2018年4月高等教育自學(xué)考試電力系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)試題及答案

1、全國(guó)2018年4月高等教育自學(xué)測(cè)試電力系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)試卷課程代碼：02313一、單項(xiàng)選擇題(本大題共10小題，每小題1分，共10分>在每小題列岀的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將其代碼填寫在題后的括 號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多選或未選均無(wú)分。1. 單位階躍信號(hào)1(t>的采樣信號(hào)Z變換是|卜2. 如果離散信號(hào)f(k>的Z變換為F(z>，則f(k+1>的Z變換為zF(z>-f(0>3. 如果采樣頻率是500Hz，無(wú)失真采樣時(shí)，連續(xù)時(shí)間信號(hào)的最高允許頻率是250Hz4. 對(duì)于圖示離散系統(tǒng)如果ZG1(s>=G 1(z>，ZG2(s>=G

2、 2(z>，ZG(s>G2(s>X(s>=G GX(z>，則y(n的Z變換Y(z為GGX(z5. 某正弦電氣量的兩個(gè)采樣值為6和8，采樣點(diǎn)間隔的電角度為90°，則該正弦量的幅值是106. 數(shù)字濾波器y(n>=x(n>-2x(n-2>+3x(n-3>，在采樣周期是| ms時(shí)，時(shí)間窗是 J ms7. 全周期傅立葉算法利用N點(diǎn)周期采樣值x(0> x(N>計(jì)算二次諧波正弦分量幅值at的計(jì)算公式是8. 輸電線路發(fā)生 CA兩相短路時(shí)，使用解微分議程算法時(shí)，電壓u(t>應(yīng)選為Uct>，電流i(t> 應(yīng)選為 i ca

3、(t>9.100Hz正弦電氣量采樣周期為|(ms>時(shí)，相鄰兩個(gè)采樣點(diǎn)間隔的電角度是60°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(fā)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(qǐng)?jiān)诿啃☆}的空格中填上正確答案。錯(cuò)填、不填均無(wú)分。更多11. 與常規(guī)繼電保護(hù)相比，微型機(jī)繼電保護(hù)提供的故障信息和保護(hù)動(dòng)作行為信息12. 在控制系統(tǒng)中，只要有一處信號(hào)是時(shí)間的離散函數(shù)，則稱之為離散控制系統(tǒng)抗干擾能13. 在開(kāi)關(guān)量輸岀電路中，采用光電隔離技術(shù)的目的是提高微型機(jī)繼電保護(hù)裝置的 力。14. VFC型數(shù)

4、據(jù)采集系統(tǒng)中的計(jì)數(shù)器用于計(jì)量VFC元件輸出的電壓信號(hào)積分值。15. 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)字量時(shí)，需要一定的轉(zhuǎn)換時(shí)間。16. 采樣周期是T的離散控制系統(tǒng)，其頻率特性H(e“丁是可的周期函數(shù)，周期是2n /T17. 合理設(shè)置數(shù)字濾波器脈沖傳遞函數(shù)極點(diǎn)可以把模擬量中有用的頻率分量提取。18. 輸電線路正常運(yùn)行時(shí)，相電流瞬時(shí)采樣值差突變量起動(dòng)元件I ca等于零19. 兩點(diǎn)乘積算法的計(jì)算精度與電網(wǎng)頻率變化值有關(guān)。20. 采用傅立葉算法時(shí)，不需要對(duì)電流、電壓的周期采樣數(shù)據(jù)進(jìn)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(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，三相電壓采樣值之和為零

5、。23. 零點(diǎn)濾波器用于將輸入信號(hào)中的某些頻率信號(hào)濾除。24. 從信號(hào)中提取其中有用頻率分量的過(guò)程稱為濾波。25. 微型機(jī)距離保護(hù)的軟件程序主要有三個(gè)模塊始化及自檢循環(huán)程序、采樣中斷服務(wù)子程序26. 在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，相電流差突變量起動(dòng)元件用來(lái)起動(dòng)微型機(jī)距離保護(hù)程序中的故障處理程序。27. 發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，其中性點(diǎn)與機(jī)端同相電流之差等于零。28. 與比率制動(dòng)式動(dòng)作特性相比，折線式比率制動(dòng)特性，在電氣元件內(nèi)部故障時(shí)，縱差保護(hù) 動(dòng)作的靈敏性較高。29. 以串聯(lián)方式出現(xiàn)于信號(hào)回路的干擾稱為差模干擾。30. 微型機(jī)發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)方案主要有：采樣瞬時(shí)值法、基波比率制動(dòng)法和故障分量發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)算法

6、。三、簡(jiǎn)答題(本大題共5小題，每小題4分，共20分31. 畫岀逐次比較式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理構(gòu)成圖。32. 周期為Tp信號(hào)的傅立葉級(jí)數(shù)表達(dá)式是什么？給岀計(jì)算基波正弦分量和余弦分量幅值Q、b的計(jì)算公式。周期為TP信號(hào)的傅立葉級(jí)數(shù)表達(dá)式是什么？給出計(jì)算基波正弦分量和余弦分量幅值a1、b1的計(jì)算公式。答:其中基波角頻率為3 1=2 n fl基波分量為<k=1 , 2, .,N-1)33. 什么是三點(diǎn)乘積算法？給岀計(jì)算正弦電流量有效值的計(jì)算公式。 什么是三點(diǎn)乘積算法？給岀計(jì)算正弦電流量有效值的計(jì)算公式。答：三點(diǎn)乘積算法是利用正弦電壓和電流的三個(gè)連續(xù)的等時(shí)間采樣間隔的采樣值計(jì)算岀正弦電壓、電流有效值和

7、測(cè)量阻抗的數(shù)值的算法。此算法可以避免系統(tǒng)頻率f的變化對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響。34. 鑒別變壓器勵(lì)磁涌流有哪些方法？鑒別變壓器勵(lì)磁涌流有哪些方法？答：鑒別變壓器勵(lì)磁涌流的方法主要有：1)鑒別短路電流與勵(lì)磁涌流波形差別的間斷角制動(dòng)。2) 二次諧波制動(dòng)。35. 干擾進(jìn)入微機(jī)保護(hù)裝置后可能產(chǎn)生什么后果？干擾進(jìn)入微機(jī)保護(hù)裝置后可能產(chǎn)生什么后果?干擾進(jìn)入微機(jī)保護(hù)裝置后可能產(chǎn)生下列后果：1)運(yùn)算或邏輯岀現(xiàn)錯(cuò)誤。2)運(yùn)行程序?qū)畿墶?)損壞微型機(jī)芯片。四、計(jì)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(tǒng)的差分方程為y(n+2>+0.6y(n+1>+0.08y(n>=1其中：

8、y(0>=0, y(1>=1 , u(k>=1 , (k=0 , 1 , 2， >。試求： y(2> , y(3>。分析穩(wěn)定 性。某離散控制系統(tǒng)的差分方程為y(n+2>+0.6y(n+1>+0.08y(n>=1其中：y(0>=0, y(1>=1 , u(k>=1 , (k=0 , 1 , 2， >。試求： y(2> , y(3>。分析穩(wěn)定 性。解：<1) n=0 時(shí) y(2>+0.6y(1>+0.08y(0>=1y(2>+0.6+0=1/ y(2>=4n=1 時(shí) y(3

9、>+0.6y(2>+0.08y(1>=1y(3>+0.6*0.4+0.08=1/ y(3>=0.68<2)對(duì)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+0.6ZY(z> - y(0> +0.08Y(z> =U(z>Y(z>( Z 2+ 0.6Z + 0.08 > = U<z ) +ZU<z) +Z =+Z =*Z = ZU(z> Y(z>( Z2+ 0.6Z + 0.08 >

10、 = ZU(z>hz)=錯(cuò)誤!=錯(cuò)誤!特征方程 Z 2+0.6Z+0.08=0Z1 = - 0.4 Z2 = - 0.2I Zi lv 1所以系統(tǒng)穩(wěn)定37. 離散系統(tǒng)差分方程為 y(n=x(n+ _I (n-1+x(n-2離散系統(tǒng)差分方程為 y(n=x(n+區(qū)(n-1+x(n-2試求：(1脈沖傳遞函數(shù)H(z及其零點(diǎn)。(4分(2頻率特性表達(dá)式。(2分解：1)對(duì)差分方程兩邊取 Z變換得 Yz)=Xz)1雀昔誤! Z-1+Z-2 )HJH(z=錯(cuò)誤! = 1+ 錯(cuò)誤! Z-1+Z-2=Z2+ -1 z+1=0a aZ1=j Z2=j2) He jwT ) = Hz )I z = e jwT =

11、1+ 與昔誤! e -jwT +e-2wT試求：(1脈沖傳遞函數(shù)H(z及其零點(diǎn)。(4分(2頻率特性表達(dá)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( F 計(jì)算其基波分量幅值 X1的計(jì)算公式。半周期傅立葉算法的使用條件是什么？給岀利用故障電氣量的半周期采樣值x(1、0x(2、x(計(jì)算其基波分量幅值x1的計(jì)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(hào)中，只含有基波頻率和基波頻率 奇數(shù)倍頻的信號(hào)。39. 與傅立葉算法相比，最小二乘法有何特點(diǎn)？.與傅立葉算法相比，最小二乘法有何特點(diǎn)

12、？答：在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，短路電流中含有衰減性非周期分量，在實(shí)際使用傅立葉算法時(shí)，要考慮對(duì)衰減性非周期分量的補(bǔ)償。最小二乘法是一種擬合的算法，將電力系統(tǒng)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(shù)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(jì)算岀被擬合 的各諧分量的幅值和相角。因此不必考慮對(duì)衰減性非周期分量的補(bǔ)償。六、應(yīng)用題(本大題共2小題，每小題6分，共12分>40. 發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)方案中，基波相量法標(biāo)積制動(dòng)式如何提高內(nèi)部故障的靈敏性和外部故障的選擇性？發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)方案中，基波相量法標(biāo)積制動(dòng)式如何提高內(nèi)部故障的靈敏性和外部故障的選 擇性？答：標(biāo)積制動(dòng)式I I

13、N-IT I 2> S(INITcos 9 )B為IN與IT的相位角，INITcos 9為標(biāo)積量；S為標(biāo)積制動(dòng)系數(shù)。(1> 區(qū)外發(fā)生短路在區(qū)外發(fā)生短路時(shí)，有IN=IT， 9值較小，因此制動(dòng)量分別為SINITcos 9 >0。(2> 區(qū)內(nèi)發(fā)生短路標(biāo)積制動(dòng)原理制動(dòng)量當(dāng)9值較大，大于 90 °，SINITcos 9就變成了負(fù)值。負(fù)值的制動(dòng)量在數(shù)學(xué)上就是動(dòng)作量，更有助于保護(hù)動(dòng)作。標(biāo)積制動(dòng)原理反應(yīng)區(qū)內(nèi)短路故障的靈敏度很高。(3> 發(fā)電機(jī)未并網(wǎng)前或解列運(yùn)行時(shí)的內(nèi)部短路在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)前發(fā)生的內(nèi)部短路，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)機(jī)端無(wú)電流，僅有中性點(diǎn)有短路電流，因此標(biāo)積原理的制動(dòng)量為0，

14、而比率制動(dòng)原理不為 0，顯然，標(biāo)積原理的動(dòng)作裕度更大，對(duì)動(dòng)作更可靠。41. 簡(jiǎn)要說(shuō)明異步采樣和同步采樣的特點(diǎn)。 簡(jiǎn)要說(shuō)明異步采樣和同步采樣的特點(diǎn)。答：異步采樣，也稱為定時(shí)采樣，即采樣周期或采樣頻率永遠(yuǎn)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(tǒng)實(shí)際運(yùn)行頻率保持固定的比例關(guān) 系，必須使采樣頻率隨系統(tǒng)運(yùn)行頻率的變化而實(shí)時(shí)地調(diào)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。解：差分濾波器加法濾波器脈沖傳遞函數(shù)為頻率特性幅頻特性為基波，則當(dāng),<n=1,2,3)時(shí)，1即可濾除次諧波，即43. 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，(最高諧波次數(shù)為k=5>,試用零點(diǎn)配置法設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器。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