201年7月，全国高等教育自学考试电力系统微型计算机继电保护试题
课程代码：02313
一、单项选择题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)
每个小题目列出的四个备选项中，只有一个符合题目要求，请填写题后括号中的代码。错选、多选或未选都没有分数。个人收集整理 不要做商业用途 1.单位阶跃信号1(t)采样后，采样信号的Z变换为
1
1?z?12．如果f(k)的Z变换为F(z)，则f(k 1)Z变换为z [F(z)-f(0)]
3.采样频率为5000Hz模拟信号的最高允许频率为250Hz
4．如果Z[G1(s)]=G1(z)，Z[G2(s)]=G2(z)，离散控制系统的响应图y(n)的Z变换Y(z)为G1G2X(z)个人收集整理 不要做商业用途
5.正弦电气量的两个采样值为6、8，间隔电角为90°，正弦量的幅值为10 6.滤波方程如下：y(n)=x(n)-2x(n-2) 3x(n-当采样周期为3)数字滤波器时
做商业用途 515ms时间窗是ms个人收集整理 337.全周期傅立叶算法采用N点周期采样值x(0)～x(N)计算二次谐波正弦分量的幅值a2的计算公式是
2N?1?4πk???xksin?? ?Nk?0?N?8．对于CA当使用解微分方程算法时，两相短路u(t)应选为Uca(t)，电流i(t)应选为ica(t)个人收集整理 不要做商业用途 9．100Hz正弦电气量周期采样点为12时，相邻两个采样点之间的电角为30°
10.输电线路始端相电流故障重量的特点是B,C相量之和为零，A相幅值 如果线路故障为零，则线路故障为零BC两相短路
二、填空题(本大题共20小题，每小题1分，共20分) 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。
11.的继电保护相比，微机继电保护提供了更多的故障信息和保护行为信息。 12.在引入零阶保持器后，离散系统不会增加系统的稳定性。
13.开关量输出电路采用光电隔离技术后，微高了微机继电保护装置的抗干扰能力。 14．VFC用于测量型数据采集系统中的计数器VFC元件输出的脉冲数。
15.将模拟电气量转换为数字量时，需要一定的转换时间。 16.采样周期为T的离散控制系统，其频率特性H(ejωT)的周期是2π/T。
17.数字滤波器脉冲传递函数极点的合理设置可以提取模拟量中有用的频率分量。 18.当系统正常稳定运行时，相电流瞬时采样值差突变启动元件△Ica等于零。 19.两点乘积算法的计算精度与电网频率变化值有关。
20.傅立叶算法不需要过滤电流和电压的周期采样数据。 解微分方程算法需要电流的平均值来代替其采样值。 22.电力系统正常运行时，三相电压采样值之和为零。 23.零滤波器可以过滤输入信号中的某些频率信号。 24.从某个信号中提取有用频率信号的过程称为滤波器。
25.微机距离保护软件程序主要包括三个模块：初始化和自检循环程序、故障处理程序和采样中断服务子程序。
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个人收集整理 不要做商业用途 26.当电力系统出现故障时，相电流差异变量启动元件用于启动微机距离保护程序中的故障处理程序。 27.发电机正常运行时，中性点等于发电机端同相电流。
28.与非制动特性差动保护相比，比率制动特性差动保护在电气元件内部故障时提高了差动保护动作的灵敏度。个人收集和整理 不要做商业用途 29.信号电路串联出现的干扰称为差模干扰。
30.微型发电机纵差保护方案主要包括：采样瞬时值法、基波比制动法和故障分量发电机纵差保护算法。
三、简答题(本大题共5小题，每小题4分，共20分) 31.绘制逐步比较数据采集系统原理构成图。
32.简要说明数字滤波器的优点。数字滤波器与传统下优点： 1)可靠性高。2)无阻抗匹配问题。 灵活性高。4)可分时复用
33.三点乘积算法是什么？给出计算正弦电流有效值的计算公式。三点乘积算法是什么？给出计算正弦电流有效值的计算公式。个人收集整理 不要做商业用途 答：三点乘积算法是利用正弦电压和电流的三个连续等时间间隔计算正弦电压、电流有效值和测量阻抗的算法。该算法可以避免系统频率f变化对计算结果的影响。个人收集整理 不要做商业用途 2?24i22(i2?i1?i3)?2I?24i2?(i1?i3)2?
34.识别变压器励磁涌流的方法有哪些？ 识别变压器励磁涌流的方法有哪些？
答:识别变压器励磁涌流的主要方法有:
1)识别短路电流和励磁涌流波形之间的间断角制动。2)二次谐波制动。
35.干扰进入微机保护装置后可能会产生什么后果？抗干扰软件的对策是什么？ 干扰进入微机保护装置后可能会发生什么？个人收集整理 不要做商业用途 干扰进入微机保护装置后，可能会产生以下后果：
1)操作或逻辑错误。2)操作程序出轨。3)损坏微机芯片。 四、计算题(本大题共2小题，每小题6分，共12分) 36.滤波器的冲激响应如下: n h(n) 0 0 1 -0.5 2 -0.866 3 -1 4 -0.866 5 -0.5 6 0 (1)写出滤波器的差异方程；
(2)采样序列x(n)={10、10、10}输入滤波器时，请输出滤波器。 (1)差分方程为 y(n)=
?h(k)x(n-k) =-0.5x(n-1)-0.866x(n-2)-x(n-3)-0.866x(n-4)-0.5x(n-5)个人收集整理 不要做商业用途 (2)采样序列x(n)={10,10,10}
每次运行完成数字滤波器时，需要输入6个信号采样值。采样序列x(n)只提供三个采样值。由于无法提供足够的采样值，滤波器无法完成一次操作，数字滤波器处于临时状态过程中，无输出。个人收集和组织 不要做商业用途
37.模拟信号u(t)=10 10sin(100πt 30°)，经采样频率fs=600Hz对其进行采样，试求：个人收集整理 不要做商业用途 (1)写一个周期的采样值序列；
(2)写傅立叶算法提取基波分量实虚部的表达式；
(3)傅立叶算法提取基波分量计算(1)中的采样序列，其准确有效值是多少？ 解：U(t)=10 10sin(100πt 300) (1)、基波50Hz，N=12、间隔电角为300。 U(t)采样值与采样时间的对应关系 k 0 1 2 3 4 2 / 6
5 6 U(k) k U(k) k sin(kπ/6) k sin(kπ/6) k cos(kπ/6) k cos(kπ/6) (2)、
a1?15 7 1.34 7 -0.5 7 18.66 8 0 1 0.5 8 -0.866 1 0.866 8 20 9 1.34 2 0.866 9 -1 2 0.5 9 0 18.66 10 5 3 1 10 -0.866 3 0 10 0.5 15 11 10 4 0.866 11 -0.5 4 -0.5 11 0.866 10 12 15 5 0.5 12 5 -0.866 12 5 6 0 6 -1 -0.866 -0.5 2?N?N?1k2??x(k)sin??N?k?1N??
b1?2?x(0)N?1k2?x(N)??x(k)cos??N?N2?k?1?2?
(3)、a1=1/6*(18.66*0.5 20*0.866 18.66*1 15*0.866 10*0.5 0-1.34*0.5-0-1.34*1-5*0.866-10*0.5)个人收集整理 不要做商业用途 =1/6*(9.33 17.32 18.66 12.99 5-0.67-1.34-4.33-5)=8.66人收集整理 不要做商业用途 b1=1/6(15 18.66*0.866 20*0.5 0-15*0.5-10*0.866-5*1-1.34*0.866-0 0 5*0.5 10*0.866个人收集整理 不要做商业用途 =1/6(15 16.16 10-7.5-8.66-5-1.16 2.5 8.66) =5 2X12=a12 b12 X1=7.07
五、分析题(本大题共2小题，每小题6分，共12分) 38.已知离散系统的差异方程为7y(k 2) 8y(k 1) y(k)=u(k) (1)脉冲传递函数G(z)。
(2)分析系统的稳定性。
已知离散系统的差分方程为7y(k 2) 8y(k 1) y(k)=u(k) (1)脉冲传递函数G(z)。 (2)分析系统的稳定性。 解:(1)在差分方程两侧取Z变换y(0)= y(1)=0时，得7Z2Y(z) 8ZY(z) Y(z)=u(z)个人收集整理 不要做商业用途 ∴G(Z)=
Y(Z) 1
= 个人收集整理 不要做商业用途 U(Z) 7Z2 8Z 1
1 7
(2)特性方程 7Z2 8Z 1=0 解得 Z1=－1 Z2=－
因为|Z1|=1 因此，系统临界稳定。
39.分析差分滤波器y(k)=x(k) x(k-3)滤波性能。 解： z变换得
y(k)?x(k)?x(k?m)
?mY(z)?X(z)?ZX(z)
?H(z)?Y(Z)?1?Z?mX(Z)
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jwT?jmwTH(e)?1?e?1?cosmwT?jsinmwT(2)
?2sin(m?T)2
幅频特性
H(ej?T)?(1?cosm?T)2?sin2(m?T)令
??2?f,f1为基波
fs?1?Nf1f?kf1 T N?12，
(n=0，1,2,3……)时，
则当
m?Tm?2?kf1m???k?n?22?Nf1NH(ej?T)?0
m=3.可以过滤掉k?12n/m=4n次谐波，(n=0，1,2,3……)
六、应用题(本大题共2小题，每小题6分，共12分)
在40.发电机纵差保护方案中，如何提高内部故障的灵敏度和外部故障的选择性？ 分析：标积制动
∣IN-IT∣2＞S(INITcosθ)
θ为IN与IT的相位角，INITcosθ为标积量；S为标积制动系数。 (1) 区外发生短路 在区外发生短路时，有IN=IT，θ值较小，因此制动量分别为SINITcosθ>0。个人收集整理 勿做商业用途 (2) 区内发生短路 标积制动原理制动量当θ值较大，大于90 °，SINITcosθ就变成了负值。负值的制动量在数学上就是动作量，更有助于保护动作。标积制动原理反应区内短路故障的灵敏度很高。 (3) 发电机未并网前或解列运行时的内部短路
在发电机并网前发生的内部短路，由于发电机机端无电流，仅有中性点有短路电流，因此标积原理的制动量为0，而比率制动原理不为0，显然，标积原理的动作裕度更大，对动作更可靠。个人收集整理 勿做商业用途 41．(1)输电线路发生BC两相短路时，列出求R、L的微分方程， 并说明计算步骤；
(2)图示为多边形阻抗元件的动作特性，写出其动作判据。 解：(1)、输电线路发生BC两相短路时，列出求R、L的微分方程， 并说明计算步骤；
u1i2?u2i1?di1?L?i2D1?i1D2?dt1?????u2D1?u1D2?di2?di1di2R?u2?Ri2?L?i2D1?i1D2?dt2?dtdt? 答：1、 ， 令D1=1，D2=2， 则
u1?Ri1?L2、计算步骤
1)AB两相短路，u=ua－ub， i=ia－ib进行分析。
2)取三个不同采样时刻分别为tk、tk+1、tk+2，用差分近似代替微分，用平均值代替采样值。
uK?1?uK??2?uK?2?uK?1?u2??2iK?1?iK??D?1?iK?1?iK?1?Ts?i1??2?iK?2?iK?1??i?iD2?i2?K?2K?1??Ts? 2? u1?4 / 6