第一篇：02313自考全國2011年4月電力系統微型計算機繼電保護試題

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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()1A.B.1 1?z?

1C.1

2?z?1 D.z?1(1?z)?1

22.如果離散信號f(k)的Z變換為F(z)，則f(k+1)的Z變換為()

A.zF(z)

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

A.250Hz

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

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()

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()

A.6

C.10

B.8 D.1

4浙02313# 電力系統微型計算機繼電保護試卷

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

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

7.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.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()

A.iab(t)

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

59.100Hz正弦電氣量采樣周期為(ms)時，相鄰兩個采樣點間隔的電角度是()3

A.45°

C.90° B.60° D.180°

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()

A.AB兩相短路

C.BC兩相短路 B.A相接地 D.BC兩相短路接地

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________。

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________。

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________。

14.VFC型數據采集系統中的計數器用于計量VFC元件輸出的________。

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________。

浙02313# 電力系統微型計算機繼電保護試卷

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________。

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________。

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________。

19.兩點乘積算法的計算精度與電網頻率變化值_________。

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________。

21.解微分方程算法采用電流的平均值代替其________。

22.在電力系統正常運行時，三相電壓采樣值之和________。

23.零點濾波器用于將輸入信號中的某些頻率信號________。

24.從信號中提取其中有用頻率分量的過程稱為________。

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、故障處理程序和________。

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________。

27.發電機正常運行時，其中性點與機端同相電流之差等于________。

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________。

29.以串聯方式出現于信號回路的干擾稱為________。

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________。

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。

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。

34.鑒別變壓器勵磁涌流有哪些方法?

35.干擾進入微機保護裝置后可能產生什么后果?

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。

37.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)

浙02313# 電力系統微型計算機繼電保護試卷

(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)、Nx(2)、…、x()計算其基波分量幅值x1的計算公式。

239.與傅立葉算法相比，最小二乘法有何特點?

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?

41.簡要說明異步采樣和同步采樣的特點。

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。

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。

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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。

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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

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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：電力系統繼電保護試題

1.2 繼電保護在電力系統中所起的作用是什么？

1.5 依據電力元件兩端電氣量在正常工作和短路狀況下的差異，可以構成哪些原理的保護？

1.6 如圖1.8所示，線路上裝設兩組電流互感器，線路保護和母線保護應各接哪組互感器？

2.3 解釋“動作電流”、“返回電流”和“返回系數”，過電流繼電器的返回系數過低或過高各有何缺點？

2.4 在電流保護的整定計算中，為什么要引入可靠系數，其值考慮哪些因素后確定？

2.5 說明電流速斷、限時電流速斷聯合工作時，依靠什么環節保證保護動作的選擇性？依靠什么環節保證保護動作的靈敏性和速動性？

2.6 為什么定時限過電流保護的靈敏度、動作時間需要同時逐級配合，而電流速斷的靈敏度不需要逐級配合？

2.7 如圖2.56所示網絡，保護1、2、3為電流保護，系統參數為：

試求：

1)發電機元件最多三臺運行，最少一天運行，線路最多三條運行，最少一條運行，請確定保護3在系統最大、最小運行方式下的等值阻抗。

2)整定保護1、2、3的電流速斷定值，并計算各自的最小保護范圍。

3)整定保護2、3的限時電流速斷定值，并校驗使其滿足靈敏度要求

4)4)整定保護1、2、3的過電流定值，假定母線E過電流保護動作時限為0.5秒，校驗保護1做近后備，保護2、3做遠后備的靈敏度。

2.8 當圖2.56中保護1的出口處，在系統最小運行方式下發生兩項短路，保護按照題2.7配置和整定時，試問：

1)共有哪些保護元件啟動

2)所有保護工作正常，故障由何處的哪個保護元件動作、多長時間切除？

3)若保護1的電流速斷保護拒動，故障由哪個保護元件動作、多長時間切除？

4)若保護1的斷路器拒動，故障由哪個保護元件動作、多長時間切除？

2.11 在兩側電源供電的網絡中，方向性電流保護利用了短路時電氣量什么特征解決了僅利用電流幅值特征不能解決的什么問題？

2.12 功率方向判別元件實質上是判別什么？為什么會存在“死區”？什么時候要求它動作最靈敏？

2.14 為了保證在正方向發生各種短路時功率判別元件都能動作，需要確定接線方式及內角，請給出90°接線方式正方向短路時內角的范圍。

2.15 對于90°接線方式、內角為30°的功率方向判別元件，在電力系統正常負荷電流（功率因數為0.85）下，分析功率方向判別元件的動作情況。假定A相的功率方向元件出口與B相過電流元件出口串接，而不是按相連接，當反方向發生B、C兩相短路時，會出現什么情況？

2.16 系統和參數見題2.7，試完成：

1）整定線路L3上保護4、5的電流速斷定值，并盡可能在一端加裝方向元件。

2)確保保護4、5、6、7、8、9過電流斷的時間定值，并說明何處需要安裝方向元件。

3)確定保護5、7、9限時電流速斷的電流定值，并校驗靈敏度。

2.19 系統接線圖2.58，發電機以發電機—變壓器組方式接入系統，最大開機方式為四臺機全開，最小開機方式為兩側各開一臺機，變壓器T5和T6可能兩臺也可能一臺運行。參數為：

1）請畫出所有元件全運行時三序等值網絡圖，并標注參數；

2.20 如題2.19給出的系統參數，其相間短路的保護也采用電流保護，試完成：

3）分別畫出相間短路的電流保護的功率方向判別元件與零序功率方向判別元件的交流接線；

2.22 圖2.59所示系統的變壓器中性點可以接地，也可以不接地。比較中性點直接接地系統與非直接接地系統中，發生單相接地后，在下述各方面的異同：

1）零序等值網絡及零序參數的組成；

2)零序分布規律；

3)零序電流的大小及流動規律；

2.23 圖2.59所示系統中，變壓器中性點全部不接地，如果發生單相接地，試回答：

1）比較故障線路與非故障線路中零序電流、零序電壓、零序功率方向的差異。

2.24 小結下列電流保護的基本原理、適用網絡評述其優缺點：

1)相間短路的三段式電流保護； 2)方向性電流保護；

3)零序電流保護；

4)方向性零序電流保護；

5)中性點非直接接地系統中的電流電壓保護。

第二章補充題

3.1 距離保護是利用正常運行于短路狀態間的那些電氣量的差異構成的？

3.4 構成距離保護為什么必須用故障環路上的電壓、電流作為測量電壓和電流？

3.5 為了切除線路上各種類型的短路，一般配置哪幾種接線方式的距離保護協同工作？

3.10 解釋什么是阻抗繼電器的最大靈敏角，為什么通常選定線路阻抗角為最大靈敏角？

3.15 以記憶電壓為參考電壓的距離繼電器有什么特點？其初態特性與穩態特性有何差別？

3.17 什么是最小精確工作電流和最小精確工作電壓？測量電流或電壓小于最小精工電流或電壓時會出現什么問題？

3.18 圖3—45所示系統中，發電機以發電機—變壓器組方式接入系統，最大開機方式為4臺機全開，最小開機方式為兩側各開1臺機，變壓器T5和T6可能2臺也可能1臺運行。其參數為：

1）為了快速切除線路上的各種短路，線路A—B、B—C應在何處配備三段式距離保護，各選用何種接線方式？各選用何種動作特性？

2)整定保護1~4的距離Ⅰ段，并按照你選定的動作特性，在一個阻抗復平面上畫出各保護的動作區域。

3)分別求出保護1、4接地距離Ⅱ段的最大、最小分支系數。

4)分別求出保護1、4接地距離Ⅱ、Ⅲ的定值及時限，并校驗靈敏度。

5)當AB線路中點處發生BC兩相短路接地時，哪些地方的那些測量元件動作，請逐一列出。保護、斷路器正常工作情況下，哪些保護的何段以什么時間跳開了哪些斷路器將短路切除？

6)短路條件同（5），若保護1的接地距離Ⅰ段拒動、保護2處斷路器拒動，哪些保護以何時間跳開何斷路器將短路切除？

7)假定各保護回路正確工作的概率為90%，在（5）的短路條件下，全系統中斷路器不被錯誤切除任意一個的概率是多少？體會保護動作可靠性應要求到多高。

3.21 什么是電力系統的振蕩？振蕩時電壓、電流有什么特點？阻抗繼電器的測量阻抗如何變化？

3.24 故障選相的作用是什么？簡述相電流差突變量選相的原理。

3.25 在單側電源線路上，過度電阻對距離保護的影響是什么？

3.26 在雙側電源的線路上，保護測量到的過度電阻為什么會呈容行或感性？

3.31 用故障分量構成繼電保護有什么優點？

3.32 什么是工頻故障分量，如何求得？

第三章補充題

4.2 縱聯保護與階段式保護的根本差別是什么？陳述縱聯保護的主要優、缺點。

4.5 通道傳輸的信號種類、通道的工作方式有哪些？ 4.7 圖4.30所示系統，線路全配置閉鎖式方向比較式縱聯保護，分析在k點短路時各端保護方向元件的動作情況，各線路保護的工作過程及結果。

4.12 輸電線路縱聯電流差動保護在系統振蕩、非全相運行期間，會否誤動，為什么？

4.20 什么是閉鎖角，由什么決定其大小，為什么保護必須考慮閉鎖角，閉鎖角的大小對保護有何影響？

4.21 什么是相繼動作，為什么會出現相繼動作，出現相繼動作對電力系統有何影響？

5.1 在超高壓電網中，目前使用的重合閘有何優、缺點？

5.12 什么是重合閘前加速保護，有何優缺點？主要適用于什么場合？

5.13 什么是重合閘后加速保護，有何優缺點？主要適用于什么場合？

6.2 若三相變壓器采用YN，y12接地方式，縱差動保護電流互感器能否采用單相變壓器的接線方式，并說明理由。

6.3 關于變壓器縱差動中的不平衡電流，試問：(1)與差動電流在概念上有何區別與聯系？

(2)哪些是由測量誤差引起的？哪些是由變壓器結構和參數引起的？(3)哪些屬于穩態不平衡電流？哪些屬于暫態不平衡電流？

(4)電流互感器引起的暫態不平衡電流為什么會偏離時間軸的一側？(5)減小不平衡電流的措施有哪幾種？

6.7 勵磁涌流是怎么產生的？與哪些因素有關？

6.10 變壓器縱差動保護中消除勵磁涌流影響的措施有哪些？它們利用了哪些特性？各自有何特點？ 6.12 與低壓啟動的過流保護相比，復合電壓啟動的過流保護為什么能提高靈敏度？

6.15 多臺變壓器并聯運行時，全絕緣變壓器何分級絕緣變壓器對接地保護的要求有何分別？

7.1 簡述發電機保護的配置。

7.3 寫出發電機標積制動和比率制動差動原理的表達式。

7.8 大容量發電機為什么要采用100％定子接地保護？

7.11 發電機失磁對系統和發電機本身有什么影響？汽輪發電機允許失磁后繼續運行的條件 是什么？

7.13 試分析發電機3U0定子接地保護中3U0電壓和接地點的關系？

8.2 試述判別母線故障的基本方法。

8.6 簡述何謂斷路器失靈保護。