。

四、計算題(本大題共2小題，每小題6分，共12分)

36．設離散控制系統差分方程為

y(n)=x(n)+采樣周期為T。

試求：(1)系統的脈沖傳遞函數和零點。(2)系統的頻率特性表達式。

37．假設離散系統差分方程為y(n)+71y(n-1)+y(n-2)=x(n)。其中y(-1)=0，y(-2)=0，121

2x(n)=1，(n≥0)。試求：(1)分析系統的穩定性。(2)y(0)，y(1)，y(2)。

五、分析題(本大題共2小題，每小題6分，共12分)

38．說明阻抗元件在距離保護中的作用?

39．雙側有電源的輸電線發生單相接地故障，故障點存在過渡電阻Rg時，給出線路始端測

量阻抗Zm與兩側電源提供短路電流的相角差θ之間的關系式，距離保護能否誤動或拒動?

六、應用題(本大題共2小題，每小題6分，共12分)

40．電力系統發生振蕩時，對距離保護有何影響?消除影響的辦法是什么?

41．給出標積制動式發電機縱差保護的動作判據，如何理解其動作的靈敏度高?

七、綜合題(本大題共2小題，每小題7分，共14分)

42．試分析加法濾波器y(n)=x(n)-x(n-3)的濾波性能。(假設采樣周期為T)

43．采樣頻率為600Hz，如果某信號中含有直流分量，基波至五次諧波分量，基波頻率為

50Hz。現要求保留直流和基波分量，濾除其它頻率分量，試用零點配置法，設計數字濾波器的脈沖傳遞函數H(z)。

浙02313# 電力系統微型計算機繼電保護試題 第4頁(共4頁)