全國(guó)2010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

電力系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)試題課程代碼：02313一、單項(xiàng)選擇題(本大題共10小題，每題1分，共10分)在每題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是切合題目要求的，謂將其代碼填寫(xiě)在題后的括號(hào)內(nèi)。錯(cuò)選、多項(xiàng)選擇或未選均無(wú)分。1.如果X(z)二一,則序列x(n)為?計(jì)I—一】2?設(shè)連續(xù)時(shí)間信號(hào)頻譜的最大截止頻次為fm,則無(wú)失真釆樣條件要求采樣頻次f$知足3?遞歸型數(shù)字濾波器脈沖傳達(dá)函數(shù)

H(z)的極點(diǎn)必須知足幅值小

J：

14?完全濾除輸入信號(hào)某些頻次分量時(shí)，要求數(shù)字濾波器脈沖傳達(dá)函數(shù)對(duì)應(yīng)零點(diǎn)的幅值知足等5?逐次比較式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中與輸出數(shù)字量成正比的量是模擬量的剎時(shí)采樣值

J：

1遞歸型數(shù)字濾波器脈沖傳達(dá)函數(shù)H(z)的零、極特點(diǎn)是既有極點(diǎn)乂有零點(diǎn).8?對(duì)T-CA兩相短路，采用解微分方程算法時(shí)，電壓U⑴應(yīng)選擇為Uca(t).電流i⑴應(yīng)選擇為心⑴電氣量周期采樣點(diǎn)數(shù)為12時(shí)，相鄰兩個(gè)采樣點(diǎn)間隔的電角度是30°10?某正弦電氣量的兩個(gè)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価二、填空題(本大題共20小題,每題1分，共20分)11.微型機(jī)繼電保護(hù)裝置的工作電源是其重要的組成部分，電源耍求擁有獨(dú)立性，不能受系統(tǒng)電壓變化的影響。12.與慣例繼電保護(hù)相比，微型機(jī)繼電保護(hù)提供的系統(tǒng)故障信息更多。13?知足采樣定理時(shí)，采樣信號(hào)的頻譜是被采樣連續(xù)時(shí)間信號(hào)頻譜的周期函數(shù)。在求離散系統(tǒng)的脈沖傳達(dá)函數(shù)時(shí)，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(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)精度的辦法是將模數(shù)變換器的位數(shù)增加。16.在電壓/頻次變換式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,VFC芯片輸出脈沖的頻次與模擬輸入量的剎時(shí)值的關(guān)系是fO=Uinl/(IOlOR)：。17.為了提高微型繼電保護(hù)裝置的抗擾亂能力，在開(kāi)關(guān)量輸入電路中采用了光電隔絕技術(shù)。18.采樣頻次與系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行頻次之比保持不變的采樣方式稱為同步采樣。19?電力系統(tǒng)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(shù)字濾波器工作的可靠性更髙。只需電流量是時(shí)間的正弦函數(shù)，在理論上兩點(diǎn)乘積算法的計(jì)算誤差為零。22.由于電流量一階導(dǎo)數(shù)的采樣值不能直接由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供，只能用差分值來(lái)代替。所以，解微分方程算法在原理上存在著誤差。23?輸電線路正常運(yùn)行時(shí)，相電流差突變量起動(dòng)元件Dh，的計(jì)算值等于零。24.正弦模型算法中的導(dǎo)數(shù)算法在原理上存在著誤差。25.電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，微型機(jī)距離保護(hù)軟件程序履行口檢循環(huán)和采樣中止服務(wù)子程序。26.在微型機(jī)距離保護(hù)中，如果三相電圧采樣值之和靠近于零，則能夠認(rèn)定數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，電壓量通道正常。27.如果變圧器兩側(cè)測(cè)量功率之積為負(fù)，則變壓器的運(yùn)行狀態(tài)是正常運(yùn)行或外部故障。2&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(biāo)積制動(dòng)式發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)的動(dòng)作條件是IN-ITI2>S(INITcos0)：。差模擾亂出現(xiàn)『?信號(hào)源回路的方式是串聯(lián)方式。三、簡(jiǎn)答題(本大題共5小題，每題4分，共20分)如果離散系統(tǒng)的脈沖傳達(dá)函數(shù)為H(z),那么苴頻次特性表達(dá)式是什么？幅頻特性和相頻特性的物理意義是什么？H(ejwT)=H(z)Iz=ejwT頻次特性的物理意義：1、幅頻特性是數(shù)字濾波器對(duì)輸入電氣量中不同頻次分量幅值的放大倍數(shù)。2、相頻特性是數(shù)字濾波器對(duì)不同頻次的輸入信號(hào)分量相角的移動(dòng)量。32?微機(jī)保護(hù)中，電流、電壓變換器有何作用？變換器作用：1)將輸入信號(hào)變換成與微機(jī)裝宜相匹配的允許電平。2)將微機(jī)繼保裝置與外部互感器回路完全隔絕,提髙抗擾亂能力。33?采用零，極點(diǎn)配置法設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器時(shí)，脈沖傳達(dá)函數(shù)零點(diǎn)和極點(diǎn)對(duì)其濾波性能有何影響？答：1)零點(diǎn)的作用：與某一零點(diǎn)對(duì)應(yīng)的特左頻次fl,數(shù)字濾波器的頻次特性在該頻次fl下的值為零，說(shuō)明數(shù)字濾波器對(duì)輸入信號(hào)中的頻次為

fl

的分量能完全濾除。2)極點(diǎn)的作用：與某一極點(diǎn)對(duì)應(yīng)的特定頻次

f2,數(shù)字濾波器關(guān)于輸入頻次為

f2

的分量擁有很大的幅值放大倍數(shù)，

即在數(shù)字濾波器的輸出信號(hào)中，頻次為

f2

的分量數(shù)值最大。采用傅立葉算法時(shí)，對(duì)電氣量有何要求？采用傅立葉算法時(shí)，要求電氣雖為周期函數(shù)，才能用傅立葉算法將其分解成直流分量、基波分量、髙次諧波分量之和的形式。何謂擾亂？擾亂進(jìn)入微機(jī)保護(hù)裝置后，能帶來(lái)哪些問(wèn)題？「?擾的左義：影響微機(jī)保護(hù)裝置正常工作可能致使誤動(dòng)作或拒動(dòng)的現(xiàn)彖擾亂源：影響裝置正常工作的一些電磁信號(hào)。四、計(jì)算題(本大題共2小題，每題6分，共12分)36.某離散系統(tǒng)的差分方程為y(n)+(n-l)+(n-2)=x(n)其中:y(-i)=y(-2)=0,x(n)=j*蟲(chóng)［試求：(1)y(0),y(l),y(2)(3分)(2)脈沖傳達(dá)函數(shù)，并剖析苴穩(wěn)泄性(3分)0n<0解：(1)n=0時(shí)，y(0)+(-l)+(-2)=X(0)y(0)+0+0=lAy(0)=ln=1時(shí)，y(1)+(0)+G1)=X(1)y(l)++0=1y(l)=n=2時(shí)，y(2)+(l)+(0)=x(2)y(2)++=lAy(2)=(2)對(duì)差分方程兩邊取Z變換，得Y(z)+(z)+(Z)=X(Z)H(Z)=^yS錯(cuò)誤!=錯(cuò)誤！特性方程Z2++=0Zl=-Z2=-(IZikl所以系統(tǒng)穩(wěn)泄離散系統(tǒng)差分方程為：y(n)=x(n)+-75x(n-l)+x(n-2)試求：(1)脈沖傳達(dá)函數(shù)H(z)及其零點(diǎn)。(4分)(2)頻次特性表達(dá)式。(2分)解：對(duì)差分方程兩邊取Z變換，得Y(z)=X(Z)+V3Z-lX(Z)+X-2X(Z)H億)=養(yǎng)務(wù)=\+y[3Z-l+Z-2=-Z2±^Z+1令Z2+A/3Z+1=O得零點(diǎn)zi=—乎4j(2)令Z=ejwT,H(ejwT)=l-H/3e-jwT+e—j2wT五、應(yīng)用題(本大題共2小題，每題6分，共12分)38.采用正弦模型算法時(shí)，對(duì)使用的電氣量采樣數(shù)據(jù)是否需要進(jìn)行數(shù)字濾波？為什么？答：采用正弦型算法時(shí)，電氣量的采樣值應(yīng)進(jìn)行數(shù)字濾波。因?yàn)樗惴ㄊ氰b于正弦波的原理實(shí)現(xiàn)的，而故障電流中含有基波分雖、髙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獨(dú)自提取出來(lái),方能使用。39.變壓器配宜差動(dòng)電流速斷的原因是什么？答：變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重不對(duì)稱故障且陪伴有勵(lì)磁涌流時(shí)，由于在差動(dòng)電流中產(chǎn)生較大的二次諧波分量，使縱差保護(hù)被制動(dòng)，直到二次諧波分量衰減后，縱差保護(hù)才能動(dòng)作，延誤了保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間。在此情況下，可采取加快保護(hù)動(dòng)作的舉措：差動(dòng)速斷：當(dāng)差動(dòng)電流大于可能出現(xiàn)的最大勵(lì)磁涌流時(shí)，縱差保護(hù)應(yīng)立即動(dòng)作跳閘。六、剖析題(本大題共2小題，每題6分，共12分)40.發(fā)電機(jī)縱差保護(hù)中故障分量法標(biāo)積制動(dòng)方案怎樣改良保護(hù)性能？剖析：標(biāo)積制動(dòng)式IAIN-AIT|2>S(AINAITcos0)0為IN與IT的相位角，INITcos( )為標(biāo)積呈；S為標(biāo)積制動(dòng)系數(shù)。擁有多個(gè)并聯(lián)分支的大型發(fā)電機(jī)組，在發(fā)生帶過(guò)渡電阻的小匝間短路故障時(shí)，短路電流中的負(fù)荷電流分量不可再忽略，它將影響到縱差保護(hù)敏捷性的提髙。為了清除負(fù)荷電流分屋的影響，采用故障分捲原理。區(qū)外發(fā)生短路制動(dòng)量分別為SAINAITcos0>0。區(qū)內(nèi)發(fā)生短路標(biāo)積制動(dòng)原理制動(dòng)量當(dāng)0值較大，大于90°,SAINAITcos0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)原理反響區(qū)內(nèi)短路故障的敏捷度很高。(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，由于發(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,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。簡(jiǎn)要說(shuō)明異步采樣，同步采樣及其特點(diǎn)。答：異步采樣，也稱為宦時(shí)采樣，即采樣周期或采樣頻次永遠(yuǎn)地保持固左不變。同步采樣也稱為追蹤采樣，即為了使采樣頻次始終與系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行頻次保持固龍的比率關(guān)系，必須使采樣頻次隨系統(tǒng)運(yùn)行頻次的變化而實(shí)時(shí)地調(diào)整。七、綜合題

(本大題共

2小題，每題

7分，共

14分)42.設(shè)采樣頻次為

600Hz,輸入信號(hào)中含有直流，

50Hz

基波正弦和英它諧波分量

(最高諧波次數(shù)為

5),要求僅保存

5次諧波，濾除英它頻次分量。試用零點(diǎn)配宜法設(shè)訃數(shù)字濾波器，給出其脈沖傳達(dá)函數(shù)

H(z)。H0(z)=l-Z-lHl(z)=+Z-2H2(z)=1-Z-l+Z-2H3(z>l+Z-2H4(z)